沪科版选修31 电容器 电容 第一课时 作业 (1).docx

2.4电容器 电容1一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容c和两极板间的电势差u的变化情况是()ac和u均增大bc增大，u减小cc减小，u增大dc和u均减小解析根据平行板电容器电容公式c，在两板间插入电介质后，电容c增大，因电容器所带电荷量q不变，由c可知，u减小，b项正确。答案b2两平行金属板相距为d，电势差为u，一电子质量为m、电荷量为e，从o点沿垂直于极板的方向射入电场，最远到达a点，然后返回，如图所示，oa间距为h，则此电子的初动能为()a.b.c.d.解析电子从o点到达a点的过程中，仅在电场力作用下速度逐渐减小，根据动能定理可得euoa0ek，因为uoah，所以ek，所以正确选项为d项。答案d3 (多选)如图所示，六面体真空盒置于水平面上，它的abcd面与efgh面为金属板，其他面为绝缘材料。abcd面带正电，efgh面带负电。从小孔p沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴a、b、c，最后分别落在1、2、3三点，则下列说法正确的是()a三个液滴在真空盒中都做平抛运动b三个液滴的运动时间一定相同c三个液滴落到底板时的速率相同d液滴c所带电荷量最多解析三个液滴在水平方向受到电场力作用，水平方向不是匀速直线运动，所以三个液滴在真空盒中不是做平抛运动，选项a错误；由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动，三个液滴的运动时间相同，选项b正确；三个液滴落到底板时竖直分速度相等，而水平分速度不相等，所以三个液滴落到底板时的速率不相同，选项c错误；由于液滴c在水平方向位移最大，说明液滴c在水平方向加速度最大，所带电荷量最多，选项d正确。答案bd4.如图所示电路中，a、b是构成平行板电容器的两金属极板，p为其中的一个定点。将开关s闭合，电路稳定后将a板向上平移一小段距离，则下列说法正确的是()a电容器的电容增加b在a板上移过程中，电阻r中有向上的电流ca、b两板间的电场强度增大dp点电势升高解析由平行板电容器电容的决定式c知选项a错误；由c得，电容器两端电压不变，c减小，q减小，电容器放电，形成顺时针方向的放电电流，b项正确；由e得，电场强度e减小，c项错误；由upoed，e减小，p点的电势降低， d项错误。答案b5如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在p点的点电荷，以e表示两板间的电场强度，ep表示点电荷在p点的电势能，表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则()a增大，e增大 b增大，ep不变c减小，ep增大 d减小，e不变解析平行板电容器带有等量异种电荷，当极板正对面积不变时，两极板之间的电场强度e不变。保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至题图中虚线位置，由ued可知，两极板之间的电势差减小，静电计指针的偏角减小，由于下极板接地(电势为零)，两极板之间的电场强度不变，所以p点电势不变，点电荷在p点的电势能ep不变。综上所述，选项d正确。答案d6某位移式传感器的原理示意图如图所示，e为电源，r为电阻，平行金属板a、b和介质p构成电容器，当可移动介质p向左匀速移出的过程中()a电容器的电容变大b电容器的电荷量保持不变cm点的电势比n点的电势低d流过电阻r的电流方向从m到n解析当可移动介质p向左匀速移出的过程中，电容器电容变小，选项a错误；电容器的电压等于电源电动势，保持不变，电荷量qcu减小，选项b错误；电容器放电，电流方向为mrn，m点的电势比n点的电势高，选项c错误，选项d正确。答案d7.如图所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，微粒恰能沿图示虚线由a向b做直线运动。则()a微粒带正、负电荷都有可能b微粒做匀减速直线运动c微粒做匀速直线运动d微粒做匀加速直线运动解析微粒做直线运动的条件是速度方向和合力的方向在同一条直线上，只有微粒受到水平向左的电场力才能使得合力方向与速度方向相反且在同一条直线上，由此可知微粒所受的电场力的方向与场强方向相反，则微粒必带负电，且运动过程中微粒做匀减速直线运动，b项正确。答案b8一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方处的p点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回。若将下极板向上平移，则从p点开始下落的相同粒子将()a打到下极板上b在下极板处返回c在距上极板处返回d在距上极板处返回解析带电粒子运动过程中只有重力和电场力做功，设电容器两极板间电压为u，粒子下落的全程由动能定理有mgqu0，当下极板向上平移后，设粒子能下落到距离上极板x处，由动能定理有mgqu0，解得xd，选项d正确。答案d9在真空中的x轴上的原点处和x6a处分别固定一个点电荷m、n，在x2a处由静止释放一个正点电荷p，假设点电荷p只受电场力作用沿x轴方向运动，得到点电荷p速度大小与其在x轴上的位置关系如图所示，则下列说法正确的是()a点电荷m、n一定都是负电荷b点电荷p的电势能一定是先增大后减小c点电荷m、n所带电荷量的绝对值之比为21dx4a处的电场强度一定为零解析由vx图象可知，点电荷p的速度先增大后减小，所以点电荷p的动能先增大后减小，说明电场力先做正功，后做负功，结合正电荷受到的电场力的方向与场强的方向相同可知，电场强度的方向先沿x轴的正方向，后沿x轴的负方向，根据点电荷的电场线的特点与电场的叠加原理可知，点电荷m、n一定都是正电荷，故a项错误；点电荷p的动能先增大后减小，由于只有电场力做功，所以点电荷p的电势能一定是先减小后增大，故b项错误；由图可知，在x4a处点电荷p的速度最大，速度的变化率为0，说明了x4a处的电场强度等于0，则m与n的点电荷在x4a处的电场强度大小相等，方向相反，根据库仑定律得所以点电荷m、n所带电荷量的绝对值之比为41，故c项错误，d项正确。