内容正文:
第十章 静电场中的能量
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阶段回顾(4~5)
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易错点重点练
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易错点一 平行板电容器的动态分析
1. 某电容式话筒的原理如图所示,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属极板,对着话筒说话时,P振动而Q可视为不动,在P、Q间距增大的过程中( )
A.P、Q构成的电容器的电容增大
B.P上电荷量保持不变
C.有电流自M经R流向N
D.P、Q间的电场强度不变
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重难点重点练
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2. (2021·重庆高考)电容式加速度传感器可以用于触发汽车安全气囊等系统。如图所示,极板M、N组成的电容器视为平行板电容器,M固定,N可左右运动,通过测量电容器极板之间电压的变化来确定汽车的加速度。当汽车减速时,极板M、N的距离减小,若极板上电荷量保持不变,则该电容器( )
A.电容变小
B.极板间电压变大
C.极板间电场强度不变
D.极板间电场强度变小
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易错点二 多个粒子在同一电场中的加速和偏转问题
3. (多选)三个电子在同一地点同时沿同一直线垂直飞入偏转电场,如图,则由此可判断( )
A.b和c同时飞离电场
B.在b飞离电场的瞬间,a恰好击中下极板
C.进入电场时,a速度最大,c速度最小
D.c的动能增量最小,a和b的动能增量一样大
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4. (多选)如图所示,氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1,之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转,最后打在屏上。整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,那么( )
A.偏转电场E2对三种粒子做功一样多
B.三种粒子打到屏上时的速度一样大
C.三种粒子运动到屏上所用时间相同
D.三种粒子一定打到屏上的同一位置
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2.一群速率不同的一价离子从A、B两平行极板正中央水平射入如图所示的偏转电场,离子的初动能为Ek,A、B两极板间电压为U,间距为d,C为竖直放置并与A、B间隙正对的金属挡板,屏MN足够大。若A、B极板长为L,C到极板右端的距离也为L,C的长度为d。不考虑离子所受重力,元电荷为e。
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(1)写出离子射出A、B极板时的偏转距离y的表达式;
(2)问初动能范围是多少的离子才能打在屏MN上?
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重难点二 电容器中的力与运动问题
3. (多选)如图所示,水平放置的平行板电容器,上极板带负电,下极板带正电,带电小球以速度v0水平射入电场,且从下极板边缘飞出。若下极板不动,将上极板上移一小段距离,小球仍以相同的速度v0从原处飞入,则带电小球( )
A.将打在下极板中央
B.仍沿原轨迹由下极板边缘飞出
C.不发生偏转,沿直线运动
D.若上极板不动,将下极板上移一小段距离,小球可能打在下极板的中央
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4. 如图所示,水平放置的平行金属板A、B
间的距离为d,开始两板都不带电,现将电荷量
为+q、质量为m的液滴从小孔正上方h处无初速度滴下,通过小孔落向B板并把电荷全部传给B板,求:
(1)若第N滴液滴在A、B间恰好做匀速运动,则电容器的电容是多大?
(2)在(1)中条件下,能到达B板的液滴不会超过多少滴?
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6.(多选)在如图甲所示的电路中,a、b间接特殊电源,用以调节电容器C两端的电压。如果电阻R两端的电压变化如图乙所示,则电容器两端的电压可能是( )
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本课结束
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解析 电容式话筒与电源串联,电压保持不变。在P、Q间距增大的过程中,根据平行板电容器电容的决定式C=eq \f(εrS,4πkd)知,电容减小,故A错误;根据电容的定义式C=eq \f(Q,U)得,电容器所带电荷量减小,电容器的放电电流通过R的方向为由M到N,再根据场强E=eq \f(U,d)知场强变小,故C正确,B、D错误。
解析 当汽车减速时,极板M、N的距离减小,由平行板电容器的电容决定式C=eq \f(εrS,4πkd)可知,电容器的电容变大,A错误。又极板上的电荷量保持不变,由电容定义式C=eq \f(Q,U)可知,极板间的电压变小,B错误。极板间的电场强度E=eq \f(U,d)=eq \f(Q,Cd)=eq \f(Q,d)·eq \f(4πkd,εrS