第5期 电势差与电场强度的关系 电容器的电容-【数理报】2025-2026学年高中物理必修第三册同步学案（人教版）

素养·拓展 数理极 (上接第3版) 容器的电容与其结构之间的关系装置图充电后与 1根据电容器的不同特点进行分类 电源断开的平行板电容器的A板与静电计相连，B (1)按结构及电容器是否能调节分为固定电 乃细能力篇 板和静电计金属壳都接地，A板通过绝缘柄固定在 容器、可变电容器和半可变电容器」 铁架台上，人手通过绝缘柄控制B板的移动请回 (2)按介质材料的不同分为有机介质电容器 一、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18答下列问题： (包括漆膜电容器、混合介质电容器、纸介电容 分) 器、有机薄膜介质电容器、纸膜复合介质电容器 1.如图1所示，A、B、CD 等)、无机介质电容器（包括陶瓷电容器、云母电容 为匀强电场中相邻的四个等势 器、玻璃膜电容器、玻璃釉电容器等)、电解电容 面，一电子经过等势面D时，动 澳桑 器（包括铝电解电容器、钽电解电容器、铌电解电 容器、钛电解电容器及合金电解电容器等)和气 能为l6eV,速度方向垂直于等 图4 体介质电容器（包括空气电容器、真空电容器和 势面D,经过等势面C时，电势 (1)本实验采用的科学方法是 充气电容器等). 能为-8eV,经过等势面B时 图1 (2)在该实验中，静电计的作用是 (3)按作用及用途的不同分为高频电容器 速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离均为 A.测定该电容器的电荷量 低频电容器、高压电容器、低压电容器、耦合电容 4cm,电子重力不计.则下列说法正确的是( B.测定该电容器两极板间的电势差 器、旁路电容器、滤波电容器、中和电容器、调谐 A.匀强电场的电场强度大小为100V/m C.测定该电容器的电容 电容器等 B.匀强电场的电场强度大小为200V/m D.测定A、B两板之间的电场强度 (4)按封装外形的不同分为圆柱形电容器 C.等势面A的电势为-10V (3)在实验中观察到的现象，不正确的是 圆片形电容器、管形电容器、叠片形电容器、长方 D.电子再次经过等势面D时，动能为16eV 形电容器、珠状电容器、方块状电容器和异形电 2.有一匀强电场平 ↑m A.甲图中的手水平向左移动时，静电计指针 容器等多种 行于x0y平面，平面内a、 的张角变大 科普乐园 b、c、d四点的位置如图2 B.甲图中的手水平向左移动时，静电计指针 d 所示，cd,cb分别垂直于x 的张角不变 电容器时 轴、y轴，其中a、0b三点 图2 C.乙图中的手竖直向上移动时，静电计指针 电势分别为4V6V8V.则 的张角变大 A.c点电势为10V D.丙图中的手不动，而向两板间插入陶瓷片 种类及特性 B.c点电势为2V 时，静电计指的张角变小 C.电场强度E大小为2V/cm,方向与x轴成 三、解答题（共13分） ◆湖南黄昱 45°斜向右下 5.如图5所示，在 (5)按引出线的不同分为轴向引线型电容 器、径向引线型电容器、同向引线型电容器和无 D.电场强度E大小为2V/cm,方向与x轴成 匀强电场中，将带电荷 引线型（贴片式）电容器等多种 45°斜向右下 量g=-6×106C的点 A￡2---=-- .-.60B 2几种常见的电容器的结构和特点 3.如图3所示，将 电介质 电荷从电场中的A点移 图5 (1)纸介电容器 某种均匀电介质插入 到B点，克服电场力做功2.4×105J;再从B点移 用两片金属箔作电极，夹在极薄的电容纸 带电平行板电容器的 到C点，电场力做了1.2×105J的功已知4C1 中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金 极板A和极板B之间， 属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中 本来正、负电荷中心重 图3 BC,LABC=60,BC=5。 2 cm. 制成.它的特点是体积较小，容量可以做得较大 合的分子，在两极板间电场的作用下，其正电荷中 (1)求A、B两点间的电势差UB: 但是能量损耗比较大，适用于低频电路」 心与负电荷中心分离，在电介质左、右表面出现净 (2)如果规定B点的电势为零，求A点和C点 (2)薄膜电容器 剩电荷。电容器极板上所带电荷量保持不变下列的电势； 结构相同于纸介电容器，介质是涤纶或聚苯 说法正确的是 (3)求电场强度的大小 乙烯涤纶薄膜电容，电容率较高，体积小、容量 A.平行板电容器的极板A带正电 大、稳定性较好，适宜作旁路电容聚苯乙烯薄膜 B.插入电介质后，两极板间的电场强度比无 电容器，介质损耗小不能做成大的容量、绝缘电 该电介质时小N 阻高，但温度系数大，可用于高频电路 C.插入电介质会使电容器的电容增大 (3)陶瓷电容器 用陶瓷做介质在陶瓷基体两面喷涂银层，然 D.插入电介质的过程中，静电力对电介质不 后烧成银质薄膜作极板制成.其特点是体积小 做功 耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适用 二、实验题（共9分） 于高频电路铁电陶瓷电容容量较大，但是损耗 4.图4是某实验小组为了定性探究平行板电 (参考答案见下期) 和温度系数较大，适宜用于低频电路 第4期2版参考答案 10.(1)-50V (2)500V/m (4)云母电容器 素养专练1 B组 用金属箔或在云母片上喷涂银层作电极板， 1.C;2.C;3.D:4.C;5.D6.A 1.AC;2.BD;3.AC. 极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或 素养专练2 1.D:2.B;3.A:4.B:5.D 4.m(哈-2 mk 封固在环氧树脂中制成.其特点是介质损耗小 2g 素养专练3 绝缘电阻大、温度系数小，适用于高频电路 1.C;2.A;3.ACD;4.A;5.C. 5.(1)a=4-. (5)铝电解电容器 第4期3版参考答案 它是由铝圆筒作负极，里面装有液体电解 A组 E=m(1-o） 质，插入一片弯曲的铝带作正极制成.还需经直 1.D;2.A;3.B;4.B;5.C;6.C;7.D. 流电压处理，作正极的片上形成一层氧化膜作介 &()99电场度(2)"业 电势 (2)We=2m%-乞mwi; 质其特，点是容量大，但是漏电大、误差大、稳定 9.