高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略 專題十二 電容器 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

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專題十二 電容器 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考綱解讀章內(nèi)容考試要求說(shuō)明必考加試靜電場(chǎng)電容器的電容bc1.不要求應(yīng)用平行板電容器電容的決定式進(jìn)行計(jì)算2示波管問(wèn)題的分析與計(jì)算不涉及兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電極同時(shí)加電壓的情形3解決帶電粒子偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題只限于垂直電場(chǎng)方向入射且偏轉(zhuǎn)電極加恒定電壓的情形.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)bd一、電容器的電容1電容器(1)組成：由兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體組成(2)帶電量：一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值(3)電容器的充電、放電充電：使電容器帶電的過(guò)程，充電后電容器兩極板帶上等量的異種電荷，電容器中儲(chǔ)存電場(chǎng)能放電：使充電后的電容器失去電荷的過(guò)程，放電過(guò)程中電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2電容(1)公式定義式：C.推論：C.(2)電容與電壓、電荷量的關(guān)系：電容C的大小由電容器本身結(jié)構(gòu)決定，與電壓、電荷量無(wú)關(guān)不隨Q變化，也不隨電壓變化3平行板電容器及其電容(1)影響因素：平行板電容器的電容與正對(duì)面積成正比，與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比，與兩板間的距離成反比(2)決定式：C，k為靜電力常量r為相對(duì)介電常數(shù)，與電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)二、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1加速問(wèn)題：若不計(jì)粒子的重力，則電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做的功等于帶電粒子的動(dòng)能的增量(1)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中：WqEdqUmv2mv.(2)在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中：WqUmv2mv.2偏轉(zhuǎn)問(wèn)題：(1)條件分析：不計(jì)重力的帶電粒子以速度v0垂直于電場(chǎng)線方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)(2)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：類平拋運(yùn)動(dòng)(3)處理方法：利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解沿初速度方向：做勻速直線運(yùn)動(dòng)沿電場(chǎng)力方向：做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)3示波管的構(gòu)造：電子槍，偏轉(zhuǎn)電極，熒光屏(如圖1所示)圖11電容器是一種常用的電子元件下列對(duì)電容器認(rèn)識(shí)正確的是()A電容器的電容表示其儲(chǔ)存電荷的能力B電容器的電容與它所帶的電量成正比C電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比D電容器的常用單位有F和pF,1 F103 pF答案A解析由電容的物理意義知A正確電容定義式為C，但C跟Q和U無(wú)關(guān)，僅跟電容器本身特征量有關(guān)；1 F106 pF.B、C、D都錯(cuò)2(2015浙江學(xué)考模擬)如圖2為可變電容器，由一組動(dòng)片和一組定片組成，這兩組金屬片之間是互相絕緣的，動(dòng)片旋入得越多，則()圖2A正對(duì)面積越大，電容越大B正對(duì)面積越大，電容越小C動(dòng)片、定片間距離越小，電容越大D動(dòng)片、定片間距離越小，電容越小答案A解析可變電容器動(dòng)片旋入得越多，正對(duì)面積越大由平行板電容器的電容決定式C知，電容器的正對(duì)面積越大，電容越大，A項(xiàng)正確3一個(gè)已充電的電容器，若使它的電荷量減少3104 C，則其電壓減少為原來(lái)的，則()A電容器原來(lái)的電荷量為9104 CB電容器原來(lái)的電荷量為4.5104 CC電容器原來(lái)的電壓為1 VD電容器的電容變?yōu)樵瓉?lái)的答案B解析由C得QCUC(UU)CUQ，Q C4.5104 