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- 2021-05-25 发布
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规范演练31 电容器 带电粒子电场中的运动
[抓基础]
1.关于电容器,下列说法中正确的是( )
A.由C=可知,一只电容器所带电荷量越大,它的电容就越大
B.对一固定的电容器,它所带的电荷量跟它两极板间所加电压的比值可以改变
C.电容器所带电荷量Q为两极板所带电荷量的总和
D.两个相互靠近又彼此绝缘的导体就构成一个电容器
答案:D
2.极板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时,两极板间的电势差为U1,电场强度为E1.现将电容器所带电荷量变为2Q,极板间距变为d,其他条件不变,这时两极板间电势差为U2,电场强度为E2,下列关系正确的是( )
A.U2=U1,E2=E1 B.U2=2U1,E2=4E1
C.U2=U1,E2=2E1 D.U2=2U1,E2=2E1
答案:C
3.如图所示,两极板与电源相连接,电子从负极板边缘沿垂直电场方向射入匀强电场,且恰好从正极板边缘飞出;现使电子入射速度变为原来的2倍,而电子仍从原位置射入,且仍从正极板边缘飞出,则两极板间距应变为原来的( )
A.2倍 B.4倍
C. D.
答案:C
4.一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
答案:D
5.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,θ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.θ增大,E增大 B.θ增大,Ep不变
C.θ减小,Ep增大 D.θ减小,E不变
答案:D
6.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
C.M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
答案:D
7.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
答案:B
8.(多选)a、b、c、d四个带电液滴在如图所示的匀强电场中,分别水平向左、水平向右、竖直向上、竖直向下做匀速直线运动,可知( )
A.a、b为同种电荷,c、d为异种电荷
B.a、b的电势能、机械能均不变
C.c的电势能减少,机械能增加
D.d的电势能减少,机械能减少
答案:BC
[提素养]
9.平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一个直流电源相连,若一个带电油滴恰能沿如图所示的水平直虚线通过该电容器,在此过程中下列说法正确的是( )
A.油滴所受的重力完全可以忽略不计
B.油滴运动的加速度大小不变、方向水平向左
C.油滴一直水平向右做匀速直线运动
D.油滴在电场中的电势能逐渐减小
答案:B
10.如图所示,A、B为水平正对放置的平行金属板,板间距离为d,一质量为m的带电油滴在两金属板之间,油滴运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比.将油滴由静止释放,若两金属板间的电压为零,一段时间后油滴以速率v匀速下降.若两金属板间加电压U,一段时间后油滴以速率2v匀速上升.由此可知油滴所带电荷量的大小为( )
A. B.
C. D.
答案:C
11.如图所示,质量为m的带电滑块,沿绝缘斜面匀速下滑.当带电滑块滑到有着理想边界的方向竖直向下的匀强电场区域时,滑块的运动状态为(静电力小于重力)( )
A.将减速下滑
B.将加速下滑
C.将继续匀速下滑
D.上述三种情况都有可能发生
答案:C
12.(多选)如图所示,在地面上方的水平匀强电场中,一个质量为m、电荷量为+q的小球,系在一根长为L的绝缘细线一端,可以在竖直平面内绕O点做圆周运动.AB为圆周的水平直径,CD为竖直直径.已知重力加速度为g,电场强度E=.下列说法正确的是( )
A.若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则它运动的最小速度为
B.若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到B点时的机械能最大
C.若将小球在A点由静止开始释放,它将在ACBD圆弧上往复运动
D.若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出,它将能够到达B点
答案:BD
13.(2019·山东济宁模拟)如图所示,“┘”形滑板(平面部分足够长)质量为4m,距滑板的A壁为L1的B处放有一质量为m、电荷量为+q的大小不计的小物体,小物体与板面的摩擦不计,整个装置处于电场强度为E的匀强电场中,初始时刻,滑板与小物体都静止,则
(1)释放小物体,第一次与滑板A壁碰前小物体的速度v1为多大?
(2)若小物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前的,碰撞时间极短,则碰撞后滑板速度为多大?(均指对地速度)
(3)若滑板足够长,小物体从开始运动到第二次碰撞前,电场力做功为多少?
解析:(1)对物体,根据动能定理,有qEL1=mv,得v1=.
(2)物体与滑板碰撞前后动量守恒,设物体第一次与滑板碰后的速度为v′1,滑板的速度为v,则
mv1=mv′1+4mv,
若v′1=v1,则v=v1,
因为v′1>v,不符合实际,
故应取v′1=-v1,则v=v1= .
(3)在物体第一次与A壁碰后到第二次与A壁碰前,物体做匀变速运动,滑板做匀速运动,在这段时间内,两者相对于水平面的位移相同.
所以(v2+v′1)t=vt,
即v2=v1= .
整个过程电场力做功W=mv+=qEL1.
答案:(1) (2) (3)qEL1