一轮复习学案作业第七章第3讲电容器带电粒子在电场中的运动.docx
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1、第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动过好双基关 回扣基础知识训练基础题目一、电容器及电容1 .电容器(1)组成:由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成.带电荷量:一个极板所带电荷量的绝对值.(3)电容器的充、放电:充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的异种电荷,电容器中储存电 场能.放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能.2 .电容定义:电容器所带的电荷量与电容器两极板间的电势差的比侑.(2)定义式:C=g.(3)单位:法拉(F)、微法(四)、皮法(pF)F=l|iF=lpE(4)意义:表示电容器容纳电荷本领的高低.(5)决定因素:由电容器本身物
2、理条件(大小、形状、极板相对位置及电介质)决定,与电容器是 否带电及电压无关.3 .平行板电容器的电容(1)决定因素:正对面积,相对介电常数,两板间的距离.(2)决定式:C= &Ajtkd【自测1】对于某一电容器,下列说法正确的是()A.电容器所带的电荷量越多,电容越大B.电容器两极板间的电势差越大,电容越大C.电容器所带的电荷量增加一倍,两极板间的电势差也增加一倍D.电容器两极板间的电势差减小到原来的1,它的电容也减小到原来的122答案C解析 根据公式。=&S可得,电容的大小跟电容两端的电势差以及电容器所带的电荷量的多 4jtkd少无关,根据公式可得电容器所带的电荷量增加一倍,两极板间的电势
3、差也增加一倍,动能定理有 mgh + qEh=k-mv2且有功=。0 2=;1联立式得,k = 2m(i7o2+g2/2).课时精练限时训练 练规范 练速度 %双基巩固练1 .(2019四川德阳市第三次诊断)超级电容器又叫双电层电容器,它具有功率密度高、充放电 时间短、循环寿命长、工作温度范围宽等特点.现有一款超级电容器,其上标有“2.7 V 400 F”,下列说法正确的是()A.该电容器的输入电压只有是2.7V时,才能工作B.该电容器的电容与电容器两极板间电势差成反比C.该电容器不充电时的电容为零D.该电容器正常工作时储存的电荷量为1 080c答案D解析 电容器的额定电压为2.7 V,说明工
4、作电压不能超过2.7 V,可以小于2.7V,故A错误; 电容器的电容由电容器本身决定,跟电容器两极间的电势差无关,故B错误;电容描述电容 器容纳电荷的本领,不充电时电容仍然存在,与充电与否无关,故C错误;该电容器最大容 纳电荷量:2=Ct/=400FX2.7 V=1 080C,故 D 正确.2 .(多选)(2020安徽宿州市质检)如图1为某一机器人上的电容式位移传感器工作时的简化模 型图.当被测物体在左右方向发生位移时,电介质板随之在电容器两极板之间移动,连接电 容器的静电计会显示电容器电压的变化,进而能测出电容的变化,最后就能探测到物体位移的变化,若静电计上的指针偏角为仇则被测物体()A.向
5、左移动时,。增大C.向左移动时,。减小图1B.向右移动时,。增大D.向右移动时,。减小答案BC解析 由公式C= &S,可知当被测物体带动电介质板向左移动时,导致两极板间电介质增多, 4itkd&变大,则电容C增大,由公式可知,电荷量。不变时,。减小,则夕减小,故A错误,C正确;由公式。=打8,可知当被测物体带动电介质板向右移动时,导致两极板间电介质减 4Md少,&减小,则电容C减少,由公式。=匕可知,电荷量。不变时,。增大,则。增大,故B 正确,D错误.3 .(多选X2019广东广州市4月综合测试)水平放置的平行板电容器与电源相连,下极板接地.带 负电的液滴静止在两极板间P点,以石表示两极板间
