1、2.4电容器 电容每课一练 1传感器是一种采集信息的重要器件，图1所示是一种测定压力的电容式传感器当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是 () 图1A若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流B若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流C若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流D若电流表有示数，则说明压力F发生变化解析：F向上压膜片电极，使得电容器两板间的距离减小，电容器的电容增加，又因电容器两极板间的电压不变，所以电容器的电荷量增加，电容器继续充电综上所述，选项B、D正确答案：BD2如图2所示，从F处释放一个无初速的电子向B板方向运动，指出下列对电子运动的描述中错误的是(设电源
2、电动势为E) ()A电子到达B板时的动能是E eVB电子从B板到达C板动能变化量为零 图2C电子到达D板时动能是3E eVD电子在A板和D板之间做往复运动解析：由电池的接法知：A板带负电，B板带正电，C板带正电，D板带负电，所以A、B板间有向左的电场，C、D板间有向右的电场，B、C板间无电场，由动能定理知：电子到达B板时的动能为E eV，到达D板时的动能为零，在B、C板间做匀速直线运动，总之电子能在A板和D板间往复运动，所以错误选项为C.答案：C3如图3所示，一个平行板电容器，板间距离为d，当对其加上电压后，A、B两板的电势分别为和，下述结论正确的是 () 图3A电容器两极板间可形成匀强电场，
3、电场强度大小为E/dB电容器两极板间各点的电势，有的相同，有的不同；有正的，有负的，有的为零C若只减小两极板间的距离d，该电容器的电容C要增大，极板上带的电荷量Q也会增加D若有一个电子水平射入穿越两极板之间的电场，则电子的电势能一定会减小解析：由题意可知，两板间电压为2，电场强度为E，A错误；板间与板平行的中线上电势为零，中线上方电势为正，下方电势为负，故B正确；由C知，d减小，C增大，由QCU知，极板带电荷量Q增加，C正确；电子水平射入穿越两极板之间的电场时，电场力一定对电子做正功，电子的电势能一定减小，D正确答案：BCD4如图4所示，D是一只理想二极管，电流只能从a流向b，而不能从b流向a
4、.平行板电容器的A、B两极板间有一电荷，在P点处于静止状态以E表示两极板间的电场强度，U表示两极板间 图4的电压，Ep表示电荷在P点的电势能若保持极板B不动，将极板A稍向上平移，则下列说法中正确的是 ()AE变小 BU变大CEp不变 D电荷仍保持静止解析：由C可知，当极板A稍向上平移时，d增大，C变小，但因二极管的存在，电容器上的电量不能放出，故电容器上的电量Q不变，由QCU可知，U变大，由QE可知，板间电场强度不变，电荷仍静止，且P不变，故EpPq也不变，综上所述，B、C、D均正确，A错误答案：BCD5如图5所示，示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成如果在荧光屏上P点出
5、现亮斑，那么示波管中的 ()图5A极板X应带正电 B极板X应带正电C极板Y应带正电 D极板Y应带正电解析：由荧光屏上亮斑的位置可知，电子在XX偏转电场中向X极板方向偏转，故极板X带正电，A正确，B错误；电子在YY偏转电场中向Y极板方向偏转，故极板Y带正电，C正确，D错误答案：AC6如图6所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块水平的平行极板间的偏转电场中，入射方向跟极板平行整个装置处在真空 图6中，重力可忽略在满足电子能射出平行板区域的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是 ()AU1变大、U2变大BU1变小、U2变大CU1变大、U2变小 D
6、U1变小、U2变小解析：设电子被加速后获得的速度为v0，则由动能定理得：U1qmv，又设水平极板长为l，则电子在水平极板间偏转所用时间t，又设电子在水平极板间的加速度为a，水平极板的板间距为d，由牛顿第二定律得：a，电子射出偏转电场时，平行于电场方向的速度vyat，联立解得vy.又tan.故U2变大、U1变小一定能使偏转角变大，故选项B正确答案：B7如图7所示，在竖直平面内有一边长为l的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行一质量为m、带电量为q的小球由左边的中点，以垂 图7直于该边的水平初速v0进入该正方形区域当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为 ()
