2013届高三物理一轮复习 6.3电容器与电容　带电粒子在电场中的运动精品练习 新人教版

1 第三讲第三讲 电容器与电容电容器与电容 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动 1 一个电容器的规格是 50V 10 F 对以上数据及相关问题的理解有以下说法 你 认为正确的是 A 50V 指的是该电容器的击穿电压 B 这个电容器的最大电容量为 10 F 带电荷量较少时 电容小于 10 F C 电容器充电后 若要测量两极间的电压 可以用电压表 D 电容器两极间的电压降低 1V 它所带的电荷量必减小 1 0 10 5 C 解析 额定电压是指电容器长期工作时所能承受的电压 比击穿电压要低 A 错误 电 容是电容器的固有属性 与带电荷量多少无关 B 错误 电容器充电后 要测量两极板间的 电压用静电压 C 错误 答案 D 2 某电容式话筒的原理示意图如图所示 E为电源 R为电阻 薄片P和Q为两金属极 板 对着话筒说话时 P振动而Q可视为不动 在P Q间距增大过程中 A P Q构成的电容器的电容增大 B P上电荷量保持不变 C M点的电势比N点的低 D M点的电势比N点的高 解析 由平行板电容器的电容C 可知 当P Q之间的距离d增大时 电容器的 rS 4 kd 电容C减小 A 错误 而电容器两极板之间的电势差不变 根据Q CU可知 电容器两极板 上的电荷量减小 B 错误 此时电容器对外放电 故M点的电势高于N点的电势 D 正确 2 答案 D 3 2011 年日本地震致核电站核辐射 在检测此次重大事故中应用了非电量变化 冷却剂 外泄使管中液面变化 转换为电信号的自动化测量技术 如图是一种通过检测电容器电容的 变化来检测液面高低的仪器原理图 容器中装有导电液体 是电容器的一个电极 中间的芯 柱是电容器的另一个电极 芯柱外面套有绝缘管 塑料或橡皮 作为电介质 电容器的两个电 极分别用导线接在指示器上 指示器上显示的是电容的大小 从电容的大小就可知容器中液 面位置的高低 为此 以下说法中正确的是 A 如果指示器显示出电容增大了 那么两电极正对面积增大 液面必升高 B 如果指示器显示出电容减小了 那么两电极正对面积增大 液面必升高 C 如果指示器显示出电容增大了 那么两电极正对面积减小 液面必降低 D 如果指示器显示出电容减小了 那么两电极正对面积增大 液面必降低 解析 该仪器类似于平行板电容器 且芯柱进入液面深度越大 相当于两平行板的正对 面积越大 电容越大 液面必升高 答案 A 4 如图所示 有一带电粒子 不计重力 紧贴A板沿水平方向射入匀强电场 当偏转电压 为U1时 带电粒子沿轨迹 从两板中间飞出 当偏转电压为U2时 带电粒子沿轨迹 落到 B板正中间 设带电粒子两次射入电场的水平速度相同 则电压U1 U2之比为 A 1 1 B 1 2 3 C 1 4 D 1 8 解析 根据竖直方向上有s 四方程联立解得 故 at2 2 s1 s2 1 2 a1 a2 U1 U2 t1 t2 2 1 U1 U2 1 8 选 D 答案 D 5 如图所示 A B是一对中间开有小孔的平行金属板 两小孔连线与金属板面垂直 两 极板的距离为L 两极板间加上低频交流电压 板A电势为零 板B电势u U0cos t 现有 一电子在t 0 时穿过A金属板 则电子在两板间的运动可能是 A 以A B间的某一点为平衡位置来回振动 B 时而向板B运动 时而向板A运动 最后从A板穿出 C 一直向板B运动 最后穿出板B D 先向板B运动 再向板A运动 但最后穿出板B 解析 电子先向右加速 速度越来越大 加速度逐渐减小 经过 速度达到正向最大值 T 4 然后做减速运动 仍然向右运动 加速度逐渐增大 速度逐渐减小 在半个周期末时刻 速 度为零 在第二个半周期内电子向左运动 速度先增大 后减小 一个周期末速度为零 回 到出发点 可知电子将在AB间振动 但如振幅太大 将有可能穿出电场区域 答案 AC 6 如图所示为示波管的示意图 左边竖直放置的两极板之间有水平方向的加速电场 右 边水平放置的两极板之间有竖直方向的偏转电场 电子束经加速电场加速后以v0进入偏转电 场偏转 加在水平放置的偏转电极的每单位电压引起的偏转距离叫示波器的灵敏度 下列对 提高示波管灵敏度有用的措施是 4 A 尽可能把偏转极板l做得长一些 B 尽可能把偏转极板l做得短一些 C 尽可能把偏转极板间距离d做得大些 D 