第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动A组基础过关1.一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是()A.C和U均增大B.C增大,U减小C.C减小,U增大D.C和U均减小答案B由C=εrS4πkd可知,插入电介质后,εr增大,电容C增大;由U=QC可知U减小,故选B。2.如图所示,一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连,极板水平放置,极板间距为d;在下极板上叠放一厚度为l的金属板,其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中。当把金属板从电容器中快速抽出后,粒子P开始运动。重力加速度为g。粒子运动的加速度为()A.ldgB.d-ldgC.ld-lgD.dd-lg答案A初始粒子静止,则mg=qUd-l,撤去金属板后两极板间电压U不变,间距变为d,则mg-qUd=ma,解得a=ldg,选A。3.图(a)为示波管的原理图。如果在电极YY'之间所加的电压按图(b)所示的规律变化,在电极XX'之间所加的电压按图(c)所示的规律变化,则在荧光屏上会看到的图形是()答案B由题图(b)及(c)知,当UY为正时,Y极电势高,电子向Y极偏,在y方向电子从y=0开始向+y方向运动,而此时,UX为负,即X'极电势高,电子向X'极偏,在x方向图形从-x半个周期开始,所以在荧光屏上看到的图形是B。4.真空中某竖直平面内存在一水平向右的匀强电场,一质量为m的带电微粒恰好能沿图示虚线(与水平方向成θ角)由A向B做直线运动,已知重力加速度为g,微粒的初速度为v0,则()A.微粒一定带正电B.微粒一定做匀速直线运动C.可求出匀强电场的电场强度D.可求出微粒运动的加速度答案D带电微粒在重力和电场力作用下做直线运动,而重力方向竖直向下,由微粒做直线运动的条件知微粒所受电场力必水平向左,微粒带负电,A项错误;微粒所受合外力与速度反向,大小为F=mgsinθ,故微粒一定做匀减速直线运动,加速度大小为a=gsinθ,B项错误,D项正确;带电微粒所受电场力qE=mgtanθ,但不知微粒的电荷量,所以无法求出匀强电场的电场强度,C项错误。5.(多选)有一种电荷控制式喷墨打印机,它的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒,此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场,再经偏转电场后打到纸上,显示出字符。不考虑墨汁的重力,为使打在纸上的字迹缩小,下列措施可行的是()A.减小墨汁微粒的质量B.减小墨汁微粒所带的电荷量C.增大偏转电场的电压D.增大墨汁微粒的喷出速度答案BD根据偏转距离公式y=qUl22mdv02可知,为使打在纸上的字迹缩小,要增大墨汁微粒的质量,减小墨汁微粒所带的电荷量,减小偏转电场的电压,增大墨汁微粒的喷出速度,B、D正确。6.如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置。闭合开关S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是()A.增大R1的阻值B.增大R2的阻值C.增大两板间的距离D.断开开关S答案B设油滴质量为m,电荷量为q,两板间距离为d,当其静止时,有UCdq=UR1dq=mg;由题图知,增大R1,UR1增大,油滴将向上加速,增大R2,油滴受力不变,仍保持静止;由E=Ud知,增大d,U不变时,E减小,油滴将向下加速;断开开关S,电容器将通过R1、R2放电,两板间场强变小,油滴将向下加速,故只有B项正确。7.(多选)(2019湖北部分重点高中联考)如图所示,美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴,准确地测定了电子的电荷量。平行板电容器两极板与电压为U的恒定电源两极相连,两板间距为d,现有一质量为m的带电油滴在极板间静止不动,则()A.此时极板间的电场强度E=UdB.油滴带电荷量q=mgUdC.减小极板间电压,油滴将向下加速运动D.将下极板向下缓慢移动一小段距离,油滴将向上加速运动答案AC由E=Ud知A项正确;带电油滴静止,则mg=Eq=Udq,解得q=mgdU,B项错误;减小两极板间的电压,电场强度减小,则mg>Eq,油滴将向下加速运动,C项正确;将下极板缓慢向下移动一小段距离,两极板间距离增大,电场强度减小,油滴将向下加速运动,D项错误。8.(2018湖北黄冈模拟)静电喷漆技术具有效率高、质量好等优点,其装置示意图如图所示,A、B为两块水平放置的平行金属板,间距d=1.0m,两板间有方向竖直向上、大小为E=1.0×103N/C的匀强电场,在A板的中央放置一个安全接地的...
