(配套教参)高效作业20 电容器、带电粒子在电场中的运动-【精彩三年·高考尖峰】2024高考总复习物理一轮复习基础拓展训练教师用书word+课件PPT（浙江专用）

高效作业20 电容器、带电粒子在电场中的运动 (见学生用书P327) 微考点一　电容和平行板电容器 1．超级电容器又叫双电层电容器，是一种新型储能装置，它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源。它具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽等特点。某款超级电容器如图所示，其标有“2.7 V　3 000 F”，则可知(　B　) A．该超级电容器放电时把化学能转化为电能 B．该电容器最大容纳电荷量为8 100 C C．该电容器在电压为2.7 V时电容才是3 000 F D．该电容器在2.5 V电压下不能正常工作 【解析】 电容器放电时把电能转化为其他形式的能，故A错误；该电容器最大容纳电荷量Q＝UC＝2.7×3 000 C＝8 100 C，故B正确；电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与电压和电荷量无关，故电容始终为3 000 F，故C错误；电容器的额定电压为2.7 V，说明工作电压不能超过2.7 V，可以小于2.7 V，故D错误。 2．在手机塑料壳的生产线上，用图示装置来监控塑料壳的厚度。两个完全一样的金属板A、B平行正对固定放置，通过导线接在恒压电源上，闭合开关，一小段时间后断开开关，让塑料壳匀速通过A、B间，当塑料壳变厚时(　B　) A．两板间电压不变 B．两板间电场强度减小 C．两板所带电荷量减小 D．静电计指针偏角增大 【解析】 断开开关后电容器所带的电荷量不变，根据C＝、U＝得U＝Q·，可知，由于Q不变，当塑料壳变厚时εr增大，两板间电压减小，静电计指针偏角减小，故A、C、D错误；根据E＝可知，两板间距离d不变，电压U减小，则两板间电场强度减小，故B正确。故选B。 微考点二　带电粒子在电场中的直线运动 3．如图所示，一个平行板电容器充电后与电源断开，从负极板处由静止释放一个电子(不计重力)，设其到达正极板时的速度为v1，加速度为a1。若将两极板间的距离增大为原来的2倍，再从负极板处由静止释放一个电子，设其到达正极板时的速度为v2，加速度为a2。则(　D　) A．a1∶a2＝1∶1，v1∶v2＝1∶2 B．a1∶a2＝2∶1，v1∶v2＝1∶2 C．a1∶a2＝2∶1，v1∶v2＝∶1 D．a1∶a2＝1∶1，v1∶v2＝1∶ 【解析】 电容器充电后与电源断开，增大两极板间的距离时，电场强度不变，电子在电场中受到的静电力不变，故a1∶a2＝1∶1。由动能定理得Ue＝mv2，v＝，因两极板间的距离增大为原来的2倍，由U＝Ed可知，电势差U增大为原来的2倍，故v1∶v2＝1∶。故D正确。 微考点三　带电粒子在电场中的偏转 4．2023·桐乡一中模拟(多选)如图所示，从灯丝发出的电子经过加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电场的电压为U1，偏转电场的电压为U2，要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍，可供选择的方法有(　BD　) A．使偏转电场极板的长度减小为原来的 B．使U1减小为原来的 C．使偏转电场极板的长度增大为原来的2倍 D．使U2增大为原来的2倍 【解析】 电子在加速电场中加速时，由动能定理得eU1＝mv，电子在偏转电场中做类平抛运动，则在水平方向L＝v0t，在竖直方向a＝，电子射出电场时的偏转量y＝at2，联立以上四式得y＝，则要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍，可使U1减小为原来的或U2增大为原来的2倍或偏转电场极板的长度L增大为原来的倍，故B、D正确，A、C错误。 5．(多选)质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的初速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(不计粒子重力及粒子间相互作用力)。则从开始射入到打到上极板的过程中(　AB　) A．它们运动的时间tP＝tQ B．它们所带的电荷量之比qP∶qQ＝1∶2 C．它们的电势能减少量之比ΔEpP∶ΔEpQ＝1∶2 D．它们的动能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝2∶1 【解析】 粒子在水平方向做匀速运动，t＝，水平位移相同，初速度相同，则运动时间相同，A正确；在竖直方向上h＝at2，qE＝ma，解得q＝∝h，所以qP∶qQ＝1∶2，B正确；电势能减少量为ΔEp＝qEh＝∝h2，所以ΔEpP∶ΔEpQ＝1∶4，C错误；由动能定理，动能的增加量为ΔEk＝qEh＝∝h2，所以ΔEkP∶ΔEkQ＝1∶4，D错误。 B新选考　素养培优 6．某手机软件对运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图所示，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是(　C　) A．静止时，电流表示数为零，电容器两极板不带电 B．由静止突然向前加速时，电容器的电容增大 C．由静止