答案d 10.(多选)如图所示，静止的电子在加速电压为u1的电场作用下从o经p板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的偏转电场(极板长l、极板间距离d)，在偏转电压为u2的电场作用下偏转一段距离。现使u1加倍，要想使电子在偏转电场的偏移量不发生变化(调整极板间距离时电子仍能穿出偏转电场)，应该()a仅使u2加倍b仅使u2变为原来的4倍c仅使偏转电场板间距离变为原来的0.5倍d仅使偏转电场板间距离变为原来的2倍解析据题意，带电粒子在加速电场中做加速运动，有qu1mv，在偏转电场中做类平抛运动，有lv0t和yat2t2，整理得y，因此当加速电场电压u1增加一倍，要使偏转量不变，则需要使偏转电压增加一倍或者使偏转电场两极板间距离变为原来的一半，所以a、c项正确。答案ac11.(多选)有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，从左上方同一点以相同的水平速度先后射入匀强电场中，a、b、c三个小球的运动轨迹如图所示，a、b小球运动轨迹的末端处于同一竖直线上，则如图运动轨迹对应的过程()a小球a带负电，b不带电，c带正电b三小球运动的时间tatbxc，知tatbtc，则选项b错误；由竖直位移公式yat2，而yayb，得aaab；又yatc，得aaac，同理abac，因场强方向向下，可以判定小球a带负电，b不带电，c带正电，则选项a正确；因abac，得合力mabmac，由动能定理有f合yekektek0，而初动能ek0mv相同，yayb，mabekb，则选项c错误；又电场力做功为qey，yaqc，使qey有可能相等，即电势能变化绝对值有可能相等，故选项d正确。答案ad12(多选)在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从a点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示，小球运动的轨迹上a、b两点在同一水平线上，m为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8 j，在m点的动能为6 j，不计空气的阻力，则下列判断正确的是()a小球水平位移x1与x2的比值为13b小球水平位移x1与x2的比值为14c小球落到b点时的动能为32 jd小球从a点运动到b点的过程中最小动能为6 j解析小球在水平方向做初速度为零的匀加速运动，小球在竖直方向上升和下落的时间相同，由匀变速直线运动位移与时间的关系可知水平位移x1x213，选项a正确，选项b错误；设小球在m点时的水平分速度为vx，则小球在b点时的水平分速度为2vx，根据题意有mv8 j，mv6 j，因而在b点时小球的动能为ekbm232 j，选项c正确；由题意知，小球受到的合外力为重力与电场力的合力，为恒力，小球在a点时，f合与速度之间的夹角为钝角，小球在m点时，速度与f合之间的夹角为锐角，即f合对小球先做负功再做正功，由动能定理知，小球从a到m过程中，动能先减小后增大，小球从m到b的过程中，合外力一直做正功，动能一直增大，故小球从a运动到b的过程中最小动能一定小于6 j，选项d错误。答案ac13.(多选)如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示，电子原来静止在左极板小孔处(不计电子的重力)，下列说法正确的是()a从t0时刻释放电子，电子始终向右运动，直到打到右极板上b从t0时刻释放电子，电子可能在两板间振动c从t时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上d从t时刻释放电子，电子必将打到左极板上解析根据ut图线可得到粒子运动的at图线，易知，从t0时刻释放电子，0向右加速，t向右减速，电子一直向右运动，选项a正确，b项错误；从t时刻释放电子，如果板间距离比较大，向右加速，t向右减速，tt向左加速，tt向左减速，如果板间距离比较小，向右加速，t向右减速，可能已经撞到极板上，选项c正确，d错误。答案ac13如图所示，一电荷量为q、质量为m的小物块处于一倾角为37的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止。重力加速度取g，sin370.6，cos370.8。求：(1)水平向右电场的电场强度。(2)若将电场强度减小为原来的，物块的加速度是多大。(3)电场强度变化后物块下滑距离l时的动能。解析(1)小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，受力分析如图所示，则有nsin37qe，ncos37mg，由可得e。(2)若电场强度减小为原来的，即e，由牛顿第二定律得mgsin37qecos37ma，可得a0.3g。(3)电场强度变化后物块下滑距离l时，重力做正功，电场力做负功，由动能定理得mglsin37qelcos37ek0，可得ek0.3mgl。答案(1)(2)0.3g(3)0.3mgl14.如图所示，在e103 v/m的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道qpn与一水平绝缘轨道mn在n点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径r40 cm，n为半圆形轨道最低点，p为qn圆弧的中点，一带负电q104 c的小滑块质量m10 g，与水平轨道间的动摩擦因数0.15，位于n点右侧1.5 m的m处，g取10 m/s2，求：(1)要使小滑块恰能运动到半圆形轨道的最高点q，则小滑块应以多大的初速度v0向左运动？(2)这样运动的小滑块通