C，選項(xiàng)A錯(cuò)，B對(duì)；因電容器的電容不知，所以無(wú)法求出電容器原來(lái)的電壓，選項(xiàng)C錯(cuò)；電容器的電容由電容器本身決定，跟電壓和電荷量的變化無(wú)關(guān)，所以電容器的電容不變，選項(xiàng)D錯(cuò)4電場(chǎng)中，初速度為零的帶正電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中僅在電場(chǎng)力作用下，運(yùn)動(dòng)方向正確的是()答案D5如圖3所示，兩極板與電源相連接，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，且恰好從正極板邊緣飛出，現(xiàn)在使電子的入射速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，而電子仍從原來(lái)位置射入，且仍從正極板邊緣飛出，則兩極板間的距離應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的()圖3A2倍 B4倍 C.倍 D.倍答案C解析第一次d()2，第二次d()2，兩式相比可得d，所以選項(xiàng)C正確.電容器的動(dòng)態(tài)分析1對(duì)公式C的理解電容C，不能理解為電容C與Q成正比、與U成反比，一個(gè)電容器電容的大小是由電容器本身的因素決定的，與電容器是否帶電及帶電多少無(wú)關(guān)2兩種類型的動(dòng)態(tài)分析思路(1)確定不變量，分析是電壓不變還是所帶電荷量不變(2)用決定式C分析平行板電容器電容的變化(3)用定義式C分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化(4)用E分析電容器兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化例1如圖4所示，先接通S使電容器充電，然后斷開(kāi)S，增大兩極板間的距離時(shí)，電容器所帶電荷量Q、電容C、兩極板間電勢(shì)差U及場(chǎng)強(qiáng)E的變化情況是()圖4AQ變小，C不變，U不變，E變大BQ變小，C變小，U不變，E變小CQ不變，C變小，U變大，E不變DQ不變，C變小，U變小，E無(wú)法確定答案C解析由充電后斷開(kāi)電源知，電容器的電荷量不變，選項(xiàng)A、B錯(cuò)；由C知增大兩極板間的距離時(shí)，電容C減小，由C知，U增大；兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度E，可見(jiàn)當(dāng)增加兩板間距時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，選項(xiàng)C對(duì)，D錯(cuò)電容器動(dòng)態(tài)問(wèn)題的分析技巧1抓住不變量，弄清楚是電容器的電荷量不變還是電壓不變2根據(jù)電容的決定式分析電容的變化，再根據(jù)電容的定義式分析電荷量或電壓的變化，最后分析電場(chǎng)強(qiáng)度的變化變式題組1一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對(duì)面積、間距和電荷量不變，在兩極板間插入一電介質(zhì)，其電容C和兩極板間的電勢(shì)差U的變化情況是()AC和U均增大 BC增大，U減小CC減小，U增大 DC和U均減小答案B解析由C知，S和d不變，插入電介質(zhì)時(shí)，r增大，電容增大，由C可知：Q不變時(shí)，C增大，則兩板間的電勢(shì)差U一定減小，故選B.2用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素(如圖5)設(shè)兩極板正對(duì)面積為S，極板間的距離為d，靜電計(jì)指針偏角為.實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若()圖5A保持S不變，增大d, 則變大B保持S不變，增大d，則變小C保持d不變，減小S，則變小D保持d不變，減小S，則不變答案A解析靜電計(jì)指針偏角體現(xiàn)電容器兩極板間電壓大小在做選項(xiàng)所示的操作中，電容器上電荷量Q保持不變，C.保持S不變，增大d，則C減小，U增大，偏角增大，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；保持d不變，減小S，則C減小，偏角也增大，故選項(xiàng)C、D均錯(cuò)帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)1做直線運(yùn)動(dòng)的條件(1)粒子所受合外力F合0，粒子靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)粒子所受合外力F合0，且與初速度方向在同一條直線上，帶電粒子將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)或勻減速直線運(yùn)動(dòng)2用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)分析a，E，v2v2ad.3用功能觀點(diǎn)分析勻強(qiáng)電場(chǎng)中：WEqdqUmv2mv非勻強(qiáng)電場(chǎng)中：WqUEk2Ek1.例2(2014海南高考)如圖6所示，一平行板電容器的兩極板與一電壓恒定的電源相連，極板水平放置，極板間距為d；在下極板上疊放一厚度為l的金屬板，其上部空間有一帶電粒子P靜止在電容器中當(dāng)把金屬板從電容器中快速抽出后，粒子P開(kāi)始運(yùn)動(dòng)重力加速度為g.