(1)2000N/C(2)200V Vu=mig-mi 性差、有正负极性，适于电源滤波或低频电路中， (3)200V(4)2×10-6J 使用时，正、负极不要接反 本版责任编辑：李杰 报纸编辑质量反馈电话： 0351-5271268 2025年8月4日·星期 高中物理 报纸发行质量反馈电话： 5期总第1149期 人教 0351-5271248 教理极 必修第三册 微电子科学与工程 山西师范大学主管山西师大教育科技传媒集团主办数理报社编辑出版 社长：徐文伟 国内统一连续出版物号：CN14-0707/八F)邮发代号：21-285 学科：工学 难点透视 (1)P板及A点的电势： 门类：电子信息类 (2)保持两板间的电势差不变，而将Q板向 培养目标：本专业 对公式U=Ed的理解与应用 左平移5cm,则A点的电势将变为多少？ 培养德、智、体等方面全 解析：板间电场方向水平向左，故Q板电势 面发展，具备微电子科 比P板高.Q板接地，则Po=0,所以板间各点的 ◆江西李小安 U 学与工程专业扎实的自 E=V反映了电场强度与电势差之间的关 解析：利用公式E=￠来定性分析可以得 电势均为负值，利用公式E= d 可以求出匀强 然科学基础、系统的专 d 电场的电场强度，再由U=Ed求出各点与板间 业知识和较强的实验技 系，但作为公式应用只适用于匀强电场（与电场出结论：电场中相邻等势面电势差相等时，电场 的电势差，即各点的电势 能与工程实践能力，能 强度的定义式E=不同，此式造用于任何电 强度越大的地方等势面越密集.根据电场线的 9 分布规律可得：E。>E。>E （)电场强度6-号=5×10VWm,01间 在微电子科学技术领域 场)；对于非匀强电场，可以用来定性地分析某些 从事研究、开发、制造和 问题.如在非匀强电场中，各相邻等势面的电势 由E-名得U>即g-,>9,-9, 的电势差Uo1=Ed=5×102×6×102V= 30V,故A点电势p1=-30V,P板电势pp= 管理等方面工作的专门 差为一定值时，E越大处，d越小，即等势面的距离 Um=-50V. 越小，等势面越密在公式中，U是沿电场方向两 所以.>9：45V,故A正确 (2)Q板向左平移5cm,两板间距减小 培养要求：本专业 点间的电势差，d是上述两点之间的距离.以下通 点评：只有在匀强电场中可以直接应用公 5cm,此时两板间的距离为d'=5cm 学生要求在物理学、电 过几个具体的例题来加深对公式的理解 式E= 和U=Ed进行计算，在非匀强电场中 Q板与A点间距离变为d”=1cm,电场强度 子技术、计算机技术和 一、用U=Ed定性地分析问题 只能应用此公式对有关问题进行定性分析 微电子学等方面掌握扎 例1.如图1所示，实线表 E=年=1×103V/m 示电场线，虚线表示等势线，a、 二、用U=Ed定量地计算 实的基础理论，掌握微 QA间的电势差Ua=Ed”=10V,所以A点 b两点的电势分别为p6=60V, 例2.如图2所示，P、Q两金属 电子器件及集成电路的 的电势为p4=-10V. 9。=30V,则a、b连线的中点c 板间的电势差为50V,板间存在匀 点评：对于两个平行的金属板，板间如果存 原理、设计、制造、封装 图1 的电势p。应为 ( ) 强电场，方向水平向左，板间的距 在电势差，则金属板间是匀强电场；Q板接地，则 与应用技术，接受相关 A.p。>45V B.p。<45V 离d=10cm,其中Q板接地，两板 电势P。=0,各点与Q板间的电势差，即为各点 实验技术的良好训练 C.p。=45V D.无法判断 间的A点距P板4cm.求： 的电势 掌握文献资料检索基本 专题辅导 方法，具有较强的实验 讨论C、Q、E的变化情况 ES 技能与工程实践能力 C= X &S 平行板电容器动态分标 4xkd d 在微电子科学与工程领 战初步具有研究和开发 0-Uc- Ue,S d ◆河北裴成明 的能力。 1 主干学科：微电子 一、充电后与电源断开 保持两极板电 C.B极板上移时，P点的电场强度不变，P E=a 学、电子科学与技术。 荷量不变的问题 点电势降低 可理解为电容器充电后与电源相连，电容 电容器充电后断开电源，则电容器所带电 D.B极板上移时，P点的电场强度减小，P 器两极板的电压等于电源电压且始终保持不 核心课程：电路理 荷量Q保持不变，当极板距离d,正对面积S变 点电势降低 变.当两极板距离减小时，电容器电容C增大， 论、电子技术基础、信号 化时，有：C= 解析：本题属于平行板电容器充电后与电 带电荷量Q增加，极板间电场强度增大，反之亦 与系统、电磁场与电磁 源断开这一典型问题，该类问题的特点是：(1)Q 然.当极板的正对面积减小时，电容C减小，所 波、半导体物理、微电子 U=Q d 器件原理、集成电路设 C e.S 为常数；(2)Cx 带电荷量Q减小，但因极板间距离不变，极板间 d(3)0x4 ;(4)E e.S 电场强度不变 计原理、微电子工艺原 0 4πkd0 E=Cd=e.Sde 设电容器两极板A和B间的距离为d,P点 例2.一平行板电容器，两极板间的距离d和 与B极板间的距离为d 两极板面积S都可调节，电容器两极板与电池相 理、 集成电路封装与系 当两极板间距离增大时，电容器的电容减 无论A极板下移，还是B极板上移，产生的 连接，以Q表示电容器的电荷量，￡表示两极板间 统测试、嵌入式系统原 小，两极板间的电压增大，电场强度不变；当两 结果都是电容器两极板A和B间距离d减小.由 的电场强度，则下列说法中正确的是 理与设计、电子设计自 极板正对面积减小时，由于两极板的距离没变， A.当d增大，S不变时，Q减小E减小 动化基础等 则电容器的电容减小，由于电荷量不变，则两极 e,S,与d无关，所以当两极板间距离d减 B.当S增大，d不变时，Q增大E增大 就业方向：可选择 板的电压增大，电场强度增大 小时，电场强度E的大小和方向都保持不变， C.当d减小，S增大时，Q增大E增大 到中、高等职业院校从事 例1.如图1所示，平行板电 D.当S减小，d减小时，Q不变E不变 +0 因为P点固定不动，当A极板下移时，P点 解析：由于电容器与电源相连，则电容器两 专业教学和管理工作。或 容器的两个极板为A、B,B极板接 与B极板间的距离d,保持不变，由UpB=Ed,可 极板的电压不变，根据平行板电容器电容C= 到集成电路制造厂家、集 地，A极板带有电荷量+Q,板间三 知，P点与B极板间的电势差U保持不变，P点 电场有一固定点P,若将B极板 成电路设计中心以及通 图1 的电势也不变.