電容器與電容 帶電粒子在電場中的運動A組·基礎題1. 如圖所示是模擬避雷針作用的實驗裝置，金屬板M、N間有兩個等高的金屬體A、B，A為尖頭、B為圓頭將金屬板M、N接在高壓電源上，逐漸升高電源電壓，將首先觀察到( A )AA放電BB放電CA、B一起放電 DA、B之間放電2如圖所示，在勻強電場中有四條間距均為d的平行等勢線1、2、3、4，各條線上的電勢分別為0、0、20、30；有一個帶電粒子，質(zhì)量為m(不計重力)，電荷量為q，從A點與等勢線4成角以初速度v0射入電場中，到達等勢線2上的B點時，速度方向恰好水平向左，則勻強電場場強的大小為( A )A. BC. D3. 如圖所示，正方體真空盒置于水平面上，它的ABCD面與EFGH面為金屬板，其他面為絕緣材料ABCD面帶正電，EFGH面帶負電從小孔P沿水平方向以相同速率射入三個質(zhì)量相同的帶正電液滴A、B、C，最后分別落在1、2、3三點，則下列說法正確的是( D )A三個液滴在真空盒中都做平拋運動B三個液滴的運動時間不一定相同C三個液滴落到底板時的速率相同D液滴C所帶電荷量最多4(2018·汕頭模擬)圖示為某電容傳聲器結構示意圖，當人對著傳聲器講話，膜片會振動若某次膜片振動時，膜片與極板距離增大，則在此過程中( D )A膜片與極板間的電容增大B極板所帶電荷量增大C膜片與極板間的電場強度增大D電阻R中有電流通過解析：根據(jù)C可知，膜片與極板距離增大，膜片與極板間的電容減小，選項A錯誤；根據(jù)QCU可知極板所帶電荷量減小，因此電容器要通過電阻R放電，所以選項D正確，B錯誤；根據(jù)E可知，膜片與極板間的電場強度減小，選項C錯誤5(多選) 兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構成平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示，接通開關S，電源即給電容器充電，則( BC )A保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強度減小B保持S接通，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)，則極板上的電荷量增大C斷開S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小D斷開S，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)，則極板上的電勢差增大6(多選) 如圖所示，美國物理學家密立根通過研究平行板間懸浮不動的帶電油滴，準確地測定了電子的電荷量平行板電容器兩極板與電壓為U的恒定電源兩極相連，板的間距為d，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電油滴在極板間靜止不動，則( AC )A此時極板間的電場強度EB油滴帶電荷量qC減小極板間電壓，油滴將向下加速運動D將下極板向下緩慢移動一小段距離，油滴將向上加速運動7(多選)如圖所示，水平面MN的下方存在豎直向下的勻強電場，一帶電小球由MN上方的A點以一定初速度水平拋出，從B點進入電場，到達C點時速度方向恰好水平，由此可知( AD )A從B到C，小球的動能減小B從B到C，小球的電勢能減小C從A到B與從B到C小球的運動時間一定相等D從A到B與從B到C小球的速度變化量大小一定相等8(多選) 如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，板間有勻強電場，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，以初速度v0由小孔進入電場，當M、N間電壓為U時，粒子剛好能到達N板，如果要使這個帶電粒子能到達M、N兩板間距的處返回，則下述措施能滿足要求的是( BD )A使初速度減為原來的B使M、N間電壓提高到原來的2倍C使M、N間電壓提高到原來的4倍D使初速度和M、N間電壓都減為原來的B組·能力題9. 如圖所示，一電子槍發(fā)射出的電子(初速度很小，可視為零)進入加速電場加速后，垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，射出后偏轉(zhuǎn)位移為Y，要使偏轉(zhuǎn)位移增大，下列哪些措施是可行的(不考慮電子射出時碰到偏轉(zhuǎn)電極板的情況)( A )A增大偏轉(zhuǎn)電壓UB增大加速電壓U0C增大偏轉(zhuǎn)極板間距離D將發(fā)射電子改成發(fā)射負離子10(多選)(2018·河南鄭州二測)如圖所示，一水平放置的平行板電容器，下板A固定，上板B與豎直懸掛的絕緣彈簧連接，A、B間有一固定的帶正電荷的液滴P，電容器帶電荷量為Q1，若讓電容器充電或放電，使之帶電荷量為Q2，則下列說法正確的是( AC )A若Q2>Q1，則彈簧的長度增加B若Q2>Q1，則電容器的電容減少C若Q2>Q1，則帶電液滴P的電勢能增加D若Q2<Q1，則帶電液滴P的電勢能增加解析：兩板間的場強E，故板上帶電荷量越多，板間電場強度越大，板間的電場力也越大，所以彈簧的長度增加，故A正確；由于兩板相互吸引使B板下移，所以電容器電容增大，故B錯誤；若讓電容器充電使之所帶電荷量為Q2，且Q2>Q1，P到下板的距離不變但板間電場強度增大，所以帶電液滴P所在處電勢升高，帶電液滴P的電勢能增大，故C正確；同理若讓電容器放電使之帶電荷量為Q2，且Q2<Q1，則帶電液滴P的電勢能減少，故D錯誤11一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(小孔對電場的影響可忽略不計)小孔正上方處的P點有一帶電粒子，該粒子從靜止開始下落，經(jīng)過小孔進入電容器，并在下極板處(未與極板接觸)返回若將下極板向上平移，求仍從P點由靜止開始下落的相同粒子下落的最大高度解析：粒子從小孔正上方處由靜止開始下落到下極板處返回，由動能定理有mg(d)qd0，與電池兩極相連，電容器極板間電壓不變，將下極板向上平移后，設粒子下落距上極板x處返回，由動能定理有mg(x)qx0，聯(lián)立兩式得x，下落的最大高度Hx.答案：12(2018·棗莊質(zhì)檢)如圖所示，豎直平行正對放置的帶電金屬板A、B，B板中心的小孔正好位于平面直角坐標系xOy的O點；y軸沿豎直方向；在x>0的區(qū)域內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強電場，電場強度大小為E×103 V/m；比荷為1.0×105 C/kg的帶正電粒子P從A板中心O處靜止釋放，其運動軌跡恰好經(jīng)過M( m,1 m)點；粒子P的重力不計，試求：(1)金屬板A、B之間的電勢差UAB；(2)若在粒子P經(jīng)過O點的同時，在y軸右側(cè)勻強電場中某點由靜止釋放另一帶電微粒Q，使P、Q恰能在運動中相碰；假設Q的質(zhì)量是P的2倍、帶電情況與P相同；Q的重力及P、Q之間的相互作用力均忽略不計；求粒子Q所有釋放點的集合解析：(1)設粒子P的質(zhì)量為m、帶電荷量為q，從O點進入勻強電場時的速度大小為v0；由題意可知，粒子P在y軸右側(cè)勻強電場中做類平拋運動；設從O點運動到M( m，1 m)點歷時為t0，由類平拋運動可得：xv0t0，yt，解得：v0×104 m/s在金屬板A、B之間，由動能定理：qUABmv，解得：UAB1 000 V.(2)設P、Q在右側(cè)電場中運動的加速度分別為a1、a2；Q粒子從坐標N(x，y)點釋放后，經(jīng)時間t與粒子P相遇；由牛頓運動定律及類平拋運動的規(guī)律和幾何關系可得：對于PEqma1對于QEq2ma2xv0ta1t2ya2t2解得：yx2，其中x0即粒子Q釋放點N(x，y)坐標滿足的方程為：yx2，其中x0.答案：(1)1 000 V(2)yx2，其中x>06