電容器帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)單元練習(xí)

1、電容器 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)單元練習(xí)一、選擇題：（每題有1個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)正確，全選對(duì)得4分，選不全得2分，錯(cuò)選或不選均不得分，共40分） 1電容器的電容大小取決于： （ ） A電容器的帶電量 B電容器兩極板間的電勢(shì)差 C電容器本身構(gòu)造 D制成電容器的金屬材料的性質(zhì)2當(dāng)某一個(gè)電容器的電勢(shì)差達(dá)到40伏特時(shí)，它所帶的電量是0.2庫(kù)侖，若它的電勢(shì)差降 到20伏特時(shí) （ ） A電容器的電容減少一半 B電容器的電容不變 C電容器所帶的電量增加一倍 D電容器所帶的電量不變 3某一電解電容器標(biāo)注的是：“300伏5微法”，則在使用時(shí)應(yīng)注意： （ ） A電容器可以在300伏以下的直流電壓下正常工作 B電容器必

2、須在300伏電壓時(shí)才能正常工作 C使用時(shí)只考慮工作電壓，不必考慮引出線與電源的哪個(gè)極相連 D只有當(dāng)電壓是300伏時(shí)，電容才是5微法4帶電粒子以速度v從兩平行金屬板形成的勻強(qiáng)電場(chǎng)的正中間垂直電場(chǎng)射入，恰穿過(guò)電 場(chǎng)而不碰金屬板，欲使入射速度為的同一粒子也恰好穿過(guò)電場(chǎng)不碰金屬板，則必須（ ）A使兩板間的電壓減為原來(lái)的 B使兩板間的電壓減為原來(lái)的C使兩板間的電壓增為原來(lái)的2倍 D使兩板間的距離減為原來(lái)的5如圖所示，有三個(gè)質(zhì)量相等分別帶正電、負(fù)電和不帶電的小球，從平行板電場(chǎng)中的P點(diǎn)以相同的初速度垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)，它們分別落到A、B、C三點(diǎn)，則可以斷定： （ ）A落到A點(diǎn)的小球帶正電，落到C點(diǎn)的小球

3、帶負(fù)電B三小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等C三小球到達(dá)正極板的動(dòng)能關(guān)系是D三小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度是6如圖所示，電子在電壓為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，然后進(jìn)入電壓為U2的兩塊平行極板間的電場(chǎng)中，入射方向和極板平行整個(gè)裝置放在真空中，在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，一定能使電子的偏角變大的是：（ ）A.U1變大、U2變大 B.U1變小U2變小、C.U1變大、U2變小D.U1變小、U2變大7 對(duì)于給定電容器，下面各圖線中能正確地反映各物理量相應(yīng)關(guān)系的是 （ ）固定電極薄片電極8 傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖所示，是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測(cè)壓力F作用于楞動(dòng)膜片電極上時(shí)，可使薄片電

4、極產(chǎn)生形變，引起電容的變化，將電容器、靈敏電流計(jì)和電源串接成閉合回路，那么（ ）A、當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將減??；B、當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將增大；C、若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化D、若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化9. 傳感器是把非電學(xué)量（如高度、溫度、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量變化的一種元件，它在自動(dòng)控制中有著廣泛的應(yīng)用。如圖是一種測(cè)定液面高度的電容式傳感器的示意圖。金屬棒與導(dǎo)電液體構(gòu)成一個(gè)電容器，將金屬棒和導(dǎo)電液體分別與直流電源的兩極相連接，從電容C和導(dǎo)電液與金屬棒間的電壓U的變化就能反映液面的升降情況，即（ ）電源接通后，電容C減小，反映h減小電源接通后，電容C減小，反映h

5、增大電源接通再斷開(kāi)后，電壓U減小，反映h減小電源接通再斷開(kāi)后，電壓U減小，反映h增大以上判斷正確的是ABCD熒光屏po偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)加速電場(chǎng)ba10圖是示波器的原理示意圖。電子經(jīng)電壓為U1的加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入電壓為U2的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打在熒光屏上的P點(diǎn)。P點(diǎn)與O點(diǎn)的距離叫偏轉(zhuǎn)距離。要提高示波器的靈敏度（即單位偏轉(zhuǎn)電壓U2引起的偏轉(zhuǎn)距離），應(yīng)采用下列辦法中的（ ）A、提高加速電壓U1B、增加偏轉(zhuǎn)極板a、b的長(zhǎng)度C、增大偏轉(zhuǎn)極板與熒光屏的距離D、減小偏轉(zhuǎn)極板間的距離二、填空題（11. 9分 12. 3分 13. 3分）11某電容器電容C=20pF，那么用國(guó)際單位表示，它的電容為 法拉。給這個(gè)

