寒假作业(三) 电容器、带电粒子在电场中的运动-【步步维赢·优练必刷】2024-2025学年高二物理寒假作业

高二物理寒假作业（三） 电容器、带电粒子在电场中的运动 知一识点记 精一典题练 1.对电容的理解 1.如图所示是由电源E、 (1)电容器的电容是反映其储存电荷本 灵敏电流计G、滑动变 领大小的物理量，完全由电容器本身的 阻器R和平行板电容 属性决定，跟电容器是否带电、带电荷量 多少以及两极板间电势差的大小无关， 器C组成的电路，开关S闭合.在下列四个 (2)对于一个确定的电容器，电容C是不 过程中，灵敏电流计中有方向由a到b电流 变的，故当电容器所带电荷量分别为Q 的是 和Q时，有C=，C-，则C A.在平行板电容器中插入电介质 88:-会品即电容的大小在数值上还 B.减小平行板电容器两极板间的距离 C.减小平行板电容器两极板的正对面积 等于电容器所带电荷量的变化量△Q与 D.增大平行板电容器两极板的正对面积 电容器两极板间电压的变化量△U的 2.某区域的电场线分 比值. 2.带电粒子两个偏转量 布如图所示，其中间 1D偏转距离：y=9LU 一根电场线是直线， 2mvid 一带正电的粒子从直线上的O点由静止 (2)偏转角度：tan0==9LU v。mv6d 开始在电场力作用下运动到A点，取O 3.两个有用的推论 点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方 (1)粒子从偏转电场中射出时，其速度方 向，粒子的重力忽略不计.在由O点到A 向的反向的延长线与初速度方向的延长 点的运动过程中，下列关于粒子的运动 线交于一点，此点平分沿初速度方向的 位移 速度v和加速度a随时间t的变化、粒子 (2)位移方向与初速度方向间的夹角的 的动能Ek,和运动径迹上电势9随位移x 正切为速度偏转角正切的？，即tana 的变化图线可能正确的是 2tan9,其中a为位移方向与初速度方向 间的夹角。 3.如图所示，4、b两个带 板边缘飞出，则两极板的间距应变为原 正电的粒子，以相同的 来的 速度先后垂直于电场 A.2倍 B.4倍 线从同一点进入平行板间的匀强电场 c号 D.i 后，a粒子打在B板的a'点，b粒子打在 6.α粒子和质子在同一点由静止出发，经过 B板的b点，若不计重力，则 相同的加速电场后，进入同一匀强磁场 A.a的电荷量一定大于b的电荷量 中做匀速圆周运动.已知α粒子和质子的 B.b的质量一定大于a的质量 质量之比m。:mH=4:1,电荷量之比 C.a的比荷一定大于b的比荷 9。:9=2：1,则它们在磁场中做圆周运 D.b的比荷一定大于a的比荷 动的周期之比T。:TH为 4.一平行板电容器两极板间充满云母介 A.1:4 B.4:1 质，接在恒压直流电源上.若将云母介质 C.2:1 D.1:2 移出，则电容器 ( 7.如图所示，M、N是在真空中 A.极板上的电荷量变大，极板间的电场 竖直放置的两块平行金属 强度变大 板.质量为m、电荷量为q的 B.极板上的电荷量变小，极板间的电场 带负电粒子（不计重力）以初速度。由小 强度变大 孔水平射入两金属板间，当M、N间的电 C.极板上的电荷量变大，极板间的电场 压为U时，粒子刚好能到达N板.如果 强度不变 要使这个带电粒子到达M、N两金属板 D.极板上的电荷量变小，极板间的电场 中线位置处即返回，则下列措施能满足 强度不变 要求的是 5.如图所示，两极板与电 源相连接，电子从负极 A使初速度减小为原来的号 板边缘垂直于电场方向 B.使M、N间的电压提高为原来的4倍 C.使M、V间的电压加倍 射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞 出，现在使电子入射速度变为原来的2 D.