内容正文:
2.解析:(1)把电荷量为Q1=2.0×10-9 C的正电荷从A 点移
到B 点电场力做功为WAB ,则电场力做功为WAB=UABQ1,
得UAB=WABQ1 =
1.5×10-7
2.0×10-9V=75V.
(2)把电荷量为Q2=4.0×10-9C的正电荷从B点移到C点,克
服电场力做功为WBC,则电场力做功为-WBC=UBCQ2,得UBC
=-WBCQ2 =
-4.0×10-7
4.0×10-9 V=-100V
,
又因UAB=φA-φB,UBC=φB-φC,
得UAC=φA-φC=(φA-φB)+(φB-φC)=UAB+UBC=
-25V,通过比较可知φC>φA>φB.
(3)UAC=-25V,若A 点电势为零,则C点电势为25V.
(4)若A 点电势为零,那么φB=-75V,则Q2 在B 点电势
能为Ep=φBQ2=-7.5×4.0×10-9J=-3.0×10-7J.
答案:(1)75V (2)φC >φA >φB (3)25V (4)-3.0×
10-7J
假期作业26
情景辨析
(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)×
技能提升
1.D [公式E=UABd
仅适用于匀强电场中计算A、B 两点间的
电势差,d表示A、B 两点沿电场线方向上的距离,即A、B 所
在等势面之间的距离,若A、B 两点等电势,A、B 两点间的距
离越大,电势差也不会变,A、B、C错误,D正确.]
2.C [根据沿电场方向电势降低可知B 点电势低于A 点电
势,则UBA 为负值,根据匀强电场中电势差与电场强度的关
系可得UBA=-EdABcos60°=-5V.]
3.B [根据电势能的定义式Ep=qφ可得O点的电势为φO=6V,
A错误;根据沿电场线方向电势降低,可知电场线方向水平
向右,B 正 确;根 据 电 势 差 与 电 场 强 度 的 关 系 式 E=
UOA
OAcos60°
,解得E=400V/m,C错误;根据Ep=qφ,依题意
从O 点C 点,电势一直在降低,电子带负电荷,所以其电势
能增大,D错误.]
4.解析:匀强电场中电场线由电势高的等势面指向电势低的等势
面,电场线垂直于等势面,由图可知该电场强度方向水平向左,
电场线 与 A、B 连 线 的 夹 角 是37°,得UBA =Edcos37°,E=
UBA
dcos37°=
φB-φA
dcos37°=
10-(-10)
2.5×10-2×0.8V
/m=1000V/m.
答案:1000V,方向水平向左
5.D [电场线方向指向云层,则云层带负电,A 项错.电场线
的密度越大,电场强度越大,故Ea>Eb>Ec,B项错.ab=bc,
但由题图可知该电场并非匀强电场,故a、b间与b、c间电势
差不相等,C项错.云层带负电,地面则可视为带正电,当云
层上的负电荷导入大地时,可视为正电荷从避雷针移动到云
层,即电流从避雷针流向云层,D项对.]
6.AD [分别过 M、P 点作等势线,可得到过P 点的等势线在
过M 点的等势线上方,因沿着电场线方向电势降低,则有
φM >φP,A对;将负电荷由O 点移到P 点,由于UOP >0,则
W=qUOP <0,静电力做负功,B错;由U=Ed 定性判定可
知,MN 间的平均电场强度小于OM 间的平均电场强度,故
M、N 两点间的电势差小于O、M 两点间的电势差,C错;根
据电场线的分布特点会发现,电场线关于y轴两边对称,故
y轴上的电场强度方向沿y 轴向上,所以在O 点由静止释放
一不计重力带正电的粒子,其所受静电力沿y轴正方向,则
该粒子将沿y轴做直线运动,D对.]
7.B [已知在匀强电场中将某一线段等分的同时就将该线段
两端的电势差等分,将线段bd 五等分,如图所示,则Ube=
Ufd=15Ubd=
1
5×
(24-4)V=4V,故Ube=φb-φe=4V,
φf-φd=4V,可得φe=24V-4V=20V.φf=8V,故φa=
φe,ae为等势线,连接cf,则cf∥ae,即cf 也为等势线,故c
点的电势φc=φf=8V,故B正确.]