粒子運(yùn)動(dòng)的加速度為()圖6A.g B.g C.g D.g答案A解析帶電粒子在電容器兩極板間時(shí)受到重力和電場(chǎng)力的作用，最初處于靜止?fàn)顟B(tài)，由二力平衡條件可得：mgq；當(dāng)把金屬板從電容器中快速抽出后，電容器兩極板間的電壓不變，但兩極板間的距離發(fā)生了變化，引起電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生了變化，從而電場(chǎng)力也發(fā)生了變化，粒子受力不再平衡，產(chǎn)生了加速度，根據(jù)牛頓第二定律mamgq，兩式聯(lián)立可得ag.故A正確解決粒子在電場(chǎng)中直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的兩種方法1用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律2用動(dòng)能定理或能量守恒定律3選取思路：前者適用于粒子受恒力作用時(shí)，后者適用于粒子受恒力或變力作用時(shí)這和解決物體受重力、彈力、摩擦力等做直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題的思路是相同的，不同的是受力分析時(shí)，不要遺漏電場(chǎng)力變式題組3如圖7所示，平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相連若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過(guò)電容器，則在此過(guò)程中，該粒子()圖7A所受重力與電場(chǎng)力平衡B電勢(shì)能逐漸增加C動(dòng)能逐漸增加D做勻速直線運(yùn)動(dòng)答案B解析分析帶電粒子的受力情況，畫(huà)出其受力圖如圖所示可以看出其合力方向與其速度方向相反所以，帶電粒子在電場(chǎng)中做勻減速直線運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)力做負(fù)功，重力不做功，動(dòng)能減少，電勢(shì)能增加，故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確4(2016舟山市調(diào)研)兩平行金屬板相距為d，電勢(shì)差為U，一電子質(zhì)量為m，電荷量為e，從O點(diǎn)沿垂直于極板的方向射出，最遠(yuǎn)到達(dá)A點(diǎn)，然后返回如圖8所示，h，此電子具有的初動(dòng)能是()圖8A. BedUhC. D.答案D解析電子受到的靜電力做負(fù)功，有eUOA0Ek，UOAh，Ek，由此知選項(xiàng)D正確帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)1基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律(1)沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間(2)沿電場(chǎng)力方向，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)2帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)的兩個(gè)結(jié)論(1)不同的帶電粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)同一電場(chǎng)加速后再?gòu)耐黄D(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)，偏移量和偏轉(zhuǎn)角總是相同的證明：由qU0mvyat2()2tan 得：y，tan (2)粒子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，合速度的反向延長(zhǎng)線與初速度延長(zhǎng)線的交點(diǎn)O為粒子水平位移的中點(diǎn)，即O到偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)邊緣的距離為.3帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的功能關(guān)系當(dāng)討論帶電粒子的末速度v時(shí)也可以從能量的角度進(jìn)行求解：qUymv2mv，其中Uyy，指初、末位置間的電勢(shì)差例3如圖9所示，在兩條平行的虛線內(nèi)存在著寬度為L(zhǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在與右側(cè)虛線相距也為L(zhǎng)處有一與電場(chǎng)平行的屏現(xiàn)有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子(重力不計(jì))，以垂直于電場(chǎng)線方向的初速度v0射入電場(chǎng)中，v0方向的延長(zhǎng)線與屏的交點(diǎn)為O.試求：圖9(1)粒子從射入到打到屏上所用的時(shí)間；(2)粒子剛射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與初速度方向夾角的正切值tan ；(3)粒子打在屏上的點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離x.