《备考指南 一轮物理 》课件_第7章 第3讲.DOCVIP

第七章第3讲

知识巩固练习

1．(2021年天津名校质检)如图所示，平行板电容器与电动势为E的电源连接，上极板A接地，一带负电的油滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则()

A．带电油滴所受静电力不变

B．P点的电势将升高

C．带电油滴在P点时的电势能增大

D．电容器的电容减小，极板带电荷量增大

【答案】B

【解析】将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据E＝eq\f(U,d)可知板间场强减小，油滴所受的静电力减小，则油滴将向下运动，故A错误；板间场强E减小，而P点与上极板间的距离不变，则由公式U＝Ed分析可知，P点与上极板间电势差将减小，而P点的电势低于上极板的电势，则知P点的电势将升高，由带电油滴原来处于平衡状态可知油滴带负电，P点的电势升高，则油滴在P点时的电势能将减小，故B正确，C错误；根据电容的定义式C＝eq\f(Q,U)得，电容器与电源相连，则U不变，当C减小时，则极板带电荷量Q也减小，故D错误．

2．如图所示，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45°角，上极板带正电．一电荷量为q(q0)的粒子在电容器中靠近下极板处．以初动能Ek0竖直向上射出．不计重力，极板尺寸足够大，若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为()

A．eq\f(Ek0,4qd) B．eq\f(Ek0,2qd)

C．eq\f(\r(2)Ek0,2qd) D．eq\f(\r(2)Ek0,qd)

【答案】B

【解析】粒子做曲线运动，如图所示：当电场足够大时，粒子到达上极板时速度恰好与上板平行，将粒子初速度v0分解为垂直极板的vy和平行极板的vx，当vy＝0时，粒子的速度正好与上极板平行，则－veq\o\al(2,y)＝－2eq\f(qE,m)d，由于vy＝v0cos45°，Ek0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，则E＝eq\f(Ek0,2qd)，故B正确．

3．(2021年株洲质检)如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，正极板与静电计相连，两板间有一个正检验电荷固定在P点．若正极板保持不动，将负极板缓慢向左平移一小段距离x0的过程中，静电计带电量的变化可忽略，以C表示电容器的电容，σ表示极板单位面积所带电荷量(也称面电荷密度)，U表示P点与负极板间的电势差，W表示正检验电荷的电势能．各物理量与负极板移动距离x的关系图像中正确的是()

ABCD

【答案】A

【解析】当负极板左移时，d增大，由C＝eq\f(εrS,4πk?d＋x?)可知，C与x图像的关系如题图A所示，故A正确；σ表示极板单位面积所带电荷量，而电容器极板电量不变，则面电荷密度也不变，故B错误；因负极板接地，设P点原来距负极板为x，则P点的电势φ＝E(x＋x0)，那么U＝E(x＋x0)，与x呈线性关系，故C错误；电势能W＝φq＝Eq(x＋x0)，应该是倾斜直线，故D错误．

4．(2021年福州质检)一个正点电荷固定在正方形的一个顶点D上，另一个带电粒子射入该区域时，恰好能经过正方形的另外三个顶点A、B、C，运动粒子轨迹如图所示，下列说法正确的是()

A．根据轨迹可判断该带电粒子带正电

B．粒子经过A、B、C三点速率的大小关系是vB＞vA＝vC

C．粒子在A、B、C三点的加速度大小关系是aA＝aC＞aB

D．A、C两点的电场强度相同

【答案】C

【解析】根据轨迹弯曲方向判断出带电粒子与正电荷之间存在引力，它们是异种电荷，故带负电荷，故A错误；粒子由A到B的过程中电场力做负功，动能减小，速度减小，因此B点的速度最小，故B错误；粒子在A、B、C三点时的加速度大小要根据库仑定律求出库仑力，由题图可知rA＝rC＝eq\f(\r(2),2)rB，代入库仑定律F＝keq\f(q1q2,r2)，可得粒子在A、B、C三点时的电场力之比为FA∶FB∶FC＝2∶1∶2，由牛顿第二定律得加速度关系为aA＝aC＞aB，故C正确；A、C两点电场强度的大小相等，但方向不同，故电场强度不相同，故D错误．

5．(2021年山东名校质检)基于人的指纹具有终身不变性和唯一性的特点，指纹识别技术面世．目前大部分手机都有指纹解锁功能，其中有种指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示．指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”．传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同．此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，电容值小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据．根