8.C [由题意知,将正电荷从A 移到B,静电力不做功,则A
与B 电势相等,A、B 连线是一条等势线.B、C 间电势差为
UBC=WBCq =
-8×10-3
1×10-5 V=-800V
,所以B 点的电势低.
该匀 强 电 场 的 电 场 强 度 大 小 为 E = |UBC|BCsin53°=
800
10×0.8×10-2 V
/m=10000V/m,因为沿电场线方向电势
降低,故电场强度方向垂直AB 斜向下.C正确.]
9.C [点电荷从 A 点以某一初速度
射出,此后能以相同大小的速度经
过B 点,根据动能定理有UABq=
ΔEk=0,可得 A、B 两点处的电势
差等于 零,即 A、B 两 点 的 电 势 相
同,如图连接AB 为一等势线,过O
点作AB 的垂线为电场强度方向所在的直线,因为将一个电
荷量为2×10-7C的负点电荷由O 点移到C 点,克服静电力
做功1×10-6J,所以可得电场强度方向由O 指向C,OC 间
电势差为UOC =
W
q =
-1×10-6
-2×10-7
V=5V,所以 E=UOCOC =
5
0.1V
/m=50V/m.]
素养培优
解析:(1)由题意,D→C电场力做正功,W=qELCD cos60°
则E= WqLCDcos60°=
3.2×10-17
1.6×10-19×0.04×0.5N
/C
=1×104 N/C.
(2)电子在电场中平衡,受到的电场力方向向上,电子带负
电,则场强方向为A→B.A、B 间电势差为UAB =EdAB =104
×6×10-2 V=600V.
(3)A、D 间电势差为UAD =EdCDcos60°=200V,由UAD =
φA-φD,φA=0得φD=-200V.
答案:(1)1×104 N/C (2)600V (3)-200V
假期作业27
情景辨析
(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)×
技能提升
1.C [电容器上标有“1.5μF9V”字样,说明电容器的电容是
1.5μF,是电容器本身的特性,与所加电压无关,电压是9V
或4.5V时,电容都是1.5μF,A、D错误;9V是电容器的额
定电压,即能承担的最大电压,不是只有在9V的电压时,电
容器才能正常工作,B错误;9V 是电容器的额定电压,即能
承担的最大电压,所加的电压不能超过9V,但9V 不是击
穿电压,C正确.]
2.D [电容器放电过程中电流随着电容器电荷量的减少而减
小,故 A错误;电容器铭牌上的电压为额定电压,所以根据
题意可知电容器的额定电压为6kV,而击穿电压要比6kV
高,故B错误;根据电容定义式可得电容器充满电的电荷量
为Q=CU=25×10-6 ×6000C=015C,故 C 错 误,D
正确.]
3.B [开关S接1,相当于给电容器充电,电容器上极板与电
源正极相连接,带正电,A 错误;开关S接1稳定后,充电完
毕,电容器两极板间电压等于电源电动势,再断开S,电容器
两极板间有电场存在,B正确;开关S接1稳定后,再将S掷
向2,此时电容器处于放电过程,放电过程上极板相当于电
源的正极,流过电流传感器的电流方向向下,流过电阻R 中
电流方向向左,C、D错误.]
4.B [开关S掷向1端时,电源给电容器充电,电容器两极板
所带电荷量及两极板间电压均增大.开关S掷向2端后的极
短时间内,电容器对电阻R 放电,电容器两极板所带的电荷
量减小,两极板间电压也减小,直至最后减小为0,故 B正
确,A、C、D错误.]
5.BD [塑料 壳 变 厚 时,相 当 于 介 电 常 数εr 变 大,根 据 C=
εrS
4πkd
知C 变大.断开开关,Q 不变.根据C=QU
,U 会减小,
48
静电计指针偏角减小,故 A、C错误,D 正确;根据公式E=
U
d
,结合电容的决定式C=εrS4πkd
与电容的定义式C=QU
可
得,电场强度E=4πkQεrS
,可知当介电常数变大时,电场强度
减小,故B正确.]
