第47課時電容器帶電粒子在電場中的直線運動課時精練(分值：60分)1~6題每小題5分，共30分1.(多選)(來自教材改編)如圖所示，四個圖像描述了對給定的電容器充電時，電容器帶電荷量Q、電壓U和電容C三者的關(guān)系，正確的圖像有()答案CD解析電容器的電容是由電容器本身的結(jié)構(gòu)決定的，與兩極板間的電壓以及帶電荷量無關(guān)，故A、B錯誤，D正確；根據(jù)Q=CU可知，Q-U圖像是過原點的直線，故C正確。2.(多選)如圖所示為“質(zhì)子治療儀”，質(zhì)子先被加速到較高的能量，然后被引向并轟擊腫瘤，殺死細(xì)胞，達到治療效果。若質(zhì)子由靜止經(jīng)過電場被勻加速到速度v的過程中，通過的位移大小為x，已知質(zhì)子的質(zhì)量為m，電荷量為e，由以上信息可以推算出()A.該加速電場的電壓B.該加速電場的電場強度C.質(zhì)子加速后的電勢能D.運動過程中靜電力對質(zhì)子所做的功答案ABD解析根據(jù)Ue=12mv2可求解該加速電場的電壓U，以及靜電力做功，選項A、D正確；根據(jù)E=Ux可求解該加速電場的電場強度，選項B正確；因零電勢能點不確定，則不能確定質(zhì)子加速后的電勢能，選項3.如圖所示，一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板(M板)接地，在兩板間的P點固定一個帶負(fù)電的試探電荷。若正極板N保持不動，將負(fù)極板M緩慢向右平移一小段距離(M板仍在P點左邊)，下列說法正確的是()A.P點電勢升高B.兩板間電壓增大C.試探電荷的電勢能增大D.試探電荷受到的靜電力增大答案C解析由C=QU，C=εrS4πkd，E=Ud，可得U=4πkdQεrS，E=4πkQεrS，因為電容器與電源斷開，電荷量保持不變，兩板間的距離d減小，所以兩板間電壓減小，兩板間電場強度不變，試探電荷受到的靜電力不變，故B、D錯誤；因φ=Ed'，d'為P點與負(fù)極板之間的距離，4.(2022·重慶卷·2)如圖為某同學(xué)采用平行板電容器測量材料豎直方向尺度隨溫度變化的裝置示意圖，電容器上極板固定，下極板可隨材料尺度的變化上下移動，兩極板間電壓不變。若材料溫度降低時，極板上所帶電荷量變少，則()A.材料豎直方向尺度減小B.極板間電場強度不變C.極板間電場強度變大D.電容器電容變大答案A解析根據(jù)題意可知極板之間電壓U不變，極板上所帶電荷量Q變少，根據(jù)電容定義式C=QU可知，電容器的電容C減小，D錯誤；根據(jù)電容的決定式C=εrS4πkd可知，極板間距d增大，極板之間形成勻強電場，根據(jù)E=Ud可知，極板間電場強度E減小，B、5.(2024·甘肅卷·7)一平行板電容器充放電電路如圖所示。開關(guān)S接1，電源E給電容器C充電；開關(guān)S接2，電容器C對電阻R放電。下列說法正確的是()A.充電過程中，電容器兩極板間電勢差增加，充電電流增加B.充電過程中，電容器的上極板帶正電荷、流過電阻R的電流由M點流向N點C.放電過程中，電容器兩極板間電勢差減小，放電電流減小D.放電過程中，電容器的上極板帶負(fù)電荷，流過電阻R的電流由N點流向M點答案C解析充電過程中，電容器的上極板帶正電荷、流過電阻R的電流由N點流向M點，隨著電容器帶電荷量的增加，電容器兩極板間電勢差增加，充電電流在減小，故A、B錯誤；放電過程中，電容器的上極板帶正電荷，流過電阻R的電流由M點流向N點，電容器兩極板間電勢差減小，放電電流在減小，故C正確，D錯誤。6.(2024·黑吉遼·5)某種不導(dǎo)電溶液的相對介電常數(shù)εr與濃度cm的關(guān)系曲線如圖(a)所示，將平行板電容器的兩極板全部插入該溶液中，并與恒壓電源，電流表等構(gòu)成如圖(b)所示的電路，閉合開關(guān)S后，若降低溶液濃度，則()A.