6、電容器充電后與電源斷開(kāi)，再將電容器兩極板間的距離增大一些，則下列各量的變化情況是：ABAC_,U_Q_E_若保持電容器兩極板與電源相連，同樣將電容器兩極板間的距離增大一些，則下列各量的變化情況是:C_，U_，Q_E_.12如圖所示，用靜電計(jì)測(cè)量電容器兩板間的電勢(shì)差，不改變兩板的帶電量，把B板向右移，靜電計(jì)指針偏角將_；把B板豎直向下移，靜電計(jì)指針偏角將_；把AB板間插入一塊電介質(zhì)，靜電計(jì)指針偏角將_RCEA B13如圖所示，電源電壓為E，待平行板電容器充電平衡后，增大兩極板間的距離，則對(duì)于電阻R來(lái)說(shuō)，在增大極板距離的過(guò)程中，通過(guò)R的電流方向?yàn)?三、計(jì)算題A14.（8分）計(jì)算機(jī)鍵盤上的每一個(gè)按鍵

7、下面都有一個(gè)電容傳感器。電容的計(jì)算公式是，其中常量=9.0×10-12Fm-1，S表示兩金屬片的正對(duì)面積，d表示兩金屬片間的距離。當(dāng)某一鍵被按下時(shí)，d發(fā)生改變，引起電容器的電容發(fā)生改變，從而給電子線路發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。已知兩金屬片的正對(duì)面積為50mm2，鍵未被按下時(shí)，兩金屬片間的距離為0.60mm。只要電容變化達(dá)0.25pF，電子線路就能發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。那么為使按鍵得到反應(yīng)，至少需要按下多大距離？15. (9分) 水平放置的兩塊平行金屬板長(zhǎng)L=5.0cm，兩板間距d=1.0cm，兩板間電壓為90v，且上板為正，一個(gè)電子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s，從兩板中間射入

8、，如圖，求：（1）電子偏離金屬板時(shí)的側(cè)位移是多少？（2）電子飛出電場(chǎng)時(shí)的速度是多少？（3）電子離開(kāi)電場(chǎng)后，打在屏上的P點(diǎn)，若S=10cm，求OP的長(zhǎng)？16.(10分)由AB、CD兩金屬板組成平行板電容器，電容為C，兩板與水平面夾角為，并充以電量Q如圖8所示，有一油滴質(zhì)量為m，帶電量為q，由A點(diǎn)從靜止開(kāi)始沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，恰能到達(dá)D點(diǎn)（設(shè)兩板間為勻強(qiáng)電場(chǎng)）問(wèn)： ABCD電容器兩板間電勢(shì)差為多少？?jī)砂彘g的電場(chǎng)強(qiáng)度為多少？油滴從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)共用多少時(shí)間？17（8分）如圖所示，在真空中有一與x軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一電子由坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v0沿y軸正方向射入電場(chǎng)，在運(yùn)動(dòng)中該電子通過(guò)位于xoy平面內(nèi)

9、的A點(diǎn)，A點(diǎn)與原點(diǎn)O相距L，OA與x軸方向的夾角為。已知電子電量e = 1.6×1019C，電子質(zhì)量m = 9.1×1031kg，初速度v0 = 1.0×107m/s，O與A間距L = 10cm、= 30º。求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向。18（10分）如右上圖所示，兩塊豎直放置的平行金屬板A、B，板距d0.04m，兩板間的電壓U400V，板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)。在A、B兩板上端連線的中點(diǎn)Q的正上方，距Q為h1.25m的P點(diǎn)處有一帶正電小球，已知小球的質(zhì)量m5×106kg，電荷量q5×108C。設(shè)A、B板長(zhǎng)度無(wú)限，g取10m/s2。試求：（1）

10、帶正電小球從P點(diǎn)開(kāi)始由靜止下落，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間和金屬板相碰？（2）相碰時(shí)，離金屬板上端的距離多大？參考答案一、選擇題：1.C 2.B 3.A 4.B 5.A 6D 7.BCD 8.BC 9.B 10.BCD二、填空題：112×10-11、減小、增大、不變、不變、減小、不變、減小減小 12減小、增大、減小13從B流向A三、計(jì)算題 14解：先求得未按下時(shí)的電容C1=0.75pF，再由得和C2=1.00pF，得d=0.15mm。15分析與解答：電子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力與重力作用，由于電場(chǎng)力F=，遠(yuǎn)大于重力（G=mg=9×10-30N），即重力作用對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響可以忽略不計(jì)，只考慮

11、電場(chǎng)力。又由于電場(chǎng)力方向于速度方向垂直，即在水平方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向作初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，作類平拋運(yùn)動(dòng)。（1）電子在電場(chǎng)中的加速度a= 側(cè)位移即豎直方向的位移y=則：y=（2）電子飛出電場(chǎng)時(shí)，水平分速度Vx=V0，豎直分速度vy=at=則電子飛出電場(chǎng)時(shí)的速度V，由勾股定理可得：V=設(shè)v與v0的夾角為，則tg=（3）電子飛出電場(chǎng)后作勻速直線運(yùn)動(dòng)，則OP=y+Stg=0.025m161）設(shè)電容器兩極間電壓為U 由 C= 得 U=2)設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為E，帶電粒子沿直線AD運(yùn)動(dòng) qEcos=mg E=3)設(shè)板間距離為d，粒子從A到D位移為S，S=粒子帶達(dá)C處速度為v qU= V= d= 17解：電子在y軸方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移方程為，電子在x軸方向作初速度為零得勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移方程為：，對(duì)電子應(yīng)用牛頓第二定律得：，解得：E = 3.9×