6.D [根据Q=CU,C= εS4πkd
可得当极板间距增大时电容减
小,由于电容器的带电量不变,故极板间电势差增大,故 A、
B错误;根据E=Ud
得E=4πkQεS
,故场强不变,故 C错误;移
动极板的过程中要克服电场力做功,故电容器储存能量增
大,故 D正确.故选 D.]
7.C [按下“?”键过程中,按键金属片间组成的电容器两极板
间距d减小,根据C=εrS4πkd
可知电容C 变大,因两板间电压
U 一定,根据Q=CU 可知,电容器带电荷量增大,电容器处
于充电状态,此时根据E=Ud
可知金属片间的电场强度E
变大.故 C正确.]
8.D [由题意知,电容器两板所带电荷量不变,正 对 面 积 不
变,A 板下移时,导致极板间距减小,依据C=εrS4πkd
可知电容
增大,再根据推论E=4πkQεrS
可知,P 点的电场强度E 不变.P
点与下极板的距离不变,根据公式U=Ed,P 点与下极板的
电势差不变,而下极板的电势为零,所以 P 点电势不变,故
A、C错误;B 板上移时,同理得知,极板间距减小,依据C=
εrS
4πkd
可知电容增大,再根据推论E=4πkQεrS
可知,P 点的电场
强度不变,根据公式U=Ed,P 点与下极板的电势差减小,
而下极板的电势为零,则P 点电势降低,B错误,D正确.]
素养培优
1.B [静止时,N 板不动,电容器的电容不变,则电容器电荷
量不变,电流表示数为零,电容器保持与电源相连,两极板带
电,A错误;保持向前匀加速运动时,加速度恒定不变,则 N
板的位置在某位置不动,电容器电容不变,电容器保持与电
源相连,电压不变,由Q=CU 知电荷量不变,电路中无电流,
B正确;由静止突然向后加速时,N 板相对向前移动,则极板
间距减小,根据C=εrS4πkd
知电容C 增大,C错误;由静止突然
向前加速时,N 板相对向后移动,则极板间距增大,根据C=
εrS
4πkd
知电容C 减小,电压不变,由Q=CU 知电容器电荷量
减小,电容器放电,电流由b向a 流过电流表,D错误.]
2.解析:(1)开关S接通1,电容器充电,根据电源的正负极可
知电容器上极板带正电;开关S接通2,电容器放电,通过电
流表的电流向左.
(2)充满电后电容器所带电荷量Q=CU=3300×10-6 F×
10V=3.3×10-2C.(3)电容器充电过程中,电流逐渐减小,
随着两极板电荷量增大,电流减小得越来越慢,电容器充电
结束后,电流减为0,A 正确,B错误;电容是电容器本身具
有的属性,根据电容的定义式C=QU
可知,电荷量与电压成
正比,所以图线应为过原点的直线,C、D错误.
答案:(1)上 左 (2)3.3×10-2 (3)A
假期作业28
情景辨析
(1)√ (2)√ (3)× (4)×
技能提升
1.A [根 据 动 能 定 理 得qU= 12mv
2,解 得v= 2qUm
,根 据
上 式 可 知,经 相 同 电 压 加 速 后,比 荷 q
m
大 的 粒 子 速 度v
大,电 荷 量 q 大 的 粒 子 动 能 大,故 A 正 确,B、C、D
错 误.]
2.A [根据动能定理得eU=12mv
2,可知电子到达Q 板时的
速率为v= 2eUm
,将板间距离增大—倍,因为电压不变,电
子到达Q 板时的速率不变,A正确,B错误;电子的加速度为
a=eEm =
eU
md
,根据d=12at
2,得t=d 2meU
,若将两极板间电
势差U 增大一倍,则电子到达Q 板的时间减为原来的 22
,
C、D错误.]
