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高考物理大一轮总复习 6-3 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动模拟提能训
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【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习 6-3 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动限时规范特训(含解析)
1.[2010·北京高考]用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图).设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若( )
A.保持S不变,增大d,则θ变大
B.保持S不变,增大d,则θ变小
C.保持d不变,减小S,则θ变小
D.保持d不变,减小S,则θ不变
解析:静电计是测量电容器两端电压的仪器,指针偏角θ∝U,根据C=eq \f(εS,4πkd)和C=eq \f(Q,U)得正确选项.
答案:A
2.[2010·安徽高考]如图所示,M、N是平行板电容器的两个极板,R0为定值电阻,R1、R2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部.闭合电键S,小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2,关于F的大小判断正确的是( )
A.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变大
B.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变小
C.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变大
D.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变小
解析:本题主要考查带电体在电场中的平衡问题,意在考查考生对物体平衡、电容器等知识的理解和应用.小球受重力、电场力、悬线的拉力而处于平衡状态,设悬线与竖直方向的夹角为θ,则tanθ=eq \f(qE,mg)=eq \f(qU,mgd),cosθ=eq \f(mg,F),由闭合电路欧姆定律知增大R2时,定值电阻两端电压减小,则θ减小,cosθ增大,F减小,B正确;而改变R1对定值电阻两端电压不起作用.
答案:B
3.[2012·海南高考](多选)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示.下列说法正确的是( )
A.保持U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半
B.保持E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的两倍
C.保持d不变,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的一半
D.保持d不变,将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半
解析:由E=eq \f(U,d)知,当U不变,d变为原来的两倍时,E变为原来的一半,A项正确;当E不变,d??为原来的一半时,U变为原来的一半,B项错误;当电容器中d不变时,C不变,由C=eq \f(Q,U)知,当Q变为原来的两倍时,U变为原来的两倍,C项错误;Q变为原来的一半,U变为原来的一半时,则E变为原来的一半,D项正确.
答案:AD
4.[2013·课标全国卷Ⅰ]一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d,极板分别与电池两极相连,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计).小孔正上方eq \f(d,2)处的P点有一带电粒子,该粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回.若将下极板向上平移eq \f(d,3),则从P点开始下落的相同粒子将( )
A.打到下极板上 B.在下极板处返回
C.在距上极板eq \f(d,2)处返回 D.在距上极板eq \f(2,5)d处返回
解析:设板间电压为U,场强为E,则E=eq \f(U,d),
由动能定理得mg·eq \f(3,2)d-qEd=0
将下极板向上平移eq \f(d,3)后,U不变,d′=eq \f(2,3)d,则E′=eq \f(3U,2d)=eq \f(3,2)E,设粒子在距上极板x处返回,则
mg(eq \f(d,2)+x)-qE′x=0
联立解得:x=eq \f(2,5)d,故D正确,A、B、C错误.
答案:D
5.[2013·广东高考]喷墨打印机的简化模型如图所示.重力可忽略的墨汁微滴,经带电室带负电后,以速度v垂直匀强电场飞入极板间,最终打在纸上.则微滴在极板间电场中( )
A.向负极板偏转
B.电势能逐渐增大
C.运动轨迹是抛物线
D.运动轨迹与带电量无关
解析:由于微滴带负电,其所受电场力指向正极板,故微滴在电场中向正极板偏转,A项错误.微滴在电场中所受电场力做正功,电势能减小,B项错误.由于极板间电场是匀强电场,电场力不变,故微滴在电场中做匀加速曲线运动,并且轨迹为抛物线,C项正确.带电量影响电场力及加速度大小,运动轨迹与加速度大小有关,故D项错误.
答案:C
二、模拟题组
6.[2013·北京海淀一模]如图所示,质量m=2.0×10-4 kg、电荷量q=1.0×10-6 C的带正电微粒静止在空间范围足够大的电场强度为E的匀强电场中.取g=10 m/s2.
(1)求匀强电场的电场强度E的大小和方向;
(2)在t=0
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