電容器的電容減小B.電容器所帶的電荷量增大C.電容器兩極板之間的電勢差增大D.溶液濃度降低過程中電流方向為M→N答案B解析降低溶液濃度，不導(dǎo)電溶液的相對介電常數(shù)εr增大，根據(jù)電容器的決定式C=εrS4πkd可知，電容器的電容增大，故A錯誤；溶液不導(dǎo)電沒有形成閉合回路，電容器兩端的電壓不變，根據(jù)Q=CU結(jié)合A選項分析可知，電容器所帶的電荷量增大，故B正確，C錯誤；根據(jù)B選項分析可知電容器所帶的電荷量增大，則電容器充電，結(jié)合題圖可知電路中電流方向為N→7、8題每小題6分，9題10分，共22分7.如圖所示，兩平行金屬板帶有等量異種電荷，極板與外電路斷開，一電子從O點沿垂直極板方向射出，最遠(yuǎn)能達到A點，然后返回。不計電子的重力，若電子從O點射出的初速度不變，將右極板向右平移一小段距離，則()A.電子最遠(yuǎn)能達到A點右側(cè)某點B.電子最遠(yuǎn)不可能再達到A點C.電子返回O點所用時間不變D.電子返回O點時速度會變小答案C解析根據(jù)E=Ud、C=QU、C=εrS4πkd，可得兩極板間電場強度E=4πkQ8.如圖所示，傾斜放置的平行板電容器兩極板與水平面夾角為θ，極板間距為d，帶負(fù)電的微粒質(zhì)量為m、帶電荷量大小為q，從極板M的左邊緣A處以初速度v0水平射入，沿直線運動并從極板N的右邊緣B處射出，重力加速度為g，則()A.微粒到達B點時動能為12mB.微粒的加速度大小等于gsinθC.兩極板的電勢差UMN=mgdD.微粒從A點到B點的過程，電勢能減少mgd答案C解析微粒僅受靜電力和重力，靜電力方向垂直于極板，重力的方向豎直向下，微粒做直線運動，合力方向沿水平方向，由此可知，靜電力方向垂直于極板斜向左上方，合力方向水平向左，微粒做減速運動，微粒到達B點時動能小于12mv02，選項A錯誤；根據(jù)qEsinθ=ma，qEcosθ=mg，解得E=mgqcosθ，a=gtanθ，選項B錯誤；兩極板的電勢差UMN=Ed=mgdqcosθ，選項C正確；微粒從A點到9.(10分)(2023·新課標(biāo)卷·25)密立根油滴實驗的示意圖如圖所示。兩水平金屬平板上下放置，間距固定，可從上板中央的小孔向兩板間噴入大小不同、帶電量不同、密度相同的小油滴。兩板間不加電壓時，油滴a、b在重力和空氣阻力的作用下豎直向下勻速運動，速率分別為v0、v04；兩板間加上電壓后(上板為正極)，這兩個油滴很快達到相同的速率(1)(4分)求油滴a和油滴b的質(zhì)量之比；(2)(6分)判斷油滴a和油滴b所帶電荷的正負(fù)，并求a、b所帶電荷量的絕對值之比。答案(1)8∶1(2)a帶負(fù)電b帶正電4∶1解析(1)由題意，設(shè)空氣阻力為f，f=krv，則無電壓時，有：油滴a：mag=krav0，油滴b：mbg=krb·v0又m=ρ·43πr3可得：rarb=2∶1，m(2)由題可知加電壓后，油滴a做減速運動，油滴b做加速運動，直到兩者共速，所以油滴a受到向上的靜電力，油滴b受到向下的靜電力，故油滴a帶負(fù)電，油滴b帶正電。油滴a：mag=kra·v02+q油滴b：mbg+qbE=krb·v0可得：qaqb=4(8分)10.(多選)如圖所示，平行板電容器兩極板與直流電源、理想二極管D(正向電阻為零，反向電阻無窮大)、定值電阻R連接，電容器下極板B接地，兩板間P點有一帶電油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將上極板A向上移動，則下列說法正確的是()A.R中有從a到b的電流B.兩極板間電壓保持不變C