6、的场强,。表示两极板间的电压,9表示 产点的电势.若电容器与电源断开,保持下极板不动,将上极板稍微向上移到某一位置,则 ()A.。变大,不变,夕不变B. U不变,变小,夕降低C.液滴将向下运动D.液滴仍保持静止答案AD解析 电容器与电源断开,则电容器所带电荷量。不变,保持下极板不动,将上极板稍微向 上移到某一位置,则d变大,由可知c变小,由。=cu可知。变大,由E=与上4nkdd述式子联立可得:=4成。,则不变;因P点与下极板的距离不变,根据。=d可知P点 &rS与下极板的电势差不变,又因下极板接地,则P点的电势9不变,选项A正确,B错误;由于 不变,则液滴受的电场力不变,则液滴仍保持静止,选
7、项C错误,D正确.4.(2019湖北宜昌市四调研)如图2所示,一水平放置的平行板电容器充电后与电源断开,一 束同种带电粒子从P点以相同速度平行于极板射入电容器,最后均打在下极板的/点,若将 上极板缓慢上移,则()2V P -5 A图2A.粒子打在下极板的落点缓慢左移B.粒子打在下极板的落点缓慢右移C.粒子仍然打在下极板的4点D.因粒子的电性未知,无法判断粒子的落点答案C解析 断开电源后,电容器电荷量保持不变,将上极板缓慢上移,d变大,电场强度后= d Cd=4碗。,则电场强度不变,粒子所受电场力不变,则粒子仍然打在下极板的4点,故C正确, 2rsA、B、D错误.5.(2019陕西渭南市教学质检
8、(二)如图3所示,一电荷量为外 质量为加的带电粒子以初速 度。由P点射入匀强电场,入射方向与电场线垂直.粒子从。点射出电场时,其速度方向与 电场线成30。角.已知匀强电场的宽度为力不计重力作用.则匀强电场的场强E大小是()oaA.qd3加0(? 3mv(r3d,C L).qd 2qd 2qd 答案B解析 带电粒子在电场中做类平抛运动,根据运动的合成与分解得到:3,= = 3, tan 30水平方向上有d=Uot,竖直方向上有v产网, m联立方程得:E=3,?W2,故B正确. qd6.(多选)(2019辽宁大连市第二次模拟)如图4所示,在竖直放置的平行金属板/、8之间加有 恒定电压。,/、8两板
9、的中央留有小孔。、。2,在3板的右侧有平行于极板的匀强电场E, 电场范围足够大,足够大的感光板垂直于电场方向固定放置.第一次从小孔01处由静止 释放一个质子,第二次从小孔。1处由静止释放一个a粒子,关于这两个粒子的运动,下列判断 正确的是()图4A.质子和a粒子在。2处的速度大小之比为1 : 2B.质子和a粒子在整个过程中运动的时间相等C.质子和a粒子打到感光板上时的动能之比为1 : 2D.质子和a粒子打到感光板上的位置相同答案CD解析 根据动能定理:1加。2-0=夕0,解得:2qU,所以质子和0粒子在?处的速度大 2m小之比为2 : 1, A错误;对整个过程用动能定理,设。2到板的电势差为,
10、有:Ek -O=c/(U+Uf),所以末动能与电荷量成正比,所以质子和a粒子打到感光板上时的动能之比 为1 : 2, C正确;由。2到板,质子和a粒子都做类平抛运动,竖直方向:=1万,水 2 m平方向:x=vt,联立解得:x=2,所以质子和a粒子打到感光板上的位置相同,D正确;E在4、8间:a=Eq,质子的加速度大,所以质子运动时间短,进入竖直电场做类平抛运动, m质子的水平速度大,又因为质子和a粒子水平位移相等,所以质子运动时间短,B错误.7.(多选)(2019广西钦州市4月综测)如图5所示,虚线。、6、c代表电场中三条电场线,实 线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹,P、
11、Q是这条轨迹上的两点.下 列判断正确的是()A.。点的场强比。点的场强大B.尸点的电势比。点的电势高C.粒子通过。点时电势能较小D.粒子通过0点时动能较大答案AB解析 由电场线疏密程度可知,P点的场强比。点的场强大,故A正确;粒子仅在电场力作 用下做曲线运动,所受电场力指向曲线的内侧,故电场线向左,沿着电场线方向,电势越来 越低,故P点的电势比。点的电势高,故B正确;电场力的方向向右,若粒子从P运动到Q, 电场力做负功,电势能增大,动能减小,若粒子从。运动到P,则电场力做正功,电势能减 小,动能增大,故尸点的动能较大,电势能较小,。点的动能较小,电势能较大,故C、D错 口7天.8. (多选)(
