物理练习（新教材粤教版）第九章第3练电容器实验观察电容器的充放电现象带电粒子在电场中的直线运动

1．(多选)关于电容器的电容，下列说法中正确的是()A．根据C＝eq\f(Q,U)可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两极板间的电压成反比B．对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比C．无论电容器电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变D．电容器所带电荷量增加2倍，则电容增大2倍2.心脏除颤器是目前临床上广泛使用的抢救设备之一，如图所示．心脏除颤器通过接触皮肤的电极板使电容器放电，实施电击治疗．已知某款心脏除颤器，在短于一分钟内使40μF电容器充电到4000V，存储320J能量．抢救病人时，一部分能量在4ms的脉冲时间内通过电极板放电进入身体，此脉冲电流的平均功率为64kW.下列说法正确的是()A．电容器放电过程中电流恒定B．电容器充电至2000V时，电容为20μFC．电容器充电至4000V时，电荷量为CD．一个脉冲时间内通过电极板放电进入人身体的能量是320J3.(2023·四川省成都七中高三检测)如图所示，将一平行板电容器和二极管串联接在直流电源上，二极管具有单向导电性，现将开关闭合等到电路稳定．下列说法正确的是()A．若增大两极板间的距离，则电容器电容增大B．若增大两极板间的距离，则两极板间的电场强度减小C．若减小两极板间的距离，则两极板间的电压不变D．若减小两极板间的距离，则电容器的带电荷量Q减小4．(多选)(2023·广东茂名市模拟)把电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接．先使开关S与1端相连，电源给电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电．电流传感器中的电流i随时间t变化的关系如图乙所示．下列说法正确的是()A．在t1～t2时间内，电容器两极板间电压逐渐增大B．在t3～t4时间内，电容器的电容逐渐减小C．曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积D．S接1端，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E5．静电火箭的工作过程简化图如图所示，离子源发射的离子经过加速区加速，进入中和区与该区域里面的电子中和，最后形成中性高速射流喷射而产生推力．根据题目信息可知()A．M板电势低于N板电势B．进入中和区的离子速度与离子带电荷量无关C．增大加速区MN极板间的距离，可以增大射流速度而获得更大的推力D．增大MN极板间的电压，可以增大射流速度而获得更大的推力6.(多选)一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)以速度v0逆着电场线方向射入有左边界的匀强电场，电场强度为E(如图所示)，则()A．粒子射入的最大深度为eq\f(mv02,qE)B．粒子射入的最大深度为eq\f(mv02,2qE)C．粒子在电场中运动的最长时间为eq\f(mv0,qE)D．粒子在电场中运动的最长时间为eq\f(2mv0,qE)7．(2023·广东深圳市外国语学校模拟)如图甲所示，两平行金属板A、B放在真空中，间距为d，P点在A、B板间，A板接地，B板的电势φ随时间t变化情况如图乙所示，t＝0时，在P点由静止释放一质量为m、电荷量为e的电子，当t＝2T时，电子回到P点．电子运动中没与极板相碰，不计重力，则()A．φ1∶φ2＝1∶2B．φ1∶φ2＝1∶4C．在0～2T时间内，当t＝T时电子的电势能最大D．在0～2T时间内，电子的电势能减小了eq\f(2e2T2φ12,md2)8.如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度大小为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动．ON与水平面的夹角为30°，重力加速度为g，且mg＝qE，则()A．电场方向竖直向上B．小球运动的加速度大小为eq\f(g,2)C．小球上升的最大高度为eq\f(v02,4g)D．若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为eq\f(1,2)mv029．(多选)(2023·广东佛山市模拟)如图所示的直线加速器由沿轴线分布的金属圆筒(又称漂移管)A、B、C、D、E组成，相邻金属圆筒分别接在电源的两端．质子以初速度v0从O点沿轴线进入加速器，质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为T，在金属圆筒之间的狭缝被电场加速，加速时电压U大小相同．质子电荷量为e、质量为m，不计质子经过狭缝的时间，则()A．M、N所接电源的极性应周期性变化B．金属圆筒的长度应与质子进入圆筒时的速度成正比C．质子从圆筒E射出时的速度大小为eq\r(\f(10eU,m)＋v02)D．圆筒E的长度为eq\r(\f(8eU,m)＋v02T)10．如图甲所示，实验器材主要有电源、理想电压表V、两个理想电流表A1和A2、被测电解电容器C、滑动变阻器R、两个开关S1和S2以及导线若干．实验主要步骤如下：①按图甲连接好电路．②断开开关S2，闭合开关S1，让电池组给电容器充电，当电容器充满电后，读出并记录电压表的示数U，然后断开开关S1.③断开开关S1后，闭合开关S2，每间隔5s读取并记录一次电流表A2的电流值I2，直到电流消失．④以放电电流I2为纵坐标，放电时间t为横坐标，在坐标纸上作出I2－t图像．(1)在电容器的充电过程中，电容器两极板上的电荷量逐渐____________(选填“增大”或“减小”)，电流表A1的示数逐渐____________(选填“增大”或“减小”)．(2)由I2－t图像可知，充电结束时电容器储存的电荷量Q＝_____C．(结果保留2位有效数字)(3)若步骤②中电压表的示数U＝V，则滑动变阻器接入电路部分的阻值R＝________Ω.(结果保留2位有效数字)(4)类比直线运动中由v－t图像求位移的方法，当电容为C的电容器两板间电压为U时，电容器所储存的电能Ep＝________(请用带有U、C的表达式表示)．11.在光滑绝缘的水平面上，长为2L的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B(均可视为质点)组成一个带电系统，球A所带的电荷量为＋2q，球B所带的电荷量为－3q.现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MNQP内，已知虚线MN位于细杆的中垂线，MN和PQ