第八章 第3讲 电容器与电容　带电粒子在电场中的运动-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮课时作业word（新教材，人教版）

第3讲　电容器与电容　带电粒子在电场中的运动 [基础对点练] 1．(电容器的理解)(2023·山东青岛期中)心脏除颤器的工作原理是向储能电容器充电，使电容器获得一定的储能，对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，刺激心颤患者的心脏，使之恢复正常跳动．如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为14 μF，充电至10 kV电压，如果电容器在2 ms时间内完成放电，放电结束时电容器两极板间的电势差减为零，下列说法正确的是(　　) A．这次放电过程中通过人体组织的电流恒为70 A B．这次放电有0.14 C的电荷量通过人体组织 C．若充电至5 kV，则该电容器的电容为7 μF D．人体起到绝缘电介质的作用 解析：B　[根据C＝可知该电容器所带电荷量在放电过程中逐渐减小，电压也在逐渐减小，所以电流逐渐减小，故A错误；根据C＝可知充电至10 kV时电容器带的电荷量为Q＝CU＝0.14 C，故这次放电过程中有0.14 C的电荷量通过人体组织，故B正确；电容器在充电过程中，电容器的容量C不变，仍然为14 μF，故C错误；人体为导体，故D错误．] 2.(电容器的动态分析)(2023·山东泰安模拟)利用图示装置通过静电计指针偏角的变化情况可以探究有关平行板电容器问题，开始时，两金属板A、B竖直平行且正对，开关S闭合．下列说法正确的是(　　) A．若仅将A板缓慢竖直向上平移，则静电计指针的偏转角度增大 B．若S断开后，仅将A板缓慢竖直向上平移，则静电计指针的偏转角度增大 C．若S断开后，仅在A、B板间插入玻璃板，则静电计指针的偏转角度增大 D．若S断开后，仅将A板缓慢水平向左平移，则静电计指针的偏转角度减小 解析：B　[静电计测量的是电容器两极板间的电压，由于开关S闭合，电容器一直接电源，电容器两极板间的电压保持不变，静电计指针的偏转角度保持不变，A错误；S断开后，电容器所带的电荷量Q保持不变，由C＝、C＝可得U＝d，仅将A板缓慢竖直向上平移即S变小时，U变大，故静电计指针的偏转角度增大，B正确；S断开后，仅在A、B板间插入玻璃板，εr增大，U减小，故静电计指针的偏转角度减小，C错误；S断开后，仅将A板缓慢水平向左平移即d增大时，U增大，故静电计指针的偏转角度增大，D错误．] 3．(电容器的动态分析)如图所示的电路可将声音信号转换为电信号．该电路中，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜，b是固定不动的金属板，a、b构成了一个电容器，且通过导线与恒定电源两极相接．在声源S发出声波驱动a在一定范围内振动的过程中，下列说法正确的是(　　) A．a、b间的电场强度不变 B．a、b所带的电荷量不变 C．电路中始终有方向不变的电流 D．a向右的位移最大时，电容器的电容最大 解析：D　[a、b间电压不变，a振动过程中，板间距离变化，由公式E＝知，a、b间的电场强度会发生变化，故选项A错误；a振动过程中，a、b间电压不变，根据C＝可知电容器的电容发生变化，由电容的定义式C＝知，a、b所带的电荷量会发生变化，电容器会放电或充电，电路中电流的方向也会发生改变，故选项B、C错误；a向右的位移最大时，a、b间的距离最小，则a、b构成的电容器的电容最大，故选项D正确．] 4．(带电微粒的直线运动)(多选)如图所示，竖直放置的平行金属板带等量异种电荷，一带电微粒沿图中直线从a向b运动，下列说法中正确的是(　　) A．微粒做匀速运动 B．微粒做匀加速运动 C．微粒电势能增大 D．微粒动能减小 解析：CD　[微粒沿ab直线运动，其重力与电场力的合力沿ba方向，电场力水平向左，做负功，电势能增大，C正确；合力与运动方向相反，微粒做匀减速运动，动能减小，D正确，A、B均错误．] 5．(多种带电粒子的直线运动)如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距l.在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q>0)的粒子；在负极板附近有另一质量为m、电荷量为－q的粒子．在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动．已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面．若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M∶m为(　　) A．3∶2　　　　　　 B．2∶1 C．5∶2 D．3∶1 解析：A　[设极板间电场强度为E，两粒子的运动时间相同，对M，由牛顿第二定律有：qE＝MaM，由运动学公式得：l＝aMt2； 对m由牛顿第二定律有qE＝mam 根据运动学公式得：l＝amt2 由以上几式解之得：＝，故A正确．] 6．(多种粒子偏转情况比较)(多选)(2021·全国乙卷，20)四个带电粒子的电荷量和质量分别为(＋q，m)、(＋q,2m)、(＋3q,3m)、(－q，m)，它们先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y轴平行．不计重力，下