答案(1)(2)(3)解析(1)根據(jù)題意，粒子在垂直于電場(chǎng)線的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以粒子從射入到打到屏上所用的時(shí)間t.(2)設(shè)粒子射出電場(chǎng)時(shí)沿平行電場(chǎng)線方向的速度為vy，根據(jù)牛頓第二定律，粒子在電場(chǎng)中的加速度為：a所以vya所以粒子剛射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與初速度方向夾角的正切值為tan .(3)解法一設(shè)粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)距離為y，則ya()2又xyLtan ，解得：x解法二xyvy解法三由ya()2，得：x3y.分析粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的兩種方法1分解觀點(diǎn)：垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)的帶電粒子，在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，與重力場(chǎng)中的平拋運(yùn)動(dòng)相類似，研究這類問(wèn)題的基本方法是將運(yùn)動(dòng)分解，可分解成平行電場(chǎng)方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)和垂直電場(chǎng)方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)2功能觀點(diǎn)：首先對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析，再進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，然后根據(jù)具體情況選用公式計(jì)算(1)若選用動(dòng)能定理，則要分清有多少個(gè)力做功，是恒力做功還是變力做功，同時(shí)要明確初、末狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)能的增量(2)若選用能量守恒定律，則要分清帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中共有多少種能量參與轉(zhuǎn)化，哪些能量是增加的，哪些能量是減少的變式題組5噴墨打印機(jī)的簡(jiǎn)化模型如圖10所示，重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后，以速度v垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)飛入極板間，最終打在紙上，則微滴在極板間電場(chǎng)中()圖10A向負(fù)極板偏轉(zhuǎn) B電勢(shì)能逐漸增大C運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線 D運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電量無(wú)關(guān)答案C解析微滴帶負(fù)電，進(jìn)入電場(chǎng)，受電場(chǎng)力向上，應(yīng)向正極板偏轉(zhuǎn)，A錯(cuò)誤；電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，B錯(cuò)誤；微滴在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿v方向：xvt，沿電場(chǎng)方向：yat2，又a，得yx2，即微滴運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線，且運(yùn)動(dòng)軌跡與電荷量有關(guān)，C正確，D錯(cuò)誤6(多選)(2016紹興市聯(lián)考)如圖11所示，電荷量之比為qAqB13的帶電粒子A、B以相等的速度v0從同一點(diǎn)出發(fā)，沿著跟電場(chǎng)強(qiáng)度垂直的方向射入平行板電容器中，分別打在C、D點(diǎn)，若OCCD，忽略粒子重力的影響，則()圖11AA和B在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為12BA和B運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比為41CA和B的質(zhì)量之比為112DA和B的位移大小之比為11答案ABC解析粒子A和B在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向由xv0t及OCCD得，tAtB12；豎直方向由hat2得a，它們沿豎直方向下落的加速度大小之比為aAaB41；根據(jù)a得m，故，A和B的位移大小不相等，故選項(xiàng)A、B、C正確電場(chǎng)中的力電綜合問(wèn)題1解答力電綜合問(wèn)題的一般思路2運(yùn)動(dòng)情況反映受力情況(1)物體靜止(保持)：F合0.(2)做直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)：F合0.變速直線運(yùn)動(dòng)：F合0，且F合方向與速度方向總是在一條直線上(3)做曲線運(yùn)動(dòng)：F合0，F(xiàn)合方向與速度方向不在一條直線上，且總指向運(yùn)動(dòng)軌跡曲線的凹側(cè)(4)F合與v的夾角為，加速運(yùn)動(dòng)：090；減速運(yùn)動(dòng)：90180.