但当B板上移时，P点与B板间 4mk可知，当1增大S不变时，电容C减小：又因 固定，A极板下移一些，或者将A极板固定，B极 信和计算机等信息科学 的距离d,减小，虽然E保持不变，由Um=Ed 板上移一些，在这两种情况下，以下说法正确的 技术领域从事研究、开发 可知，P点与8板间的电势差，将减小，所以PQ=CU可得，电荷量减小：又由E=是可知，E 是 点的电势也降低.故AC正确，BD错误. 及管理等工作。 减小，故A正确；当S增大，d不变时，C增大，Q A.A极板下移时，P点的电场强度不变，P 二、保持电容器两极板和电源两极相连接增大，E不变，故B错误；当d减小，S增大时，C增 点电势不变 两极板间电压不变的问题 大，Q增大，E增大，故C正确；当S减小，d减小 B.A极板下移时，P点的电场强度不变，P 这类问题由于电容器始终连接在电源上，时，电容C不一定增大，Q也不一定不变，但E一 点电势升高 因此两极板间的电压保持不变，根据下列几式定增大，故D错误 2 素养专练 数理极 1.如图所示的元器件对应的符号是 4.电势差与电场强度的关系 5.电容器的电容 1.关于电场强度和电势差的关系，下列说法正 ⑧ 4.下列关于电容器充电时，电流i与时间t的 确的是 ) B 关系、电容器的电容C和所带电荷量Q与两极板 A.沿着电场线方向，单位距离上降落的电势 间的电压U的关系正确的是 越大，则电场强度越大 D B.沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降 2.关于电容器及其电容，下列说法中正确的 低必定相等 是 ( C.电势降低较快的方向必定是电场强度的方向 A.平行板电容器一板带电荷量+Q,另一板 D.电场强度越大的地方，电势越高 带电荷量-Q,则此电容器不带电 2.如图1所示是一组沿水 3 平方向的等势面，每两个相邻等 B.由公式C=号可知，电容器的电容随电荷 势面相距2cm,由此可以确定电 -3V 量Q的增加而增大 场强度的方向和大小是（) C.对一个电容器来说，电容器的电荷量与两 A.竖直向下，E=150V/m 图1 板间的电势差成正比 B.水平向左，E=150V/m D.如果一个电容器两板间没有电压，就不带 5.某电容器的外壳上标有“1000uF80V” C.水平向左，E=300V/m 电荷，也就没有电容 的字样，该参数表明 ( D.竖直向下，E=300V/m 3.(多选)某型号心脏除颤器的电容器电容 A.该电容器只有在电压为80V时电容才为 3.如图2所示，三角形abc 为16uF.某次治疗中电容器充电后电压为4kV, 1000uF 位于匀强电场中，ac沿电场线方 与人体接触后电压迅速减至0，下列说法正确的是 B.当两端电压为40V时，该电容器的电容为 向，ab垂直于bc,lb=0.8m,l 500uF =0.6m,a、b间电势差为64V. 图2 A.电容器放电完成后电容为0 C.该电容器两端电压超过80V时，电容器会 下列说法正确的是 ( B.电容器放电完成后电容仍为16uF A.b、c间电势差为34V 立刻被击穿 B.a、c间电势差为98V C.本次治疗中通过人体组织的电荷量为64C D.当给该电容器两端加上80V电压时，电容 C.电场强度大小为100V/m D.本次治疗中通过人体组织的电荷量为 器所带的电荷量为8×10-2C D.电场强度在abbc方向的分量大小之比为3：4 0.064C 4.如图3所示，等边三角形 来，随着科技的进步和技术的不断升级，超级电容 ABC所在平面与匀强电场平行， 6.平行板电容器动态分析 的性能可能逐渐优化，并逐渐替代一些电池应用. 顶点电势分别为PA=p、PB= 1.(多选)如图1所 如图3为平行板电容器，用电池对电容器充电，电 2p、pc=3p,各点电势均为正 示，两个平行板电容器 容器两极板之间有一个电荷9处于静止状态.现 值，三角形边长为L.以下说法 AB和A'B′水平放置，A 只增大电容器两极板的间距，则在这个过程中 正确的是 () 板用导线与B'板相连， ( A.电场方向与AB边平行 B板和A'板都接地，A、 A.电容器放电 B.电场方向与BC边平行 B'板带正电.电容器AB电压为U;电容器A'B′电 B.电荷g将向上加速运动 C电场强度大小为号 压为，两电容器总电荷量为Q,若将右边电容器 C.电荷g依然保持静止 间的绝缘介质抽出，则 ) D.电容器充电 D.电场强度大小为光 A.Q不变 B.Q变小 4.某同学设计了一款河水水位监测器，如图4 5.如图4所示，正方形 C.U,减小 D.U2增大 所示，平行板电容器、电流表和电源组成一电路， ABCD区域内，存在平行于纸面 2.如图2所示是一种 绝缘细杆一端连接漂浮在水面上的浮子，另一端 方向的匀强电场，M点为AB边 电容式键盘，键盘上每个 与电容器极板P连接（极板Q固定），上下移动就 中点.一带负电的粒子，以某 按键下面都连有一块小金 带动P上下移动（初始时，极板P的高度低于极板 初速度从D点射入后从M点射 图4 属片，与该金属片隔有 Q),监测人员通过电流表指针偏转情况就可以远 出，射出时速度大小与D点相 定空气间隙的是另一块固 图2 距离得知河水水位的变化.已知电流从左侧进入 等.已知D点电势为0，B点电势为10V,不计重力， 定的小金属片，这样两块金属片就组成了一个小 电流表，其指针左偏：电流从右侧进入电流表，其 则A、C两点间的电势差为 :指针右偏.若监测人员发现电流表指针右偏，可以 A.-10V B.-20V 电容器，该电容器的电容可用公式C=e氵计算， 得出 C.-30V D.40V 其中e为一常量，S表示金属片的正对面积，d表示 6.如图5是密立根油 两金属片间的距离.连接电源，设两金属片之间的 滴实验示意图.质量为m的 电压不变，按下某个键时，与之相连的电子线路就 油滴被喷出时，与喷雾器摩 给出与该键相关的信号，此时该电容器的( 擦带负电.油滴因重力作用 A.电容不变 下落，其中少量油滴通过夹 图5 B.极板所带的电荷量变大 图4 板上的小孔进入两块水平 C.极板间的电场强度变小、 A.河水水位在下降 放置的平行金属板间，两板间距为山.调整板间电 D.极板间的电场强度不变 B.Q极板的电荷量在减少 压为时，油滴悬浮在金属板间，则油滴电荷量为 3.据不完全统计， C.平行板电容器的电容在增大 目前大多数新能源乘用 D.P、Q间的电场强度在变大 A.mgd B.mgl U d 车的动力电池在正常使 C.Ud 用条件下，可以使用8 (数理报社试题研究中心)】 mg D器 到10年左右的时间.