内容正文:
3.电容器 带电粒子在电场中的运动
知识梳理
一、电容器、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.
(2)带电量:一个极板所带电量的 .
(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 转化为其他形式的能.
2.电容
(1)定义式:C=,
(2)单位:法拉(F),1 F= μF= pF.
3.平行板电容器
(1)影响因素:平行板电容器的电容与 成正比,与介质的 成正比,与 成反比.
(2)决定式:C=,k为静电力常量.
二、带电粒子在电场中的运动
1.带电粒子在电场中的加速
(1)处理方法:利用动能定理:qU=mv2-mv.
(2)适用范围: .
2.带电粒子在匀强电场中的偏转
(1)研究条件:带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场.
(2)处理方法:类似于平抛运动,应用运动的合成与分解的方法.
①沿初速度方向做 运动,运动时间t=
②沿电场力方向,做
1.(多选)如图所示是描述对给定的电容器充电时电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图象,其中正确的是( BCD )
2.(多选)如图所示,两板间距为d的平行板电容器与一电源连接,开关S闭合,电容器两板间有一质量为m,带电量为q的微粒静止不动,下列叙述中正确的是( BD )
A.微粒带的是正电
B.电源电动势的大小等于
C.断开开关S,把电容器两板距离增大,微粒将向下做加速运动
D.保持开关S闭合,把电容器两板距离增大,微粒将向下做加速运动
3.(多选)如图所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路.在增大电容器两极板间距离的过程中 ( BC )
A.电阻R中没有电流
B.电容器的电容变小
C.电阻R中有从a流向b的电流
D.电阻R中有从b流向a的电流
4.如图所示,电源A两端的电压恒为6 V,电源B两端的电压恒为8 V,当开关S从A扳到B时,通过电流计的电荷量为1.2×10-5C,则电容器的电容约为 ( D )
A. 2×10-5F
B. 1.5×10-6F
C. 6×10-6F
D. 8.6×10-7F
5.如图为某位移式传感器的原理示意图,平行金属板A、B和介质P构成电容器.则( D )
A.A向上移,电容器的电容变大
B.P向左移,电容器的电容变大
C.A向上移,流过电阻R的电流方向从N到M
D.P向左移,流过电阻R的电流方向从M到N
6.如图所示,一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀强电场,若不计重力,下列四个选项中能正确描述粒子在电场中运动轨迹的是( C )
7.下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后,速度最大的是( A )
A.质子 B.氘核 C.α粒子 D.钠离子(Na+)
8.两平行金属板相距为d,电势差为U,一电子质量为m,电荷量为e,从O点沿垂直于极板的方向射出,最远到达A点,然后返回,如图所示,OA=h,此电子具有的初动能是( D )
A. B. C. D.
9.一带电粒子在电场中仅在电场力作用下,从A点运动到B点,速度随时间变化的图象如图所示,tA、tB分别是带电粒子到达A、B两点时对应的时刻,则下列说法中正确的有( D )
A.A点的场强一定小于B点的场强
B.A点的电势一定高于B点的电势
C.带电粒子在A点的电势能一定小于在B点的电势能
D.带电粒子从A点到B点过程中,电场力一定对带电粒子做正功
10.如图所示,在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动,则关于电子到达Q时的速率与哪些因素有关的下列解释正确的是( D )
A.两极板间的距离越大,加速的时间就越长,则获得的速率越大
B.两极板间的距离越小,加速的时间就越短,则获得的速率越小
C.两极板间的距离越小,加速度就越大,则获得的速率越大
D.与两板间的距离无关,仅与加速电压U有关
11.(多选)如图所示,竖直平行金属板带等量异种电荷(A板带正电,B板带负电),一带电颗粒沿图中直线从A向B运动,则下列说法中正确的是( BD )
A.颗粒可能带正电 B.颗粒机械能减小
C.颗粒电势能减小 D.颗粒动能减小
12.如图所示,质子(H)和α粒子(He),以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力),则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为( B )
A.1∶1 B.1∶2
C.2∶1