2025年高三物理复习一轮第24讲　电容器　带电粒子在电场中的直线运动 实验：观察电容器的充、放电现象 【正文】作业手册

第24讲电容器带电粒子在电场中的直线运动实验:观察电容器的充、放电现象(限时40分钟)1.(多选)关于电容器的电容,下列说法中正确的是()A.根据C=QU可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,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.某一电容器上的电压变化时(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.[2023·浙江舟山中学模拟]如图所示,两平行的带电金属板水平放置.若在两板中间a点由静止释放一带电微粒,微粒恰好保持静止状态.现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°,再在a点由静止释放一同样的微粒,该微粒将 ()A.保持静止状态B.向左上方做匀加速运动C.向正下方做匀加速运动D.向左下方做匀加速运动3.道路压线测速系统,不仅可以测速,也可以测量是否超载,其结构原理电路可以理解为如图甲所示,由一个电源、一个灵敏电流计(与传感器连接)、一个电容器和一个保护电阻R组成.感应线连接在电容器的其中一块极板上,车轮压在感应线上会改变电容器两板间的距离,并会使灵敏电流计中产生瞬间电流,压力越大,则电流峰值越大.如果汽车的前、后轮先后经过感应线,回路中会产生两脉冲电流,如图乙所示,电子眼就会拍照.如果以顺时针方向为电流正方向,则 ()A.汽车压线时,电容器板间距离变小B.车轮经过感应线过程中电容器先充电后放电C.增大电阻R,可以使电容器稳定时带的电荷量减小D.如果车轮间距是2.5m,则可估算车速为7.7m/s4.(多选)[2023·福建泉州模拟]如图所示,平行板电容器充电后与电源断开,正极板接地,P为两板间的一固定点.静电计的金属球与电容器的负极板连接,外壳接地.若保持电容器负极板不动,仅将正极板缓慢向左平移一小段距离,则 ()A.电容器的电容减小,静电计指针的偏角增大B.电容器的电容增大,静电计指针的偏角减小C.两板间的电场强度不变,P点的电势降低D.两板间的电场强度减小,P点的电势升高5.[2023·河北石家庄模拟]如图所示的两个平行板电容器水平放置,A板用导线与M板相连,B板和N板都接地.让A板带电后,在两个电容器间分别有P、Q两个带电油滴都处于静止状态.AB电容器的电容为C1,电压为U1,带电荷量为Q1;MN电容器的电容为C2,电压为U2,带电荷量为Q2.若将B板稍向下移,则下列说法正确的是 ()A.P向下运动,Q向下运动B.U1减小,U2增大C.Q1减小,Q2增大D.C1减小,C2增大6.如图所示,倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面的夹角为θ,两极板间的距离为d.带负电的微粒质量为m,带电荷量为q,从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入,沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出,重力加速度为g,则 ()A.微粒到达B点时动能为12mB.微粒的加速度大小等于gsinθC.两极板间的电势差UMN=mgdD.微粒从A点到B点的过程中,电势能减少mgd7.如图所示的平行板电容器竖直放置,两极板间的距离为d,极板高度AB=CD=h.对该电容器充上一定的电荷量后,将一带电小球P从非常靠近左极板的上端A处由静止释放,小球沿图中虚线运动打到了右极板的中点.为使小球能够从下方穿过电容器,右极板应向右至少移动的距离为 ()A.dB.2-C.hD.d8.(多选)[2023·安徽安庆模拟]匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像如图所示.当t=0时,在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子,设带电粒子只受电场力的作用,则下列说法正确的是 ()A.带电粒子将始终向同一个方向运动B.2s末带电粒子回到原出发点C.3s末带电粒子的速度为零D.0~3s内,电场力做的总功为零9.小明利用图甲中的装置做“电容器充、放电”的实验.已知电源输出电压为15V,电阻箱接入的电阻R=5000Ω,电流表内阻可忽略不计,电容器选用电容较大的电解电容器.先将开关S与“1”端闭合,对电容器进行充电;稍后再将开关与“2”端闭合,并将此时记为t=0时刻.电容器通过电阻箱放电,每隔5s记录电流表的读数,电流表读数I随放电时间t变化的曲线如图乙所示.(1)该电容器的电容约为F(结果保留1位有效数字).

(2)若仅将电阻箱接入的电阻R调到7500Ω,重新完成该实验操作,则电容器放电的I-t图像与图乙相比,不同点是(回答一条即可).

10.[人教版必修第三册改编]如图甲所示,某多级直线加速器由n个横截面积相同的金属圆筒依次排列,其中心轴线在同一直线上,各金属圆筒依序接在交变电源的两极M、N上,序号为0的金属圆板中央有一个质子源,质子逸出的速度不计,M、N两极加上如图乙所示的电压UMN,一段时间后加速器稳定输出质子流.已知质子质量为m、电荷量为e,质子通过圆筒间隙的时间不计,且忽略相对论效应,则 ()A.质子在各圆筒中均做匀加速直线运动B.质子进入第n个圆筒瞬间的速率为2C.各圆筒的长度之比为1∶2∶3∶…D.质子在各圆筒中运动的时间之比为1∶2∶3∶…11.[2023·新课标卷]密立根油滴实验的示意图如图所示.两水平金属平板上下放置,间距固定,可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电荷量不同、密度相同的小油滴.两板间不加电压时,油滴a、b在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动,速率分别为v0、v04;两板间加上电压后(