未 图3 (参考答案见下期) 数理极 素养·测评 3 mA;已知图像中电流I随时间t变化的关 《静电场中的能量》 系图线与坐标轴围成的面积均为0.06mA·s,则 该实验使用的电容器电容大小为C= (3)若将定值电阻R,换成一个阻值更大的电 同步核心素养测试（二） 阻，则电容充满电所用时间 (选填“大 (涉及内容：$10.3-810.4) 于”“小于”或“等于”) ◆数理报社试题研究中心 三、计算题（本题共2小题，共17分） :极板间的距离减小，则 A组基础篇 9.(7分)如图7所示，在 匀强电场中，将一电荷量为9 =2×103C的正电荷由A点 一、单选题（本题共7小题，每小题5分，共35分） 移到B点，其电势能减少了 1.超级电容车是一种利用超级电容器作为主 4J.已知A、B两点间距离为 要能量存储设备的电动汽车。与传统的电池相比， L=40cm,两点连线与电场 超级电容器能够在短时间内储存和释放大量的能 A.振动膜带正电 方向成60°角.求： 量.某款电车内安装的超级电容器上标有 B.电容器电容减小 (1)A、B两点间的电势差U; “2.5V1200F”字样，关于该超级电容器，下列 C.电容器带的电荷量增加 (2)该匀强电场的电场强度大小E. 说法正确的是 D.电容器两极板间的电场强度减小 A.充电过程中，该超级电容器的电容增大 6.如图4所示，一正四面体 B.充电过程中，该超级电容器两极板间的电置于匀强电场中，A、B、C、D分 势差减小 别是正四面体的四个顶点，正 C.充满电时，该超级电容器所带的电荷量为四面体的棱长L=0.5m,E、F、B 480C G、H为棱AB、AC、AD、BC的中 D.充满电时，该超级电容器所带的电荷量为：点，电势分别为2V、4V、2V 3000C 6V.下列说法正确的是 2.下列可以组成电容器的是 ) A.A点电势为0 塑料板 塑料板 B.电场强度大小为8V/m C.BCD所在的平面为等势面 D.将一电子从A点移到C点，电势能增加8eV A 7.某同学制成了一种 金属板 金属板 电容式加速度仪，结构如 图5所示.A、B两板间连接 金属板 有劲度系数为k的用绝缘 10.(10分)如图8所示 材料制成的轻弹簧，A板固 图5 的匀强电场中，有a、b、c三 3.雷暴是强对流天气，伴 气层 定在运动物体上，B板可自由运动，B板质量为m, 点，ab=5cm,bc=12cm,其 有雷电、大风、暴雨或冰雹.假 电容器的带电荷量保持恒定，两板与电压传感器中ab沿电场方向，bc和电场 设由于雷暴对大气层的“电 连接物体不动时，弹簧长度为d,电压传感器的示方向成60°角，一个电荷量为 击”，使得大气层与带负电的地 数为U,当物体向右做匀加速直线运动，稳定时，电 图8 g=4×10-8C的正电荷从a 球表面之间形成稳定的匀强电 压传感器的示数为0.60，不计一切摩擦，则物体运点移动到b点，静电力做功为W1=1.2×107J, 场，大气层可视为电阻较大的 1 动的加速度大小为（不考虑弹簧形状对电容器中求： 电介质，其平均电阻约为3.4×1032，如图1所示.电介质的影响) （1)若规定a点电势为零，求该电荷在b点的 已知某次雷暴一秒内给地球充电的电荷量约为 A. B.2kd C.3hd D.4kd 电势能； 1.5×103C,大气层厚度约为1.0×10m,则大气 5m 5m '5m 5m (2)匀强电场的电场强度E; 层的电场强度近似为 二、实验题（共8分，前两空1分，后三空2分） (3)该电荷从b点到c点，电荷的电势能的变 A.0.5V/m B.5 V/m 8.某实验小组利用电流传感器观察电容器充 :化量 C.50 V/m D.5×102V/m :放电的电流变化电路图如图6甲所示，其中电源电 4.如图2所示，A、B、C为圆 压U=3.0V,定值电阻R,=2k2,定值电阻R2= 周上三点，0为圆心，半径为 5k2,电流传感器内阻忽略不计. 5m,∠A0B=∠B0C=60°， 空间中存在与纸面平行的匀强 电场，A、B、C三点的电势分别 ®型 为5V、4V、3V,下列说法正确 图 的是 A.电场强度沿OB方向 图6 B.电场强度沿AC方向 (1)初始时电容器所带电荷量为0，当单刀双 C电场强度的大小为停 开关既不接1，也不接2时，电容器上极板的电势 为 V. D.电场强度的大小为2V/m (2)将单刀双掷开关先接1充电，当电容器充 5.电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或满电后，再将单刀双掷开关接到2放电，放电过程 镀金的塑料薄膜制成的，其工作原理如图3所示，中经过R,的电流方向为（选填“α→b”或 振动膜与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭“6一”)；电脑通过电流传感器记录整个过程中 合回路，两极板间电压不变.振动膜向右振动，两的电流变化情况如图乙所示，图像中2的大小为 (下转第4版)高中物理人教（必修第三册）第5~8期 数理括 答案详解 2025~2026学年高中物理人教（必修第三册）第5~8期(2025年8月) 第5期3版参考答案 得P4=0,9B=4V,Pc=8V,PD=4V,由此可知，BDF所在 A组 的平面为等势面，故A正确，C错误；将一电子从A点移到C点， 一、单选题 电势升高8V,则电势能减小8eV,故D错误；电场强度大小为 1.D2.C3.B4.B5.C6.A7.B E=夕=9r二2=16V/m,故B错误 d 提示： L 2 1.充电过程中，该超级电容器的电容保持不变，根据C= 号.由于该超级电容器所带电荷量增大，则该超级电容器两秘 7根起C=号C=品￡=号悠理得上-19，由 于电容器带电荷量恒定，因此当两板间的距离改变时，板间的 板间的电势差增大，故AB错误；充满电时，该超级电容器所带 的电荷量为Q=CU=1200×2.5C=3000C,故C错误，D 电场强度恒定，则号=06，解得x=0.6d,根据牛顿第二定 正确 2.由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成电容器.故C正 律(d-)=m,解得知速度大小。=兴放B正确 确。 二、实验题 3.由题意知电流1==5×10A=1.5×10A,设 8.