3.C [质子和α粒子都带正电,从 A 点释放将受静电力作用
加速运动到B 点,设A、B 两点间的电势差为U,由动能定理
可知,对质子:1
2mHvH
2=qHU
对α粒子:12mαvα
2=qαU
所以vH
vα =
qHmα
qαmH =
1×4
2×1= 2∶1.
]
4.D [由题意知,带电粒子在电场中做匀减速直线运动,在粒
子恰好能到达 N板时,由动能定理可得-qU=- 12mv0
2,
要使粒子到 达 距 N 板 d3
后 返 回,设 此 时 两 极 板 间 电 压 为
U1,粒子的初 速 度 为v1,则 由 动 能 定 理 可 得 -q×
2U1
3 =
-12mv1
2,联立两方程得2U1
3U =
v12
v02
.]
5.C [电子在两极板间做类平抛运动,水平方向l=v0t,t=
l
v0
,竖直方向d=12at
2= qUl
2
2mdv02
,故d2=qUl
2
2mv02
,即d∞1v0
,
故 C正确.]
6.A [设电子经加速电场加速后的速度为v,则有 12mv
2=
eU0,所以电子进入偏转电场时速度的大小为v= 2eU0m
,电
子进 入 偏 转 电 场 后 的 偏 转 位 移 y= 12at
2 = 12
eU
md
l
v( )
2
=Ul
2
4dU0.
可见,要增大y,可行的方法有:增大偏转电
压U,减小加速电压U0,减小偏转电场极板间距离d.选项 A
正确.]
7.BC [三个电子的质量和电荷量都相同,可知加速度相同,
a、b两电子在竖直方向上的位移相等,根据y= 12at
2 可知
运动时间相等,故B正确;b、c竖直方向上的位移不等,yc<
yb,根据y=12at
2,可知tc<tb,故 A 错误;在垂直于电场方
向即水平方向,三个电子做匀速直线运动,则有v=xt
,因xc
=xb,tc<tb,则vc>vb,根据ta=tb,xb>xa,则vb>va,所以
有vc>vb>va,故 C正确;根据动能定理知,a、b两电荷静电
力做功一样多,所以动能增加量相等,离开电场时c电荷偏
移最小,静电力做功最少,动能增加量最少,故 D错误.]
8.CD [两偏转极板间的电场强度E=U2d
,所以只增大d,偏
转电场的电场强度将减小,故 A 项错误.根据动能定理,在
加速电场中有eU1= 12mv
2-0,所以电子进入偏转电场的
速度v= 2eU1m
,而电子在偏转电场中做类平抛运动的时间
t=Lv
,所以偏移量y=12at
2=eU22dmt
2=U2L
2
4U1d
,所以只增大L
或U2,电子的偏转量都将增大,荧光屏上光斑P 的位置也会
向上移动,故B项错误,D项正确.电子在偏转电场中做类平
抛运动的时间t=Lv =L
m
2eU1
,所以增大U1 时,电子穿越
偏转电场的时间变短,故 C项正确.]
58
假期作业27 电容器的电容
如图所示的是电容器充电的过程.
