专题48 电容器动态分析、带电粒子在电场中的直线和抛体运动-【鼎力高考】2024年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升

2024年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升 专题48 电容器动态分析、带电粒子在电场中的直线和抛体运动 特训目标 特训内容 目标1 电容器动态分析（1T—4T） 目标2 电容器的充放电实验（5T—8T） 目标3 带电粒子在匀强电场中的直线运动（9T—12T） 目标4 带电粒子在交变电场中的直线运动（13T—16T） 目标5 带电粒子在匀强电场中的抛体运动（17T—20T） 目标6 带电粒子在交变电场中的抛体运动（21T—24T） 【特训典例】 1、 电容器动态分析 1．图甲所示的是由导电的多晶硅制成的电容加速度传感器。图乙是其原理图，传感器可以看成由两个电容、组成，当传感器有沿着箭头方向的加速度时，多晶硅悬臂梁的右侧可发生弯曲形变。下列对这个传感器描述正确的是（　　） A．匀速向上运动时，减小，增加 B．保持加速度恒定向上运动时，减小，增加 C．由静止突然加速向上运动时，减小，增加 D．正在匀速向上运动的传感器突然停止运动时，减小，增加 2．如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管（正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大可以视为断路）连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．减小极板间的正对面积，带电油滴会向下移动 B．贴着上极板插入金属板，则电路中有顺时针方向的电流 C．将上极板向左平移一小段距离，P点处的油滴的电势能增大 D．将开关断开，并向上移动上极板，则油滴仍处于静止状态 3．手机中的“计步功能”和“摇一摇功能”等需要用到加速度传感器，如图所示是一种常用的电容式加速度传感器的内部结构简化原理图。将传感器系统水平放置，图中绝缘质量块的左端与一端固定的水平轻弹簧相连，右端与电容器的活动极板相连，G为灵敏电流计，当系统静止时，弹簧处于原长状态。下列说法正确的是（    ） A．系统向左匀速运动稳定时，通过灵敏电流计G的电流从流向 B．系统向左匀速运动稳定时，灵敏电流计G中没有电流通过 C．当系统突然向左加速运动时，通过灵敏电流计G的电流从流向 D．当系统突然向左加速运动时，通过灵敏电流计G的电流从流向 4．如图所示的两个平行板电容器水平放置，A板用导线与板相连，B板和板都接地。已知A板带正电，在两个电容器间分别有M、N两个带电油滴都处于静止状态。AB间电压为，带电量为，间电压为，带电量为，若将B板稍向下移，则（　　） A．电容不变，电容不变 B．减小，增大 C．减小，增大 D．N原来所在位置处的电势增大且N向上运动 2、 电容器的充放电实验 5．某同学按图甲所示实验电路进行“观察电容器的充、放电现象”的实验，电源E为直流稳压电源，他先把开关S掷向1端，电容器充电完毕后，再把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间t的变化情况。 （1）图乙为电容器充电时显示出的电流随时间变化的图像，电容器充电完毕后的电荷量约为 C（结果保留2位有效数字）； （2）实验时如果不改变电路其他器材，只将电阻换成另一个阻值较大的电阻进行实验，充电时间将 （填“变长”、“不变”或“变短”）； （3）实验时如果不改变电路其他器材，只将电容器换成另一个电容较大的电容器进行实验，则得到的图线与坐标轴圈成的面积将 （填“变大”、“变小”或“不变”）。 6．电路中电流大小可以用电流传感器测量，用电流传感器和计算机可以方便地测出电路中电流随时间变化的曲线。某兴趣小组要测定一个电容器的电容，选用器材如下：待测电容器（标称电压为16V）、电流传感器、计算机、直流稳压电源、定值电阻R0＝100Ω、单刀双掷开关，导线若干。 实验过程如下： ①按照图甲正确连接电路； ②将开关S与1端连接，电源给电容器充电； ③将开关S掷向2端，测得电流随时间变化的i－t图线如图乙中的实线a所示； ④利用计算机软件测出i－t曲线和两坐标轴所围的面积。 （1）测出i－t曲线和两坐标轴所围的面积为42.3mA·s，则电容器的电容C＝ F。 （2）若将定值电阻换为R1，R1＝180Ω，重复上述实验步骤，则电流随时间变化的i－t图线应该是图丙中的虚线 （选填“b”“c”或“d”）。 7．随着传感器技术的不断进步，传感器在中学实验室逐渐普及，小乐同学用电流传感器做“观察电容器的充、放电现象”，电路如图甲所示。 （1）先使开关S与2相连，电源对电容器充电，这个过程可在短时间内完成，充满电的电容器左极板带 电（填“正”或“负”）。 （2）然后把开关S掷向1端，K断开，电容器通过电阻放电，传感器将电流传入计算机，屏幕上显示出电容器充放电