(1)0(2)a→b0.62×10-3(3)大于 1 解析：(1)电容器带电荷量为0，所以两极板之间的电势差 大气层厚度为4，因为B=冬0=R,可得E=华联立解得 为0，下极板接地，故电容器上极板的电势为0. E≈5V/m,故B正确. (2)由电路图可知，电容器充满电后，上极板带正电，故放 电时流过电阻R2的方向为a→b. 4.连接AC,则AC与0B交点的电势o=91+c=4V= 2 电容器充满电，两极板间的电压等于电源电压3V,故开始 PB,可知OB为等势面，则电场强度方向沿AC方向，故A错误， 放电瞬间，流过电阻，的电流大小为，三名=0,6mA根据 B正确：电场强度的大小为E=2Rsim60° 2 -V/m 26× 电容的定义式可知，C= 2=0.06×102F=2×105E. 3 子Wm,放cD错灵 (3)换用阻值更大的电阻后充电电流会变小，故充电时间 变长 5.由图可知，电源给电容器充电，电流从基板流入，振动膜 三、计算题 流出，故振动膜带负电，故A错误：振动膜向右振动的过程中， 9.(1)UB=2×10V(2)E=1×104V/m 电容器两股板创的距离4减小，根据C-。可知，电容增大。 解析：(1)A到B,Ws=-△Ep=4J 故B错误；电容器两极板间的电压U不变，根据Q=CU可知， W.AR 因为U= 9 电容器所带电荷量增加，故C正确；U不变，d减小，根据E= 0 d 联立解得UB=2×103V. 可知，电容器两极板间的电场强度增大，故D错误。 2因为E-号 6.由于E、F、G、H为棱AB、AC、AD、BC的中点，则PE= 联立解得E=1×104V/m. 91青e,Pr=949,e6=9190,91=9,联立解 2 2 2 2 10.(1)-1.2×10-7J(2)60V/m,方向水平向右 高中物理人教（必修第三册）第5~8期 (3)1.44×10-7J. 插入电介质的过程中，静电力对电介质中的正、负电荷都做正 解析：(1)该正电荷从a点移到b点，则 功，故D错误 Wi=qU =q(a-)=0-Ep 二、实验题 代入数据可得E=-1.2×10-7J 4.(1)控制变量法(2)B(3)B (2)匀强电场的电场强度为E=么，= W 解析：(1)本实验中要控制一些量不变，然后再得出C的 ab 9 决定因素；所以采用的方法是控制变量法。 代入数据解得E=60V/m,方向水平向右； (2)静电计的作用是测定电容器两极板之间的电势差.故 (3)电荷从b点到c点，电场力做功为W2=Eg·bc·cos60 B正确。 根据功能关系可得电势能的变化量为W2=-△E。 (3)甲图中手水平向左移动时，板间距离d增大，根据C= 代人数据解得△E。=-1.44×10-J ES 即电势能减少了1.44×107J. C=号可知，电容减小，而电容器带电荷量不变，则板同 B组 电压增大，所以静电计指针的张角变大，故A正确，B错误；当 一、多选题 手竖直上移动时，正对面积减小，则电容减小，板间电压增大， 1.BD 2.AD 3.BC 所以静电计指针的张角变大，故C正确；当向两板间插入陶瓷 提示： 片时，介电常数变大，则电容变大，板间电压减小，所以静电计 1.电子从等势面D运动到等势面B的过程中，由动能定理 指针的张角变小，故D正确.本题选不正确的，故选B. 得-eUos=0-ED,解得Uos=16V,由电势差与电场强度的 三、解答题 系可知E==068Wm=200V/m,故A错误，B正确9 5.(1)4V(2)4V,2V(3)800v/m 3 电子在等势面C时，有Ec=-epc,代入数据解得pc=8V,又 解析：(1)A、B两点间的电势差 因为相邻等势面之间的距离相等，则相邻两等势面的电势差相 W@=-2.4×10」=4V. 9 -6×106C 等，则pB=0,pA=-8V,PD=16V,故C错误；在电子从等势 (2)B、C两点间的电势差 面D运动到等势面B,再回到等势面D的整个过程中，静电力 所做的功为零，由动能定理可知，电子再次经过等势面D时的 g=12x10=-2v 9 -6×106C 动能仍为l6eV,故D正确. 如果规定B点的电势为零，UB=P4-PB,可得PA=4V 2.Oabc为平行四边形，可知p6-p。=p。-po,代人数据 同理Uc=PB-Pc,可得pc=2V. 解得c点电势为p。=l0V,故A正确，B错误；取ab中点为e, (3)因AB的中点D的电势为0=2=2V=c 则e点电势为g.=94=6V=9o,可知Oe连线为等势 2 2 则CD为等势线，电场强度 线，根据几何关系可知Oe上ab,则根据电场线与等势线垂直且 方向垂直CD指向B点，如图所 沿电场线方向电势降低，可知电场强度方向与x轴成45°斜向 示，则电场强度大小E= U 右下，大小为E=9二=8Y二4y=万V/em,故C错误， d ab -2万cm 2 3 0V/m v/m=3 D正确 2 sim60°×10-2 3.由题图电介质左、右表面出现净剩电荷的正、负可知，平 第6期3版参考答案 行板电容器极板间的电场强度向左，则极板B带正电，极板A A组 带负电，故A结误：根据C=品，可知精人电介质会位电容器 一、选择题 1.A2.A3.A4.C5.A6.C7.C 的电容增大；由于电容器极板上所带电荷量保持不变，根据C 提示： =号可知，两极板间的电势差减小，根据上=兰可知，插人电 1.加速质子过程中，由动能定理可得Bx=2mw-0,解 介质后，两极板间的电场强度比无该电介质时小，故BC正确； —2 高中物理人教（必修第三册）第5~8期 得加速匀强电场的电场强度大小为E=器，故A正确 故B错误，C正确：根据gE=m云可得虚线MN处电场强度的 R 2.粒子射入电场时，水平方向做匀速直线运动，竖直方向 大小为E=C+m,故D错误， gR 做匀加速运动，则水平方向d=6,竖直方向，an45°=5， m 二、填空题 解得E= mvo 8.正2mgd -2mgd 2mg gd ,故A正确 9 3.电子在电场中加速，由动能定理可得eU=之m2-0, 三、计算题 (2)t=2d /2m l 9.(1)a= dm 解得=√m 易知可使增大的操作是仅增大U,故A正确。 解析：(1)根据qE=ma,其中E= U 4.设带电粒子在电场中的加速度为a,则对甲粒子，竖直 ,可得带电粒子加速 方向号=2，水平方向d=1,解出4=ad,对乙粒子有 度的大小a=温 5t+2r=d,解出2=7√a风，所以4：=2：1，故C正 (2)带电粒子运动号距离时的速度 确 。d =√2a3 2qU 3m 5.