(普查练习)第19课 电容器 带电粒子在电场中的运动-【提分宝典】2024版新高考物理一轮全考点普查随堂课后练

第19课　　　　　电容器　带电粒子在电场中的运动 普查与练习19Ⅰ　　　　　电容器　带电粒子在匀强电场中的运动 　　　　　　　　　　　　　　　 1．实验：观察电容器的充、放电现象 (1)(2024汇编题，12分)在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图(a)所示连接电路。电源电动势为8.0 V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用电流传感器来采集电流随时间的变化情况，并输入计算机。 ①为观察电容器C充电时的现象，应将单刀双掷开关S接______(选填“1”或“2”)。 ②在充电过程中，测绘的充电电流i随时间t变化的图像可能正确的是________。 ③用图(a)所示电路来观察电容器C放电现象：利用电流传感器采集放电过程电路中的电流，并输入计算机，得到了图(b)所示的电流i与时间t的关系图像。 a．通过i－t图像可以发现：电容器放电时，电路中的电流减小得越来越________(选填“快”或“慢”)； b．已知图(b)中图线与坐标轴所围成图形的面积表示电容器放电过程中所释放的电量，根据图像可估计电容器放电前所带电荷量Q约为________C，电容器的电容C约为________F(保留两位有效数字)。 ④关于电容器在整个充、放电过程中的q－t图像和UAB－t图像的大致形状，可能正确的有______(q为电容器极板所带的电荷量，UAB为A、B两板的电势差)。 ⑤图(c)中实线是实验得到的放电时的i－t图像，如果不改变电路的其他参数，只减小电阻R的阻值，则得到的i－t图线可能是图(c)中的________(选填“①”“②”或“③”)。 答案：①1(1分)　②A(2分)　③a.慢(1分)　b.3.2×10－3(2分)　4.0×10－4(2分) ④AD(2分)　⑤②(2分) 解析：①充电时必须将电容器接电源，故将单刀双掷开关拨向1。 ②电容器充电时，随着电荷的增加，电容器两极板间电压升高，电阻R两端分得电压减小，电路中电流逐渐减小，电容器两极板间电压增大到等于电源电压之后，电流减小为零，故A项正确。 ③a.从图(b)中可以看出放电时电流减小得越来越慢(斜率的绝对值表示电流的变化快慢)；b.可数出图线与坐标轴所围成图形有40小格(格数为38～42都正确)，所以电容器放电前所带电荷量约为Q＝40×8×10－5 C＝3.2×10－3 C，根据电容的定义可得C＝＝4.0×10－4 F。 ④电容器在充电过程中，电流由最大逐渐减小，放电过程电流也是由最大逐渐减小，最后变为0，根据Δq＝IΔt可知，q－t图像的斜率表示电流的大小，故A项正确，B项错误。电容器两极板间的电压变化量ΔUAB＝＝Δt，UAB－t图像的斜率表示，在充电和放电过程中电容器的电容不变，根据充电和放电过程中电流的特点可知，C项错误，D项正确。 ⑤若只减小电阻R的阻值，则开始时刻的电流将增大，i－t图像的纵截距增大，由于总的电荷量一定，则图像与坐标轴围成的面积相同，故曲线②符合要求。 2．平行板电容器的动态分析 a．U不变时电容器的动态分析 (2)(2024改编题，3分)如图所示，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态。现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动。关于小球所受的电场力大小F，绳子的拉力大小T，细线与竖直方向的夹角θ，下列判断正确的是(　　) A．F逐渐减小，T逐渐减小，θ逐渐减小 B．F逐渐增大，T逐渐减小，θ逐渐增大 C．F逐渐增大，T逐渐减小，θ逐渐减小 D．F逐渐减小，T逐渐增大，θ保持不变 答案：A 解析：电容器与电源相连，所以两极板间电势差不变，将左极板向左缓慢移动的过程中，两板间距离增大，则由U＝Ed可知，电场强度E减小，小球所受电场力F＝Eq减小。小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力的作用，故电场力和重力的合力与拉力大小相等，方向相反；根据平行四边形定则可知，T＝；由于重力不变，电场力减小，故拉力减小，θ减小，故A项正确，B项、C项、D项均错误。 (3)(2024改编题，3分)如图所示，水平放置的两半圆形金属极板由绝缘转轴连接，下极板固定，上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动，也可上下平移，起初两极板边缘对齐，上极板通过开关S与电源正极相连，下极板接地后与电源负极相连。初始时开关S闭合，板间有一带电粒子P恰好处于静止状态。忽略边缘效应，关于两极板组成的电容器，下列说法正确的是(　　) A．若只将电容器的上极板转过一小角度，则电容器的电容增大 B．若只将电容器的上极板转过一小角度，则电容器所带电荷量减少 C．若只将电容器的上极板向上平移一小段距离，则带电粒子仍处于静止状态 D．若只将电容器的上极板向下平移一小段距离，则