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第八章静电场
第03练电容器带电粒子在电场中的运动
知识目标
知识点
目标一
平行板电容器的动态分析
目标二
带电粒子在电场中的直线运动
目标三
带电粒子在电场中的偏转
1.(2022·云南省·历年真题)以下说法正确的是(????)
A.公式C=QU,电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关
B.由公式φ=EPq可知电场中某点的电势φ与q成反比
C.由Uab=Ed可知,匀强电场中任意两点a、b间距离越大,两点间的电势差也越大
D.
【答案】A?
【知识点】电场强度的概念和定义式、匀强电场中电势差与电场强度的关系、电势、常见电容器
【解析】
本题中公式E=Fq、C=QU、φ=EPq采用的都是比值定义法,E、C和φ都反映物质本身的属性.
根据电场强度与试探电荷所受的电场力无关,电容反映电容器本身的特性,与极板间的电势差U无关.由公式φ=EPq可知,电场中某点的电势φ与q无关.由公式Uab=Ed可知,d是两点沿电场线方向的距离.
A.电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关,与两极板间距离d,极板面积S等有关,故A正确;
B.电场中某点的电势φ与检验电荷q无关,是由电场本身和零电势点决定的.故B错误;
C.?Uab=Ed中的d是匀强电场中的任意两点a、b沿着电场线方向的距离,故C错误;
D
2.(2021·吉林省松原市·期中考试)研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是(????)
A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电
B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小
C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大
D.实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大
【答案】A?
【知识点】平行板电容器
【解析】A.由电容器带电量是某一极板的电量,再结合静电感应原理,可知,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,即能使电容器带电,故A正确;
B.将b板向上平移,正对面积减小,根据C=?S4πkd,电容减小,根据U=QC,Q不变,则电势差增大,张角变大,故B错误。
C.在极板之间插入有机玻璃板,根据C=?S4πkd,电容增大,根据U=QC,Q不变,则电势差减小,张角变小,故C错误。
D.在实验中,只增加极板带电量,根据C=?S
3.(2021·河北省秦皇岛市·期中考试)如图所示,水平金属板A、B分别与电源两极相连,带电油滴处于静止状态.现将B板右端向下移动一小段距离,两金属板表面仍均为等势面,则该油滴(????)
A.仍然保持静止 B.竖直向下运动 C.向左下方运动 D.向右下方运动
【答案】D?
【知识点】电容器的动态分析
【解析】
本题主要考查平行板电容器的电场即电荷受力运动的问题。
解答本题的关键是根据电场线与导体表面相垂直的特点,B板右端向下,则电场线发生弯曲,电场力方向改变,以此解题。
【解答】
两极板平行时带电粒子处于平衡状态,则重力等于电场力,当B板右端向下移动一小段距离时,板间距离增大场强减小,电场力小于重力,由于电场线垂直于金属板表面,所以电场线会发生弯曲,此时重力和电场力的合力偏向右下方,故粒子向右下方运动,故ABC错误,D正确。
故选D。??
4.(2022·云南省·单元测试)如图,静电场中的一条电场线上有M、N两点,箭头代表电场的方向,则(????)
A.M点的电势比N点的低
B.M点的场强大小一定比N点的大
C.电子在M点的电势能比在N点的低
D.电子在M点受到的电场力大小一定比在N点的大
【答案】C?
【知识点】电场强度的概念和定义式、电场线(等势线)与带电粒子的运动轨迹问题、电势、电势能概念和简单计算
【解析】
解:A.沿电场线的方向电势逐渐降低,M点的电势比N点的高,故A错误;
B.电场强度由电场线的疏密来反映,电场线密的地方,电场强,反之电场弱,一条电场线无法反映疏密程度,故B错误;
C,电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增加,一个电子从M点运动到N点的过程中,电场力做负功,电势能增加,电子在M点的电势能比在N点的低,故C正确;
D.一条电场线无法反映疏密程度,故电子在M点受到的电场力F=Eq大小与N点无法比较,故D错误。
故选C。??
5.(2021·江苏省·历年真题)有研究发现,某种经细胞传速信号时,离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流。若将该细胞膜视为1xI0?8F的电容器,在2?ms内细胞膜两侧的电势差从?70?mV变为30?mV
A.1.5xI0?7A B.2x10?7A
【答案】D?
【知识点】电流强度定义及单位、电容
【解析】
根据电容定义式:C=QU,得ΔQ=CΔU=1×10?8×[30?(?70)]×10?3=1×
6.(2020
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