由于电压在一段时间内是常数，所以电场强度也是常 2d 数，带电粒子受到的电场力也是常数，根据牛顿第二定律F= 3+1 3 运动的总时间t= 4d 3 可知带电粒子的加速度也是嵛数：带电粒子在0~子内匀 2 、T内电压反向了，电场力也反向，该粒子做匀减 加速后，2 联立解得i=2d√3 2m 速直线运动.由于加、减速时间相同，则该粒子的速度恰好减为 2qU Uz U,L 10.(1)oNm (2)E= d (3)y=4U,d 零；下一周期又开始重复上述运动，则v-t图像为A图所示.故 A正确. 解析：(1)根据动能定理有U9=2m听-0 6.粒子在加速电场中，根据动能定理有gU1= 2m2-0, 2qU 解得o=√m 心，则两种粒子在离开加速电场时速度之比为 可得v=√m (2)偏转电场的电场强度E= U 会·需-√分千-，故AB错误：粒子在徐转 1 (3)带电粒子在偏转电场中运动的时间t= L 电场中做类平抛运动，设板长为L,板间距为d,则有L=t,y= 加速度a=上=E-鸡 mm md 1 2关可可得位子在偏转电场中的竖直位多 带电粒子离开偏转电场时竖直方向的位移大小 U.L 4:可知粒子在偏转电场中的竖直位移与粒子的电荷量和质 UL 量均无关，则两种粒子在偏转电场中的竖直位移之比为1：1， B组 故C正确，D错误 一、多选题 7.交变电源的周期为T=2t,故A错误；粒子进入第3个金 1.AB 2.ACD 3.BCD 属简时的速度满足2g0=弓2-7m,可得=√层+ 提示： 1.电场力对质子做正功，质子的电势能减少，故A正确；质 ≠3o,根据l=t可知，第3个金属圆筒长度不是第1个金属圆 子受到的电场力大小为F=gE≈2×10-4N,故B正确；质子 +6, 筒长度的3倍，离子进人转向器的速度大小为=√ 的加速度为a=士=1.2×10m/s,加速时间为t=& m 3 高中物理人教（必修第三册） 第5~8期 8×10s,故C错误；质子加速的直线长度为x=号~4m,故 2a 联立解得=子 D错误 则OP的高度为H= 2.由于同一个金属圆筒所在处的电势相同，内部电场强度 第7期3版参考答案 为零，因此质子在圆筒内做匀速直线运动，而前后两金属圆筒 一、单选题 之间有电势差，所以质子每次经过缝隙时将被电场加速，故A 1.A2.A3.C4.A5.D6.C7.B 正确：质子每经过一次缝隙只有电场力做功，由动能定理可得 提示： qU=△E,可知每经过一次缝隙质子增加相同的动能，速度增 1.A是通过改变电介质的相对介电常数而引起电容变化 加一次，与缝隙的大小无关，故B错误；质子要持续被加速，下 一个金属圆筒的电势较低，所以质子穿过每个圆筒时，电源的 的，故A正确：B是通过改变电容器两极板间距离而引起电容 正负极应发生变化，故C正确；要使质子每次经金属圆筒间的 变化的，故B错误；CD是通过改变两极板的正对面积而引起电 缝隙时加速，则质子在每个圆筒内运动的时间通常应是交变电 容变化的，故CD错误 压周期的一半，故D正确。 2.依题意，取无穷远处为零势能点，则有p。>P6>0,根 3.由于粒子匀速通过电场区域，则Eg=mg,E=少 据E。=99可知，当q>0时，有Ea>Ew,故A正确 ,所以 3.根据对称性可知，图中所示A、B两点电场强度大小相 U=m坠，故A错误；粒子受到竖直向上的电场力，与电场强度 等，但方向不同，故A错误；等势线与电场线垂直，由于电场线 9 不是直线，所以图中所示A、B两点所在虚线不是等势线，故B 方向相同，则粒子带正电，到达斜面时速度方向与斜面垂直，则 错误；钾、钙离子向根部聚集过程中，电场力做正功，电势能减 速度方向与竖直方向的夹角等于斜面的倾角，所以，= 少，故C正确；空气中带负电的尘埃微粒（重力不计）受到电场 sm37,故B正确：粒子在运动过程中只有重力做功，机械能守 力作用，向悬挂电极聚集，但不会沿电场线运动，故D错误 恒，故C正确：粒子做匀速直线运动的时间为=4，粒子做 4.依题意，正六边形顶点上的六个点电荷分成三组，分别 为两组等量同种点电荷和一组等量异种点电荷，其中等量同种 点电荷在0点的电场强度为零，等量异种点电荷在0点的电场 平抛运动的时间为么=冬=m严-物，所以A点到C点 g g 3g 强度大小为E:兴，可细0点的电场强度大小为学故A正 所用时间为t=t1+= 40+d,故D正确。 3g vo 确；B错误；等量异种点电荷在O点的电势为零，等量同种点电 二、填空题 荷在O点的电势大于零，所以O点的电势大于零，故CD错误 4.IⅡY0X 5.各等势面关于y轴对称，疏密相同，所以电场线疏密也 三、解答题 相同，电场强度大小相等；根据等势线与电场线垂直，可知a、d 2eU 2Ud 两点的电场强度方向不同，故a、d两点的电场强度不同，故A 5.(1)o= (2)U2=E (3)H=5d 入Nm 4 错误；根据等势线与电场线垂直，故电子在y轴左侧受到一个 1 5.(1)电子在AB间加速，由动能定理得U=2m6-0 斜向右下方的电场力，速度方向沿轨迹的切线方向，故电子从 α到b运动时，电场力做正功，故B错误；根据负电荷在电势低 解得o= 2eU 处电势能大，可知电子从c到d运动时，电势能逐渐增大，故C N m 错误；a、d两点的电势相等，故从a到d电场力不做功，所以电 (2)电子在偏转电场中做类平抛运动，则有 子在经过等势线d点时的动能为60eV,故D正确， 1=时8=告胎号 m 6.根据题意可知，风力越大，则d越小，由电容器的决定式 2Ud 联立解得U2= 6,S C=4a可知电容器的电容变大，故A错误：风力越小，则d越 (3)电子离开偏转电场时，有v,=at1,电子离开偏转电场 大，由电容器的决定式G=一高可加电容越小：电源电压缸定 后，有子=%=5 不变，电容器与电源连通，电压不变，由Q=CU可知，电容器存 4 高中物理人教（必修第三册）第5~8期 储的电荷越少，故BD错误；电容器两极板间为匀强电场，由E围成的面积表示电荷量，图线I与时间轴围成的面积为S,其 =名可知，风力越大，距离d越小，面电压不变，则电容式风力 物理意义是电容器开始放电时所带的电荷量： 实验前电容器不带电，充电结束后，使电容器放电完毕，故 传感器两极板间的电场强度越大，故C正确。 充电和放电过程电容器电荷量变化量大小相同，所以两次放电 7.质子加速过程中，只有电场力做功，则质子的动能变大， 电荷量相同，即阴影部分的面积S=S2; 电势能减小，但质子的电势能与动能之和保持不变，质子电势 由图丙和图丁可知，两次放电最大电流之比为4：3，则可 能转化为动能，故AC正确，B错误；质子做匀加速运动，则所受 知图丙和图丁中电容器放电的I一t图像对应的电阻箱R接入 电场力不变，即加速电场的电场强度不变，故D正确.