(5)勻變速運(yùn)動(dòng)：F合恒量例4(2014浙江7月學(xué)考)如圖12所示，水平地面上有一長(zhǎng)為L(zhǎng)、高為h的桌子質(zhì)量為m的小物塊A從絕緣桌面的左端以初速度v0水平向右運(yùn)動(dòng)，最終落在地面上D點(diǎn)，D點(diǎn)與桌面右端的水平距離為s.若再次將物塊A置于桌面左端，并讓其帶上電荷量為q的正電荷，在桌面以上區(qū)域加一水平向右、大小可調(diào)節(jié)的勻強(qiáng)電場(chǎng)假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，求：圖12(1)為使再次置于桌面左端的帶電物塊A在桌面上滑動(dòng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值E1.(2)為使再次置于桌面左端的帶電物塊A從桌面滑落后仍落在地面上的D點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度E2的值答案(1)(v)(2)解析(1)由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律：svthgt2得：vs由動(dòng)能定理，考慮到摩擦力Ff做負(fù)功，得：FfLmv2mv為了使物塊A在桌面上滑動(dòng)，其所受電場(chǎng)力至少等于摩擦力Ff，有FqE1Ff由式得：E1(v)(2)由動(dòng)能定理qE2LFfLmv2得：E2.分析力電綜合問(wèn)題的兩種思路1動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)(1)由于勻強(qiáng)電場(chǎng)中帶電粒子所受電場(chǎng)力和重力都是恒力，可用正交分解法(2)綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式，注意受力分析要全面，特別注意重力是否需要考慮的問(wèn)題2能量的觀點(diǎn)(1)運(yùn)用動(dòng)能定理，注意過(guò)程分析要全面，準(zhǔn)確求出過(guò)程中的所有力做的功，判斷選用分過(guò)程還是全過(guò)程使用動(dòng)能定理(2)運(yùn)用能量守恒定律，注意題目中有哪些形式的能量出現(xiàn)變式題組7(20164月浙江選考8)密立根油滴實(shí)驗(yàn)原理如圖13所示兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負(fù)極相接，板間電壓為U，形成豎直向下電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)用噴霧器從上板中間的小孔噴入大小、質(zhì)量和帶電荷量各不相同的油滴通過(guò)顯微鏡可找到懸浮不動(dòng)的油滴，若此懸浮油滴的質(zhì)量為m，則下列說(shuō)法正確的是()圖13A懸浮油滴帶正電B懸浮油滴的帶電荷量為C增大電場(chǎng)強(qiáng)度大小，懸浮油滴將向上運(yùn)動(dòng)D油滴的帶電荷量不一定是電子帶電荷量的整數(shù)倍答案C解析油滴懸浮不動(dòng)，說(shuō)明其所受的電場(chǎng)力與重力平衡，所以帶負(fù)電，A錯(cuò)；由Eqmg得q，所以B錯(cuò)；如果增大電場(chǎng)強(qiáng)度大小，油滴所受的電場(chǎng)力增大，油滴就會(huì)向上加速運(yùn)動(dòng)，C對(duì)；所有帶電體的電荷量都是電子帶電荷量的整數(shù)倍，D錯(cuò)8.如圖14所示，一電荷量為q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37的光滑斜面上，當(dāng)整個(gè)裝置被置于一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小物塊恰好靜止重力加速度取g，sin 370.6，cos 370.8.求：圖14(1)水平向右電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度；(2)若將電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來(lái)的，物塊的加速度是多大；(3)電場(chǎng)強(qiáng)度變化后物塊下滑距離L時(shí)的動(dòng)能答案(1)(2)0.3g(3)0.3mgL解析(1)小物塊靜止在斜面上，受重力、電場(chǎng)力和斜面支持力，受力分析如圖所示，則有FNsin 37qEFNcos 37mg由可得E(2)若電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來(lái)的，即E由牛頓第二定律得mgsin 37qEcos 37ma可得a0.3g(3)電場(chǎng)強(qiáng)度變化后物塊下滑距離L時(shí)，重力做正功，電場(chǎng)力做負(fù)功，由動(dòng)能定理得mgLsin 37qELcos 37Ek0可得Ek0.3mgL.1(20164月浙江選考7)關(guān)于電容器，下列說(shuō)法正確的是()A在充電過(guò)程中電流恒定B在放電過(guò)程中電容減小C能儲(chǔ)存電荷，但不能儲(chǔ)存電能D兩個(gè)彼此絕緣又靠近的導(dǎo)體可視為電容器答案D解析由電容器的充放電曲線可知，充電過(guò)程中，電流不斷減小，A錯(cuò)；電容是電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)，不隨充放電過(guò)程變化，B錯(cuò)；電容器中的電場(chǎng)具有電場(chǎng)能，所以C錯(cuò)；兩個(gè)彼此絕緣又靠近的導(dǎo)體是可以儲(chǔ)存電荷的，可視為電容器，D對(duì)2(2016金華市聯(lián)考)一個(gè)電容器的規(guī)格是“10 