使初速度减小为原来的，同时M、N 倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极 间的电压加倍 ·8 8.如图所示，用静电计可以测量已充电的 10.一束电子流在经U= 平行板电容器两极板间的电势差U,现使 5000V的加速电压加 B板带正电，则下列判断正确的是() 速后，以速度。在与 *0+ 两极板等距离处垂直 进人平行板间的匀强电场，如图所示 若两板间距离d=1.0cm,板长l= 5.0cm,那么要使电子能从平行板间飞 A.增大两极板之间的距离，静电计指针 出，两个极板上最大能加多大电压？ 张角变大 B.将A板稍微上移，静电计指针张角将 变大 C.若将玻璃板插入两板之间，则静电计 指针张角变大 D.若将A板拿走，则静电计指针张角变 为零 9.电流传感器可以把mA 电容器放电电流随 时间变化的规律描 绘出来.一个电容器 46t 先把它接到8V的电源上充电，然后通 过电流传感器放电，其电流随时间变化 的图象如图所示.由图象和坐标轴所围 的面积知道电容器放电前所带的电荷 量，已知如图所围的面积约为40个方格， 由图可算出电容器的电容为 F. ·9·能为EB=E1一WB=0一WB=3X105J. 的电场力先减小后增大，故E一x图象的斜率 同理，C点的电势能为E以=EA一WM=0 也应是先减小后增大，D错误. W=1.8×103J. 3.C粒子在电场中做类平抛运动，由匀变速直线 答案：增加了1.8×105J3×105J1.8× 运动规律h=2ai以及牛顿第二定律a=阳， 105J 10.解析：(1)静电力做负功，电势能增加，无限远 可知a粒子的比荷一定大于b粒子的比荷，故 处的电势为零，电荷在无限远处的电势能也为 选项A、B、D错误，选项C正确. 零，即9=0，E=0. 4,D平行板电容器电容的表达式为C=,将 由WA=E一EM得EM=Ee一WA=0一 极板间的云母介质移出后，导致电容器的电容 (-1.2×10-J)=1.2×10-J. C变小，由于极板间电压不变，据Q=CU知，极 再由-号释9=12X10V 板上的电荷量变小，再考虑到极板间电场强度 (2)A点的电势是由电场本身决定的，跟A点 E=吕由于U,d不变，所以板板间电场张度不 是否有电荷存在无关，所以？未移入电场前，A 变，选项D正确 点的电势仍为1.2×10V. 答案：(1)1.2×104J1.2×10V 5.C电子在两极板间做类平抛运动，水平方向 (2)1.2×10'V 1=1=,竖直方向d-名a=, 高二物理寒假作业（三）电容器、带电粒子 2nda,故 在电场中的运动 即dc故C正确 1.C电容器保持和电源连接，电压U一定，在平 行板电容器中插入电介质，由C=知电容 6.C加速电场中qU=m,匀强磕场中B 增大，由C=号知带电荷量增加，电容器充电. 加发，即R=贺由质量之比和电荷量之比可得 U。:vH=√1：2，R。:RH=√2tI,再由圆周运 电路中有由b到a方向的电流通过电流计，故A 错误.减小平行板电容器两极板间的距离，由C 动中T=2,最终可得T,:Tn=2:1. 衣a知电容增大，由C-号知带电荷量增加， E,S 7.C粒子从进入金属板间至到达N板的过程 电容器充电，电路中有由b到a方向的电流通 中，由动能定理得一gEd=0一号mw,所以带 过电流计，故B错误.减小平行板电容器两极板 的正对面软：由C=品如电容该小：由C=吕 2E设改 电粒子离开M板的最远距离为d= 变条件后带电粒子离开M板的最远距离为x, 知带电荷量减小，电容器放电，电路中有由a到b 若电压提高为原来的2倍，则金属板间的电场 方向的电流通过电流计，故C正确.同理，D错误 2.B带正电的粒子从O点向A点运动过程中， 强度也为原来的2倍，则x=2,故C正确.