本题选错 电路的阻值之比3：4. 误的，故选B 12.(1)B(2)A(3)增大增大减小 二、多选题 解析：(1)本实验采用的科学方法是控制变量法，故B正确。 8.AD 9.CD 10.AD (2)在该实验中，静电计的作用是测定该电容器两极的电 提示：8.由电场线的分布可知，放电端O 势差，故A正确， 应接电源的负极，故A正确；等势线与电场线 (3)电容器电荷量不变，根据电容器的决定式和定义式有 垂直，过c、d两点作出等势线，如图所示，电场o 线由高等势面指向低等势面，所以d点的电势 C=￡S,C三号可知正对面积减小或板问距离增大时，电容 比c点的电势高，故B错误；又电场线的疏密 减小，电势差增大，故静电计指针的偏转角度增大；当插入电介 程度反应电场强度的大小，电场线越密集，电场强度越大，所以 质时，电容增大，电势差减小，故静电计指针的偏转角度减小. a点的电场强度大于d点的电场强度，故C错误；由电场线的分 四、计算题 布情况可知，ab段的平均电场强度要大于bc段的平均电场强 度，根据U=Ed定性分析可得ab间的电势差大于bc间的电势 13.(1)25V/m,方向为右上方与水平方向夹角为arctan2 差，故D正确 (2)2.4×1012J 9.粒子在两收集板间做类平抛运动，加速度恒定，电场力 解析：(1)点电荷Q在A点产生的电场强度大小为E4= 做正功，故AB错误；粒子能被收集板吸附，可知在电场中运动 r :=2V/m,方向竖直向上. 时间最大时，有L=,,解得t=上，故C正确：最大偏移量为 电场强度为矢量，根据电场的叠加原理，A点的电场强度 y=如=a,解得子=荒故D晚 大小为E'4=22+42V/m=25V/m 10.由图可知，·1和12两处电场强度相同，由于沿电场线方 设A点电场强度与水平方向夹角为9，则有am0=之，所 向电势降低，所以r处的电势高于2处电势，故A正确；沿电场 以A点电场强度方向为右上方与水平方向夹角为aretan 1 线方向电势降低，所以从球心处开始电势一直降低，球体表面 处电势不是最高，故B错误；”1和2两处电势差为图线与横轴 (2)D点和B点关于点电荷对称，则试探电荷从D点移动 所围区域的面积，大于E(r2-1),故C错误；球外电场可以看 到B点过程中，点电荷对试探电荷的库仑力做功为0，则电场力 成是电荷量全部集中于球心处的点电荷产生的电场，则在2 做功等于匀强电场对试探电荷做的功，则 处，有E。= g所以Q:，放D正确 W=Eg·2r=2.4×10-12J. 14.(1)竖，电场强度方向竖直向上； 三、实验题 11.(1)B (②)哥：(3)m(2】 2q (2)电容器开始放电时所带的电荷量=3：4 解析：(1)小球最开始静止在A点，由受力平衡有mg= 解析：(1)电容器充电过程中两极板所带电荷量Q随时间 gEA t变化的图像应为先增加待充满后电荷量保持不变.故B正确. (2)根据公式q=t可知1-t图像中图像与对应坐标轴所 解得E4=m,电场强度方向竖直向上 一 高中物理人教（必修第三册） 第5~8期 (2)小球最开始静止在A点，由受力平衡有mg=k 第8期参考答案 h2 一、单选题 小球在B点由静止释放时，由牛顿第二定律有 1.D2.D3.C4.B5.A6.C7.B mg -k- 0g=ma 3h)2 提示： 1.库仑定律适用于点电荷，但点电荷不一定是体积最小的 5 解得a=98. 带电体，故A错误，根超F=学，当两个特电体同的走离趋 (3)小球由B点运动到A点，由动能定理有 近于零时库仑定律将不再适用，故B错误；电荷间的库仑力是 1 2 mgh qm =2m0 相互作用力，点电荷A、B相互作用时，A受到的静电力与B受到 解得Uu=m(二) 的静电力等大反向，故C错误；库仑定律的适用条件是：在真空 2g 中静止的点电荷，故D正确。 又由Ug4=PB-PA 2脱掉外衣时，由于摩擦使电荷发生转移，并不是创造了 解得=m(h- 电荷，从而使外衣和身体各自带上了等量异种电荷，故AB错 2g 误；任何带电体所带的电荷量一定为元电荷的整数倍，故C错 Uoe 15.(1）√m (2)t=t1+2=(L1+L2) m 误；脱掉外衣后，手靠近金属门把手时，由于感应起电，会使门 elL 把手靠近手的一端与手带异种电荷，故D正确。 (3) 4d Uo 3.根据静电屏蔽的特点可知，金属笼内电场强度为零，金 解析：(1)粒子在加速电场中运动，由动能定理有 属笼左侧外表面感应出负电荷，右侧外表面感应出正电荷，金 属笼为等势体，电场线与金属笼表面垂直.故C正确. e=2m听-0 4.沿电场线方向，电势越来越低，A点电势比B点低，故A 2Uoe 解得o=入√m 错误；电场线的疏密程度反映电场强度大小，A点电场强度比B 点大，故B正确；C点电势比B点低，正电荷在电势高的位置电 (2)电子在偏转电场中平行极板方向做匀速直线运动，由 势能大，因此正电荷在C点的电势能比在B点的电势能小，故 运动学公式可知电子在偏转电场中的运动时间为1= CD错误 0 电子出偏转电场后做匀速直线运动，由运动学知识有2= 5,根据C=会，间处说明d大，则电容器电容小，故A正 6 确；凸处说明d小，则电容器电容大，因电容小的微电容器放电 故电子从进入偏转场到打在荧光屏P的运动时间为 较快，则在指纹凸处形成的电容器放电较慢，故B错误；手指出 汗后，d会改变，则会对指纹识别有影响，故C错误；在指纹凹处 t=+t2=(L1+L2) m 形成的电容器电容小，根据Q=CU,可知充电后在指纹凹处形 (3)电子在偏转电场中做类平抛运动，由牛顿第二定律有 成的电容器存储的电荷量小，故D错误。 U e d =ma 6.设将圆环上的电荷分成 450 n(n→o)个极小段电荷，则每段 在垂直极板方向上做匀加速直线运动，由运动学知识有y 电荷电荷量为号，由题中儿何关系 ④ ⊕ 可知各小段电荷对q的作用力方 ④ ④ 则电子经过偏转电场过程中电场力对它做的功为W= 向与竖直方向夹角均为45°，如图所示，根据库仑定律有F= U e (2R),整个圆环的电荷量Q对9的电场力的合力是竖直向上 n 联立解得电子经过偏转电场过程中电场力对它做的功为 elL W= 4dUo 6 高中物理人教（必修第三册）第5~8期 本Q 的且大小等于点电荷的重力，根据平衡条件有 (√2R)2cos450 4,根据动能定理可知)号×号d=一名，解得么。 =mg,解得g=25m故C正确 +宁，放A错误：设离开板间的带电尘埃的馆移量为 5 y,极板间的电压为·，粒子在平行极板的方向上做匀速直线运 7.根据动能定理得知：电场力做功等于电子动能的变化， 动，沿垂直极板的方向做匀加速直线运动，则有L=t,y= 本题中则有E=qEx,根据数学知识可知，图线的斜率k=qE, 2t,根据牛顿第二定律 1 因k、9均保持不变，说明电场强度E不变，所以该电场一定是匀 d =ma,联立解得y三由于 强电场，故AC错误；由图知，电子从A到B动能增大，电场力做 4 y= 号4时，儿=6，令2=d,解得心，=子6，即当两极板 正功，则可知电场力方向从A→B,电场线方向从B→A,根据 沿着电场线方向电势降低，则有P4<P,故B正确；根据能量 电压为子6，时，除尘率可达100%，放B正确：根据上述结论) 守恒定律可知，电子从A到B动能增大，则电势能减小，则E >EpB,故D错误。 2mdy2 可知，仅增大尘埃的速率，或仅减少尘埃的电荷量， 二、多选题 均使y的偏移量减小，会降低除尘率，故C正确，D错误。 8.BD 9.BCD 10.BC 三、实验题 提示： 11.(1)控制变量法(2)D(3)B 8.像素呈白色时，电场强度方向向上，电场线向上，因为沿 解析：(1)该实验探究库仑力与电荷量的关系，需要控制 着电场线方向电势降低，所以黑色微粒所在区域的电势高于白 电荷之间距离不变，所以用到的实验方法是控制变量法。 (2)实验中两塑料小球所带电荷量无论 W 色微粒所在区域的电势，故A错误；像素呈黑色时，电场强度方 向向下，电场线向下，因为沿着电场线方向电势降低，黑色微粒 是否相等都可以产生库仑斥力以完成实验， 所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故B正确；无 故A错误；两个小球可以换成异种电荷，库 论是像素由黑变白的过程中，还是像素由白变黑的过程中，电 仑力由斥力变为引力，将小球B放置在A的 场力与微粒的运动方向均相同，电场力对黑色微粒和白色微粒 左上方同样可以进行实验，故B错误；如图 均做正功，故C错误，D正确 所示，根据平衡条件可得FT=mgcos6,F=mgsin0,所以细线 9.根据题意，电场强度大小E=左，可知距离圆心间距不 的拉力F,随着0的增大而减小，库仑力F随着0的增大而增 大，故C错误，D正确 同位置的电场强度大小不同，圆周上不同位置电场强度的方向 (3)根据库仑定律有F=mgsin0=k 也不同，即该电场为非匀强电场，故A错误；粒子所受电场力F 整理得 =qE=红，H粒子与H粒子所带电荷量相等，H沿轨迹1 mg4sin6,由上式可知Qg-sin0图像为一条过原点的倾斜直 k 做圆周运动，日沿轨迹Ⅱ做圆周运动，H粒子的轨道半径大 线.故B正确。 于H粒子的轨道半径，则H粒子所受电场力小一些，故B正 12.(1)2(2)保护电路 确；粒子做匀速圆周运动，由电场力提供向心力，则有gE= (3)1.6×10-22.7×10-3(2.5×10-3~2.9×103均 可)(4)BD m号，结合上述解得：=√侣，由于H粒子的质量大-些，可 解析：(1)图乙是电容器在放电过程中的图像，电容器两 知H粒子的运动速度小一些，故C正确；粒子的动能E,= 极板上的电荷应通过定值电阻R和电流表放电，所以单刀双掷 之m=空，由于H粒子与H粒子所带电荷量相等，则两种 开关应该接在2 (2)在电容器充电和放电过程中，定值电阻R可以防止电 粒子的动能相同，故D正确。 路因电流过大而造成电路元件的损坏，所以定值电阻R的作用 10.当两极板间电压为，时，”=80%.可知相同时间内 是保护电路。 有80%的带电尘埃打在下极板，则离开极板间的带电尘埃的 (3)图乙中的图像与横轴所包围的面积表示电荷量，一个 偏移量1=号4，设尘埃的最大动能为E,两极板间的距离为 小正方形的面积所表示的电荷量为0.001×0.4C=4×104C, 7 高中物理人教（必修第三册） 第5~8期 计算图像与横轴所包围的小正方形个数时，小于半个的舍去，大于 E E2 =k- 0 = 42 2 25L2 半个的算一个，所以图乙中图像与横轴所包围的小正方形个数约 为40个，即电容器充满电时，单个极板存储的电荷量大小为Q= 0点处的电场强度大小为 40×4×104C=1.6×102C 电容器充满电时两极板间的电压等于电源的电压，所以电 E=2w=2×名是×号- 容器的电容值为C=号=1上60F=27×10E (2)滑块由A点运动到O点过程中，由动能定理得 6.0 g0o=2m2-0 1 4a可知，为提高平行板电容器存储电荷 eS (4)根据C= 的能力，可以在两极板间插入电介质、增大两极板的正对面积、 可得。芳 减小两极板间的距离.故BD正确. 根据等量异种电荷电场线的对称性可知U加=Uo= mv2 四、计算题 2elo 所以Uw=Uao+Un=m 13.(1)√m (2)30° U9 解析：(1)设电子刚进入偏转电场的速度为。，由动能定 15.(1)o=√m (2)t= T mUo E。V2g (3)y= 理可得c。=2m听-0 UL 8ndU -(n=1,2,3,…) R2elo 解析：(1)粒子在加速电场中被加，由速电动能定理有 解得o=√m 1 (2)电子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直 %9=2m6-0 线运动，则有L=ot U4 带电粒子到达B板的速度6=√m 竖直方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得eE ma (2)在静电分析器中电场力提供向心力，有E9=m R 2elo 解得电子的加速度a= 3mLo 运动时间t=1.2mR 2elo 电子离开电场时竖直方向上的速度，=t=√3m mUo 解得1受√四 电子射出偏转电场时速度方向与水平方向的夹角 (3)粒子射人偏转电场后，水平方向做匀速直线运动，离 tan== 开电场时速度方向仍水平，则竖直速度仍为零，则水平方向L 3 =o·nT 解得0=30° 14.(1)E= Uo =m 竖直方向y=2分兴() 9 解析：(1)如图所示，根据 Q U亚(n=1,2,3…） 解得y=8ndU 勾股定理得 OB OC 7777777777777 7777 77777777 √2+(34)】 2 3 所以cos0= 0D2 3 0C1 5 2 根据点电荷的电场强度公式有 -8