7、A0 B.mvqElmglC.mv D.mvqElmgl解析：当电场力与重力平衡时，粒子将水平匀速到达对边，动能不变，C正确当电场力向上且大于重力时，粒子将从上边离开正方形区域，由动能定理得选项B正确当电场力向下时，粒子将在电场力和重力的共同作用下从下边离开正方形区域，由动能定理得选项D正确答案：BCD8两平行金属板间有匀强电场，不同的带电粒子都以垂直于电场线方向飞入该电场，要使这些粒子经过匀强电场后有相同大小的偏转角，则它们应具备的条件是(不计重力作用) ()A有相同的动能和相同的比荷B有相同的动量和相同的比荷C有相同的速度和相同的比荷D只要有相同的比荷就可以解析：设金属板长为L，两板间电压
8、为U，板间距为d，粒子进入电场时初速度为v，在电场中运动时间为t，在离开电场时沿电场线方向上的速度为vy，则vyat.所以带电粒子离开电场时与初速度方向v的夹角，即偏转角，如图所示tan显然A、B、D错误，C正确答案：C9如图8所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为v2(v2v1)若小物体电荷量保持不变，OMON，则 ()图8A小物体上升的最大高度为B从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小C从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功D从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是
9、先增大后减小解析：因为OMON，M、N两点位于同一等势面上，所以从M到N的过程中，电场力对小物体先做正功再做负功，电势能先减小后增大，B、C错误；因为小物体先靠近正点电荷后远离正点电荷，所以电场力、斜面压力、摩擦力都是先增大后减小，D正确；设小物体上升的最大高度为h，摩擦力做功为W，在上升过程、下降过程根据动能定理得mghW0mvmghWmv，联立解得h，A正确答案：AD10真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场在电场中，若将一个质量为m0.1 kg、带正电的小球由静止释放，运动中小球速度与竖直方向夹角为37.现将该小球从电场中某点以初速度v010 m/s竖直向上抛出，(取sin370
10、.6，cos370.8，g10 m/s2)求：(1)小球受到的电场力的大小及方向；(2)小球从抛出点至最高点的过程中的水平位移；(3)小球从抛出点至最高点的过程中电势能的变化量解析：(1)由题意，电场力大小：FqEmgtan370.75 N方向：水平向右(2)小球在竖直方向上做匀减速运动，速度为vy，则vyv0gt小球上升到最高点的时间t1 s小球沿水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为a，则ag7.5 m/s2此过程中小球沿电场方向的位移：sat23.75 m.(3)电场力做功WqEs2.81 J故小球上升到最高点的过程中，电势能减少2.81 J答案：(1)0.75 N水平向右(2)3.
11、75 m(3)减少281 J11如图9所示为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力图9(1)求电子穿过A板时速度的大小；(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量；(3)若要使电子打在荧光屏上P点的上方，可采取哪些措施？解析：(1)设电子经电压U
12、1加速后的速度为v0，由动能定理eU1mv0解得v0 (2)电子以速度v0进入偏转电场后，垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动设偏转电场的电场强度为E，电子在偏转电场中运动的时间为t，加速度为a，电子离开偏转电场时的侧移量为y.由牛顿第二定律和运动学公式tFma，FeE，Eayat2解得y(3)由y可知，减小加速电压U1和增大偏转电压U2均可增大y值，从而使电子打到屏上的位置在P点上方答案：(1) (2)(3)减小加速电压U1和增大偏转电压U212在场强为E100 V/m的竖直向下的匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板，在金属板的正上方，高为h0.8 m
13、处有一个小的放射源放在一端开口的铅盒内，如图10所示放射源以v0200 m/s的初速度向水平面以下各个方向均匀地释放质量为m21015 kg、电荷量为q1012 C的带电粒子粒子最后落在金属板上不计粒子重力，试求：图10(1)粒子下落过程中电场力做的功；(2)粒子打在金属板上时的动能；(3)计算落在金属板上的粒子图形的面积大小(结果保留两位有效数字)解析：(1)粒子在下落过程中电场力做的功WEqh10010120.8 J81011 J(2)粒子在整个运动过程中仅有电场力做功，由动能定理得WEk2Ek1Ek281011 J210152002/2 J1.21010 J(3)粒子落到金属板上的范围是一个圆设此圆的半径为r，只有当粒子的初速度与电场的方向垂直时粒子落在该圆的边缘上，由运动学公式得hat2t2代入数据求得t5.66103 s圆半径rv0t1.13 m圆面积Sr24.0 m2.答案：(1)81011 J(2)1.21010 J(3)4.0 m2