(1)电容器充电的过程,两块不带电的金属板
跟电源连接,最后金属板上带了等量的异
种电荷. ( )
(2)电容器充电过程中两极板间电场强度不断
增大. ( )
(3)放电后的电容器所带电荷量为0,电容也
为0. ( )
(4)电容器的电容 表 示 电 容 器 容 纳 电 荷 的
多少. ( )
(5)电容器的电容 与 电 容 器 所 带 电 荷 量 成
正比. ( )
◆[知识点一] 电容器的充放电 电容
1.某电容器上标有“1.5μF 9V”字样,则表
示该电容器 ( )
A.只有在9V的电压下它的电容才是1.5μF
B.只有在9V的电压时,电容器才能正常工作
C.所加的电压不应超过9V
D.当它的电压为 4.5 V 时,它的电容变
为0.75μF
2.心室纤颤是一种可危及生
命的疾病.如图所示为一
种叫作心脏除颤器的设
备,某型号 AED 模拟治
疗仪器的电容器电容是25μF,充电至6kV
电压,如果电容器在3ms时间内完成放电,
则下列说法正确的是 ( )
A.电容器放电过程中电流保持不变
B.电容器的击穿电压为6kV
C.电容器充满电的电荷量是15C
D.电容器充满电的电荷量是015C
3.(2025许昌市普
通教育教学研究
室高二期末)如图
所示为研究电容
器的充、放电现象的电路图,实验前,开关S
是断开的,电容器不带电.下列操作过程中,
说法正确的是 ( )
A.开关S接1,电容器上极板带负电
B.开关S接1稳定后,再断开S,电容器两
极板间有电场存在
C.开关S接1稳定后,再将S掷向2,通过
电流传感器的电流方向向上
D.开关S接1稳定后,再将S掷向2,通过
电阻R 中电流方向向右
4.电容器是一种重要的电学
元件,任何两个彼此绝缘又
相距很近的导体,都可以看
成一个电容器,电容器能存储电荷,电容器
存储电荷的特性可以用电容C 来描述.如
图所示为研究电容器充、放电的实验电路
图.实验时,先使开关 S掷向1端,电源E
对电容器充电;经过一段时间,把开关S掷
向2端,电容器与电阻 R 相连,电容器放
电.在开关S接通2端后的极短时间内,下
列说法正确的是 ( )
A.电容器所带电荷量和两极板间电压都增大
B.电容器所带电荷量和两极板间电压都减小
C.电容器所带电荷量增大,两极板间电压减小
D.电容器所带电荷量减小,两极板间电压
增大
◆[知识点二] 电容器的动态分析
5.(多选)在手机塑料壳
的生产线上,用如图所
示装置监控塑料壳的
厚度.两个完全一样的
金属板 A、B 平 行、正
对、水平固定放置,A 在上、B在下,通过导
线接通电源一段时间后断开开关,让塑料壳
匀速通过 A、B间,当塑料壳变厚时 ( )
06
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.静电计指针偏角减小
6.(2024浙江卷)图示是“研究电容器两极板
间距对电容大小的影响”实验,保持电荷量
不变,当极板间距增大时,静电计指针张角
增大,则 ( )
A.极板间电势差减小
B.电容器的电容增大
C.极板间电场强度增大
D.电容器储存能量增大
7.计算机键盘每个按键下有
块小金属片,与该金属片
隔有一定空气间隙的是另
一块小的固定金属片,两
片金属片组成一个小电容器.且电压保持不
变,如图所示的键盘连着正在工作的计算
机,按下“?”键过程中,按键金属片间组成的
电容器 ( )
A.电容变小
B.金属片间的电场强度变小
C.电荷量增大
D.处于放电状态
8.如图所示,平行板电容器的
两个极板为 A、B,B 板接
地,A 板带有电荷量+Q.
板间电场中有一固定点P,
若将B 板固定,A 板下移一些,或者将A 板
固定,B 板上移一些,在这两种情况下,下列
说法正确的是 ( )
A.A 板下移时,平行板电容器的电容减小
B.B 板上移时,平行板电容器的电容不变
C.A 板下移时,P 点的电场强度不变,P 点
电势升高
D.B 板上移时,P 点的电场强度不变,P 点
电势降低
1.手机软件运动步数的
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.图中的R
为定值电阻.下列对传感器描述正确的是
( )
A.静止时,电流表示数为零,电容器两极板
不带电
B.保持向前匀加速运动时,电路中没有电流
C.由静止突然向后加速时,电容器的电容
减小
D.由静止突然向前加速时,电流由a 向b
流过电流表
2.在“观察电容器的充、放电现象”实验中,电
路如图(甲)所示.
(1)将开关S接通1,电容器的 (选
填“上”或“下”)极板带正电,再将S接通2,
通过电流表的电流方向向 (选填
“左”或“右”).
(2)若电源电动势为10V,实验中所使用的
电容器如图(乙)所示,充满电后电容器正极
板带电荷量为 C.(结果保留两位
有效数字)
(3)下列关于电容器充电时,电流i与时间t
的关系;所带电荷量q与两极板间的电压U
的关系正确的是 ( )
16