F50 V”，則()A這個(gè)電容器的電容為105 FB這個(gè)電容器加上50 V電勢(shì)差時(shí)，電容才是10 FC這個(gè)電容器沒(méi)有電勢(shì)差時(shí)，電容為0D這個(gè)電容器加的電勢(shì)差不能低于50 V答案A解析電容器的電容與電容器板間電勢(shì)差無(wú)關(guān)，無(wú)論是否有電勢(shì)差，電容都是10 F，選項(xiàng)A正確，B、C錯(cuò)誤；50 V為電容器允許加的最大電勢(shì)差，選項(xiàng)D錯(cuò)誤3對(duì)電容的定義式C，以下說(shuō)法正確的是()A電容器帶電荷量越大，電容就越大B對(duì)于某一電容器，它的帶電荷量跟它兩極板間所加電勢(shì)差的比值保持不變C對(duì)于某一電容器，它的帶電荷量跟加在兩極板間的電勢(shì)差成反比D如果一個(gè)電容器兩極板間沒(méi)有電勢(shì)差，就沒(méi)有帶電荷量，也就沒(méi)有電容答案B解析電容器的電容是其本身固有屬性，與帶電荷量及兩極板間電勢(shì)差無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；由C得QCU，由此可知QU，選項(xiàng)C錯(cuò)誤4(多選)一平行板電容器，極板間正對(duì)面積為S，板間距離為d，充以電荷量Q后兩板間電壓為U，為使電容器的電容加倍，可采用的辦法是()A將電壓變?yōu)锽帶電荷量變?yōu)?QC將極板正對(duì)面積變?yōu)?SD將兩極板間的距離減小到答案CD解析電容器的電容與極板帶電荷量、兩極板間的電壓無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；根據(jù)C可知，選項(xiàng)C、D正確5板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時(shí)，兩極板間電勢(shì)差為U1，板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E1.現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q，板間距變?yōu)閐，其他條件不變，這時(shí)兩極板間的電勢(shì)差為U2，板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E2，下列說(shuō)法正確的是()AU2U1，E2E1BU22U1，E24E1CU2U1，E22E1DU22U1，E22E1答案C解析根據(jù)U，C，E，可得U，E，則21，故選項(xiàng)C正確6(多選)將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場(chǎng)強(qiáng)度大小和極板所帶的電荷量分別用d、U、E和Q表示下列說(shuō)法正確的是()A保持U不變，將d變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則E變?yōu)樵瓉?lái)的一半B保持E不變，將d變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則U變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍C保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則U變?yōu)樵瓉?lái)的一半D保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則E變?yōu)樵瓉?lái)的一半答案AD解析由E知，當(dāng)U不變，d變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍時(shí)，E變?yōu)樵瓉?lái)的一半，A項(xiàng)正確；當(dāng)E不變，d變?yōu)樵瓉?lái)的一半時(shí)，U變?yōu)樵瓉?lái)的一半，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)電容器中d不變時(shí)，C不變，由C知，當(dāng)Q變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍時(shí)，U變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)電容器中d不變時(shí)，C不變，由C知，Q變?yōu)樵瓉?lái)的一半時(shí)，U變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則E變?yōu)樵瓉?lái)的一半，D項(xiàng)正確7如圖1所示，平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離()圖1A帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)BP點(diǎn)的電勢(shì)將降低C帶電油滴的電勢(shì)能將減少D若電容器的電容減小，則極板帶電荷量將增大答案B解析由于電容器與電源連接，電壓U不變，板間場(chǎng)強(qiáng)E場(chǎng)隨