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微练(十九) 电容器 带电粒子在电场中的运动
A组·基础巩固题
1.如图所示为一电解电容器,根据图中的标示,判断下列说法正确的是 ( )
A.该电容器的电容为2 200法拉
B.该电容器两极间电势差为1 V时,电容器带电荷量为2.2×10-3 C
C.该电容器的电路符号为
D.该电容器的击穿电压为80 V
解析 由题图可知,该电容器的电容为2 200微法,故A项错误;由Q=CU可知,该电容器两极间电势差为1 V时,电容器带电荷量为Q=2.2×10-3×1 C=2.2×10-3 C,B项正确;该电容器为固定电容器,不是可调电容器,C项错误;电容器所标电压为额定电压,D项错误。
答案 B
2.如图所示,A、B为平行板电容器的上、下两个固定极板,分别接在恒压直流电源的两极上。当纸张从平行极板间穿过时,若负电荷从a向b流过灵敏电流计G,则电流计指针偏向a端;若负电荷从b向a流过灵敏电流计G,则指针偏向b端。某次纸张从平行极板间穿过时,发现电流计指针偏向b端,下列说法正确的是 ( )
A.两极板间纸张厚度减小
B.两极板间纸张厚度不变
C.两极板间纸张厚度增加
D.以上三种情况都有可能
解析 纸张从平行极板间穿过时,电容两个极板间增加了介质,ε增大,电容增大。纸张厚度影响的电容介电常数ε,某次纸张从平行极板间穿过时,发现电流计指针偏向b端,则负电荷从b向a流过灵敏电流计G,电容器放电,根据C=,Q=CU可知,电容变小,则两极板间纸张厚度减小,A项正确。
答案 A
3.(2022·浙江卷)如图所示,带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场,板长为L(不考虑边界效应)。t=0时刻,M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子,垂直M板向右的粒子,到达N板时速度大小为v0;平行M板向下的粒子,刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用,则 ( )
A.M板电势高于N板电势
B.两个粒子的电势能都增加
C.粒子在两板间的加速度a=
D.粒子从N板下端射出的时间t=
解析 由于不知道两粒子的电性,故不能确定M板和N板的电势高低,A项错误;根据题意垂直M板向右的粒子,到达N板时速度增加,动能增加,则电场力做正功,电势能减小;则平行M板向下的粒子到达N板时电场力也做正功,电势能同样减小,B项错误;设两板间距离为d,对于平行M板向下的粒子刚好从N板下端射出,在两板间做类平抛运动,有=v0t,d=at2,对于垂直M板向右的粒子,在板间做匀加速直线运动,因两粒子相同,在电场中加速度相同,有(v0)2-=2ad,联立解得t=,a=,C项正确,D项错误。
答案 C
4.如图所示,带正电、负电和不带电的三个等质量小球以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间,已知上板带负电,三小球分别落在图中A、B、C三点,其中落在B点的小球不带电,则 ( )
A.A带负电,C带正电
B.三小球在电场中的加速度大小关系是aA>aB>aC
C.三小球在电场中运动时间相等
D.三小球到达下板时的动能关系是EkA<EkB<EkC
解析 小球在水平方向上做匀速直线运动x=v0t,由于水平初速度相等,则tA>tB>tC,竖直方向上y=at2,由于三个小球的竖直位移相同,由此可知aA<aB<aC,B、C两项错误;由于B点小球不带电,A点加速度最小,C点加速度最大,故A点小球受的静电力方向与重力方向相反,C点小球受的静电力方向与重力方向相同,则A带正电,C带负电,故A项错误;小球的合外力A最小,C最大,合外力在竖直方向上,而三个球的竖直位移一样大,所以合外力做功的关系为WC>WB>WA,由动能定理W=ΔEk可知ΔEkC>ΔEkB>ΔEkA,由于三个小球初速度、初动能一样大,则三小球到达下板时的动能关系是EkA<EkB<EkC,D项正确。
答案 D
5.(多选)(2021·全国乙卷)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,下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中,可能正确的是 ( )
解析 四个粒子均做类平抛运动,其加速度a=,由此可判断(+q,m)、(+3q,3m)和(-q,m)三者的加速度大小相等,但(-q,m)的加速度方向与另外两个相反,(+q,2m)的加速度最小,且偏转方向与其他两个正电荷的偏转方向相同。综上所述,A、D两项正确。
答案 AD
6.(多选)示波管是示波器的核心部件,如图,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如果在荧光屏上P点出现亮斑,那么示波管中的 ( )
A.极板X应带正电 B.极板X'应带正电
C.极板Y应带负电 D.极板Y应带正电
解析 由亮斑位置可知电子在XX'偏转电场中向X极板方向偏