结合 d 电场线先变疏再变密，电场强度先变小后增大， 上面分析可知，若使初速度减小为原来的7，则 故电场力和粒子的加速度也是先变小后变大，B 正确：粒子从O向A运动，一直加速，但加速度 x=A错误，若电压提高为原来的4倍，则全 先变小后变大，其速度一时间图象的斜率也是 先变小后变大，A错误；从O到A,电场强度先 属板间的电场强度也为原来的4倍，则工= 4 变小后变大，单位长度上的电势降落也应是先 变小后变大，C错误：根据E=)mm=F,知 故B错误，若初追度减小为原来的号，电压变为 E:一x图象的斜率为力F,从O到A粒子所受 原来的2倍，则=号D错误。 ·47· 8.AB电容器上所带电荷量一定，由公式C= 10×103×8×10-8 1.6×100个=5.0×10个，故A 的知，当d变大时，C变小，再南C-号得U 正确. 变大，选项A正确：当A板上移时，正对面积S 3.D 导线原来的电阻为R=P5,拉长后长度变 变小，C也变小，U变大，选项B正确：当插入玻 璃板时，C变大，U变小，选项C错误：当将A板 2L 为2横我面积变为是所以N=p5=P 拿走时，相当于使d变得更大，C更小，故U应 2 更大，选项D错误 4R.导线原来两端的电压为U=IR,拉长后为 9.解析：根据Q=I1以及图象的含义可知，图象与 U'=1R'=4IR=4U,D正确. 时间轴所围成的面积表示电荷量，则可知：电荷 4.Cg=1,n=9==9.375×102个. 量q=40×0.2×103×0.4C=3.2×103C. e e 电容器的电容C=号=4×10E. 5.C 12r2x,方向与电子运 电流大小I=9=e=e 答案：4×10‘ 动的方向相反，即沿逆时针方向，选项C正确. 10.解析：加速过程中，由动能定理有： 6.C当滑片上移时，灯泡与滑动变阻器并联部分 m. 的阻值增大，分得电压增大；当滑片移到最上端 时，灯泡电压达到最大值U,故选项C正确. 进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做 7.C设电阻板厚度为h,由电阻定律有R,= 匀速直线运动，有 I=vot. P品R=P品所以R:R=,故C 在垂直于板面的方向，电子做匀加速直线 正确. 运动， 8.CD金属导体随着温度升高，电阻率变大，从 加速度a=E=eU ,偏移的距离y= 而导致电阻增大，对于半导体材料，电阻随着温 m dm 度升高而减小，因此由题图可知，图线甲反映金 电子能飞出的条件号 属导体的电阻随温度的变化，图线乙反映半导 联立解得U'<2U4=2X5000×1.0×10 体材料的电阻随温度的变化.故C、D正确，A、B -V 12 (5.0×10-2)2 错误。 =4.0×102V, 9.解析：(1)圆柱体的直径为1.5mm十34.2× 即要使电子能飞出，两极板上所加电压最大为 0.01mm=1.842mm;长度为42mm+8× 400V. 0.05mm=42.40mm=4.240cm. 答案：400V (2)由欧姆定律R=号和电阻定律R一 高二物理赛假作业（四）电源和电流导体的电 联立得p2-沉4L RS_US_πDU 阻、导体电阻率的测量 1.C电流是有方向的，电流的方向是人为规定 答案：(1)1.842(1.841~1.844均可)4.240 的.物理上规定正电荷定向移动的方向为电流 (2)DU 的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流 4IL 的方向相反。 10,解折：R-号-日n=6×10n 2.A设在整个环中运行的电子数目为，这些电 由题意知：l=d=102m,S=104m2, 子通过某一截面所用时间为1，则1=240 s=8 16 由R=p5得p 。=R=6X10×100·m X10s,由1=头=咒，解得n= =6×102·m. 答案：6×10'2·m ·48·