d的增大而減小，所以油滴將向下運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，故A、C均錯(cuò)誤；P點(diǎn)與地的電勢(shì)差UPOE場(chǎng)d，d不變而E場(chǎng)減小，故P點(diǎn)電勢(shì)將降低，B正確；據(jù)QCU可知，電壓U不變時(shí)減小電容C，則極板帶電荷量將減小，故D錯(cuò)誤8如圖2所示，電子由靜止開(kāi)始從A板向B板運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B板的速度為v，保持兩極板間電壓不變，則()圖2A當(dāng)減小兩極板間的距離時(shí)，速度v增大B當(dāng)減小兩極板間的距離時(shí)，速度v減小C當(dāng)減小兩極板間的距離時(shí)，速度v不變D當(dāng)減小兩極板間的距離時(shí)，電子在兩極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變長(zhǎng)答案C解析由動(dòng)能定理得eUmv2，當(dāng)改變兩極板間的距離時(shí)，U不變，v就不變，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；電子在兩極板間做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，即t，當(dāng)d減小時(shí)，v不變，電子在兩極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變短，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤9(多選)(2016麗水模擬)如圖3甲所示，直線MN表示某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線，a、b是線上的兩點(diǎn)，將一帶負(fù)電荷的粒子從a點(diǎn)處由靜止釋放，粒子從a運(yùn)動(dòng)到b過(guò)程中的vt圖線如圖乙所示，設(shè)a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為a、b，場(chǎng)強(qiáng)大小分別為Ea、Eb，粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能分別為Wa、Wb，不計(jì)重力，則有()圖3Aab BEaEbCEaWb答案BD解析由題圖乙可知，粒子做加速度減小、速度增大的直線運(yùn)動(dòng)，故可知從a到b電場(chǎng)強(qiáng)度減小，粒子動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力方向由a指向b，電場(chǎng)線方向由b指向a，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)，故選項(xiàng)B、D正確10一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d，極板分別與電池兩極相連，上極板中心有一小孔(小孔對(duì)電場(chǎng)的影響可忽略不計(jì))小孔正上方處的P點(diǎn)有一帶電粒子，該粒子從靜止開(kāi)始下落，經(jīng)過(guò)小孔進(jìn)入電容器，并在下極板處(未與極板接觸)返回若將下極板向上平移，則從P點(diǎn)開(kāi)始下落的相同粒子將()A打到下極板上B在下極板處返回C在距上極板處返回D在距上極板d處返回答案D解析帶電粒子從P點(diǎn)下落剛好到達(dá)下極板處，由動(dòng)能定理得：mg(d)qU0，當(dāng)將下極板向上平移時(shí)，設(shè)從P點(diǎn)開(kāi)始下落的相同粒子運(yùn)動(dòng)到距上極板距離為x處速度為零，則對(duì)帶電粒子下落過(guò)程由動(dòng)能定理得：mg(x)qx0，解之得xd，故選項(xiàng)D正確11如圖4所示，質(zhì)子(H)和粒子(He)以相同的初動(dòng)能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)(粒子不計(jì)重力)，則這兩個(gè)粒子射出電場(chǎng)時(shí)的側(cè)位移y之比為()圖4A11 B12C21 D14答案B解析初動(dòng)能相同，則mv相同，由yat2()2，得：，故B正確12(2016杭州十校聯(lián)考)如圖5所示，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊水平的平行極板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，入射方向跟極板平行整個(gè)裝置處在真空中，重力可忽略在滿足電子能射出平行板區(qū)域的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是()圖5AU1變大、U2變大BU1變小、U2變大CU1變大、U2變小DU1變小、U2變小答案B解析設(shè)電子被加速后獲得的速度為v0，水平極板長(zhǎng)為l，則由動(dòng)能定理得U1qmv，電子在水平極板間偏轉(zhuǎn)所用時(shí)間t，又設(shè)電子在水平極板間的加速度為a，水平極板的板間距為d，由牛頓第二定律得a，電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，平行于電場(chǎng)方向的速度vyat，聯(lián)立解得vy，又tan ，故U2變大、U1變小，一定能使偏轉(zhuǎn)角變大，故B正確13(2015浙江選考)真空中的某裝置如圖6所示，其中平行金屬板A、B之間有加速電場(chǎng)，C、D之間有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，M為熒光屏今有質(zhì)子、氘核和粒子均由A板從靜止開(kāi)始被加速電場(chǎng)加速后垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，最后打在熒光屏上已知質(zhì)子、氘核和粒子的質(zhì)量之比為124，電荷量之比為112，則下列判斷中正確的是()圖6A三種粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間相同B三種粒子打到熒光屏上的位置相同C偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為122D偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為124答案B解析設(shè)加速電壓為U1，偏轉(zhuǎn)電壓為U2，偏轉(zhuǎn)極板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，板間距離為d，在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理得qU1mv，解得v0 ，三種粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏的過(guò)程，水平方向做速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)，由于三種粒子的比荷不同，則v0不同，所以三種粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間不同，故A錯(cuò)誤；根據(jù)推論y、tan 可知，y與粒子的種類、質(zhì)量、電量無(wú)關(guān)，故三種粒子偏轉(zhuǎn)距離相同，打到熒光屏上的位置相同，故B正確；偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力做功為WqEy，則W與q成正比，三種粒子的電荷量之比為112，則有電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為112，故C、D錯(cuò)誤14如圖7所示，板長(zhǎng)L4 cm的平行板電容器，板間距離d3 cm，板與水平線夾角37，兩板所加電壓為U100 V，有一帶負(fù)電液滴，帶電荷量為q31010 C，以v01 m/s的水平速度自A板邊緣水平進(jìn)入電場(chǎng)，在電場(chǎng)中仍沿水平方向并恰好從B板邊緣水平飛出g取10 m/s2，求：圖7(1)液滴的質(zhì)量(2)液滴飛出時(shí)的速度大小答案(1)8108 kg(2)1.32 m/s解析由于帶電液滴所受重力方向豎直向下，所受靜電力方向只能垂直兩板向上，其合力方向水平向右，做勻加速運(yùn)動(dòng)(1)豎直方向：qcos 37mg，解得m8108 kg(2)解法一：水平方向qsin 37ma，解得agtan 37g，設(shè)液滴在平行板中飛行距離為s，則s0.05 m，又由v2v2as得v1.32 m/s，解法二：液滴受到的合力F合mgtan 37由動(dòng)能定理得F合smv2mv，解得v1.32 m/s.15(2016諸暨市期末)如圖8所示，噴墨打印機(jī)中的墨滴在進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)之前會(huì)被帶上一定量的電荷，在電場(chǎng)的作用下使電荷發(fā)生偏轉(zhuǎn)到達(dá)紙上已知兩偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)度L1.5102 m，兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度E1.2106 N/C，墨滴的質(zhì)量m1.01013 kg，電荷量q1.01016 C，墨滴在進(jìn)入電場(chǎng)前的速度v015 m/s，方向與兩極板平行不計(jì)空氣阻力和墨滴重力，假設(shè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)只局限在平行極板內(nèi)部，忽略邊緣電場(chǎng)的影響圖8(1)判斷墨滴帶正電荷還是負(fù)電荷？(2)求墨滴在兩極板之間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(3)求墨滴離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)在豎直方向上的位移y.答案(1)負(fù)電荷(2)1.0103 s(3)6.0104 m解析(2)墨滴在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么墨滴在兩板之間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t代入數(shù)據(jù)可得：t1.0103 s(3)墨滴在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)：a代入數(shù)據(jù)可得：a1.2103 m/s2離開(kāi)偏轉(zhuǎn)板時(shí)在豎直方向的位移yat2代入數(shù)據(jù)可得：y6.0104 m.