将加速电场的两极板间的电压提高 解析 偏转距离s at2 a t 所以s U 要提高灵敏度 1 2 eU md l v0 1 2 eU md l2 v2 0 1 2 el2 mdv2 0 即提高的值 结合选项可知 A 正确 el2 mdv2 0 答案 A 7 如图所示 水平放置的平行板电容器 上板带负电 下板带正电 带电小球以速度v0 水平射入电场 且沿下板边缘飞出 若下板不动 将上板上移一小段距离 小球仍以相同的 速度v0从原处飞入 则带电小球 A 将打在下板中央 B 仍沿原轨迹由下板边缘飞出 C 不发生偏转 沿直线运动 D 若上板不动 将下板上移一段距离 小球可能打在下板的中央 解析 将电容器上板或下板移动一小段距离 电容器带电荷量不变 由公式E U d Q Cd 5 可知 电容器产生的场强不变 以相同速度入射的小球将仍沿原轨迹运动 下板不动 4 kQ rS 时 小球沿原轨迹由下板边缘飞出 当下板向上移动时 小球可能打在下板的中央 答案 BD 8 如图所示 平行板电容器的两极板A B接于电池两极 一带正电小球悬挂在电容器 的内部 闭合电键 S 给电容器充电 这时悬线偏离竖直方向 角 若 A 电键 S 断开 将A板向B板靠近 则 增大 B 电键 S 断开 将A板向B板靠近 则 不变 C 保持电键 S 闭合 将A板向B板靠近 则 变小 D 保持电键 S 闭合 将A板向B板靠近 则 增大 答案 BD 9 金属板A B水平放置 且分别带等量异号电荷 一粒子从B板左侧斜向上射入两板 间 轨迹如图所示 忽略两板边缘电场和重力对粒子的影响 则 A 该粒子带正电 B 粒子的加速度先减小后增大 C 粒子的电势能先减小后增大 D 粒子的动能先减小后增大 答案 AD 10 如图所示 在真空中有一水平放置的不带电平行板电容器 板间距离为d 电容为 C 上板B接地 现有大量质量均为m 带电荷量为q的小油滴 以相同的初速度持续不断地 6 从两板正中间沿图中虚线所示方向射入 第一滴油滴正好落到下板A的正中央P点 如果能 落到A板的油滴仅有N滴 且第N 1 滴油滴刚好能飞离电场 假设落到A板的油滴的电荷 量能被板全部吸收 不考虑油滴间的相互作用 重力加速度为g 则 A 落到A板的油滴数N 3Cdmg 4q2 B 落到A板的油滴数N Cdmg 4q2 C 第N 1 滴油滴经过电场的整个过程中所增加的动能为 mgd 8 D 第N 1 滴油滴经过电场的整个过程中减少的机械能为 3mgd 8 解析 第一滴油滴在电容器中运动时 只受重力作用 设板长为l 板间距为d 由平 抛运动的知识有v0 当第N 1 滴油滴恰好离开电容器时 必定是沿下极板的边缘飞出 l 2 g d 油滴的加速度为a g 由类平抛运动知 t2 又t 而E 可以求 Eq m d 2 1 2 g Eq m l v0 U d Nq Cd 得N A 正确 由动能定理有Ek W mg 因为电场力做了负功 电势能增 3Cdmg 4q2 d 2 1 4 mgd 8 加了 而电场力做功为W 3mgd 8 答案 ACD 11 两个半径均为R的圆形平板电极 平行正对放置 相距为d 极板间的电势差为 U 板间电场可以认为是均匀的 一个 粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射 入两极板之间 到达负极板时恰好落在极板中心 已知质子所带电荷量为e 质子和中子的 质量均视为m 忽略重力和空气阻力的影响 求 1 极板间的电场强度E 2 粒子在极板间运动的加速度a 3 粒子的初速度v0 7 解析 1 极板间场强E U d 2 粒子电荷量为 2e 质量为 4m 所受电场力F 2eE 2eU d 粒子在极板间运动的加速度a F 4m eU 2md 3 由d at2 得 1 2 t d 2d a m eU v0 R t R 2d eU m 答案 1 U d 2 eU 2md 3 R 2d eU m 12 真空中有一匀强电场 方向沿Ox轴正方向 若一带电粒子质量为m 电荷量为q 从O点以初速度v0沿Oy轴正方向进入电场 经一定时间到达A点 此时速度大小也为v0 方向沿Ox轴正方向 如图所示 已知重力加速度为g 试求 1 从O到A的时间 t及OA连线与Ox轴的夹角 2 该匀强电场的电场强度E 3 若设O点电势为零 则A点电势为多少 解析 1 粒子从O到A的运动 Oy方向 0 v0 g t 0 v 2 g y 2 0 8 Ox方向 v0 t