12、2019安徽安庆市期末调研监测)带电粒子仅在电场力作用下,从电场中。点以初速度。0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到6点,如图6所示,实线是电场线,下列说法正确 的是()图6A.粒子在。点时的加速度比在b点时的加速度小B.从。到b过程中,粒子的电势能一直减小C.无论粒子带何种电荷,经6点时的速度总比经。点时的速度大D.电场中。点的电势一定比b点的电势高答案AC解析 电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,可知&V瓦,所以粒子在。 点的加速度比在b点时小,故A正确;由粒子的运动轨迹可以知道,粒子受力指向曲线的内 侧,从q点到6点,电场力先做负功,再做正功,电势能先增加后减小,动能先减小
13、后增大.但 q点到力点,整个过程,最终电场力做正功,粒子电势能减小,动能增加,故B错误,C正确; 因为不知道粒子的电性,所以无法判断电势高低,故D错误.叶综合提升练9. (2019天津卷3)如图7所示,在水平向右的匀强电场中,质量为加的带电小球,以初速度。 从/点竖直向上运动,通过N点时,速度大小为2外 方向与电场方向相反,则小球从/运 动到N的过程()A.动能增力口 2B.机械能增加22。2C.重力势能增加3加 2D.电势能增加2m镇答案B117解析 小球动能的增加量为A*k= m(2i?)2 mv2= mv2, A错误;小球在竖直方向上的分运动 222为匀减速直线运动,到N时竖直方向的速度
14、为零,则、N两点之间高度差为力=,小球重 2g力势能的增加量为AEp=?g=lm,c错误;电场力对小球做正功,则小球的电势能减少,由能量守恒定律可知,小球减小的电势能等于重力势能与动能的增加量之和,则电势能的减 少量为/ = mv211.一质量为m的带电小球以速度沿竖直方向从4点垂直进入匀强电场中,如图9所示, 经过一段时间后到达8点,其速度变为水平方向,大小仍为内,重力加速度为g,求:+ mv2=2mv2,D错误;由功能关系可知,除重力外的其他力对小球所做 22的功在数值上等于小球机械能的增加量,即2加。2, B正确.图810. (2019河北“五个一名校联盟”第一次诊断)如图8所示,地面上
15、某区域存在着水平向右的 匀强电场,一个质量为加的带负电小球以水平向右的初速度。0,由。点射入该区域,刚好竖 直向下通过竖直平面中的。点,已知连线。尸与初速度方向的夹角为60。,重力加速度为g, 则以下说法正确的是()EA.电场力大小为3g2B.小球所受的合外力大小为3mg 3C.小球由。点到P点用时3。gD.小球通过P点时的动能为5加“)22答案C解析 设OP=L,从。到。水平方向做匀减速运动,到达P点的水平速度为零;竖直方向做自由落体运动,则水平方向:Leos 60。= % 竖直方向:Lsin6(r=lg匕 解得:t= %o,选项 22gC正确;水平方向凡=加。=加= 3陪,小球所受的合外力
16、是E与2g的合力,可知合力的 t37 a.大小产=(mg)2 + (Fi)2=mg,选项A、B错误;小球通过P点时的速度op=gf=(1)小球带电情况;(2)小球由力到3的位移;(3)小球速度的最小值.答案(1)小球带正电,电荷量为加8(2)与水平方向的夹角为45。斜向右上方(3)E 2g解析(1)从4到8过程中,在竖直方向小球做匀减速运动,加速度=g8点是最高点,竖直分速度为0,有:t=VQg水平方向小球在电场力作用下做匀加速运动,可知小球带正电 初速度为o,加速度g=qE 水平方向有:vo=q4 联立解得:Eq=mg 可得夕=陪E(2)在两个方向上的运动互为逆运动,故小球运动的水平位移大小
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- 一轮 复习 作业 第七 电容器 带电 粒子 电场 中的 运动
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