电磁学 电场 8电容器 中档.docx
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电磁学电场8电容器中档
电磁学8电容器中档
1.两块大小、形状完全相同的金属板正对水平放置,构成一个平行板电容器,将两金属板分别与电源两极相连接,如图所示。
闭合开关S达到稳定后,在两板间有一带电液滴p恰好处于静止状态。
下列判断正确的是()
A.保持开关S闭合,减小两板间的距离,液滴向上运动
B.保持开关S闭合,减小两板间的距离,液滴向下运动
C.断开开关S,减小两板间的距离,液滴向上运动
D.断开开关S,减小两板间的距离,液滴向下运动
2.如图所示,电源A的电压为6V,电源B的电压为8V,当开关S从A转到B时(电容器的电容为2μF),通过电流计的电荷量为
A.4×10-6CB.12×10-6C
C.16×10-6CD.28×10-6C
3.如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地。
一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。
现将平行板电容器的上极板不动,下极板竖直向下移动一小段距离,则说法正确的是()
A.带电油滴带正电,将沿竖直方向向上运动
B.带电油滴带正电,将沿竖直方向向下运动
C电容器的电容减小,极板带电量将增大
D.电容器的电容减小,极板带电量将减小
4.某平行板电容器的电容为C,带电量为Q,相距为d,今在板间中点放一个电量为q的点电荷,则它受到的电场力的大小为()
A.
B.
C.
D.
5.在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E、内电阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,A、V为理想电流表和电压表。
在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是()
A.电压表示数变大
B.电流表示数变小
C.电容器C所带电荷量增多
D.a点的电势降低
6.如图所示是一个平行板电容器,其电容为C,带电荷量为Q,上极板带正电,两极板间距离为d.现将一个检验电荷+q由两极板间的A点移动到B点,A、B两点间的距离为s,连线AB与极板间的夹角为30°,则电场力对检验电荷+q所做的功等于()
7.三个α粒子在同一地点沿同一方向垂直飞入偏转电场,出现了如图6-3-13所示的运动轨迹,由此可判断不正确的是( )
图6-3-13
A.在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上
B.b和c同时飞离电场
C.进入电场时,c的速度最大,a的速度最小
D.动能的增加值c最小,a和b一样大
8.如图所示,平行板电容器经开关S与电池连接,a处有一电荷量非常小的点电荷,S是闭合的,φa表示a点的电势,F表示点电荷受到的电场力。
现将电容器的B板向下稍微移动,使两板间的距离增大,则( )
A.φa变大,F变大B.φa变大,F变小
C.φa不变,F不变D.φa不变,F变小
9.(2011年龙岩质检)计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器,电容的计算公式是C=9.0×10-12
(F),S表示两金属片的正对面积,d表示两金属片间的距离.当某一键按下时,d发生改变,引起电容器的电容发生改变,从而给电子线路发出相应的信号.已知两金属片的正对面积为50mm2,键未被按下时,两金属片的间距为0.6mm.只要电容变化达0.25pF,电子线路就能发出相应的信号.那么为了使按键得到反应,至少应把键盘按下的距离为( )
A.0.45mm B.0.30mm
C.0.20mmD.0.15mm
10.如图8所示,C为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板,a板接地;P和Q为两竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球;P板与b板用导线相连,Q板接地.开始时悬线静止在竖直方向,在b板带电后,悬线偏转了角度α.在以下方法中,能使悬线的偏角α变大的是( )
A.缩小a、b间的距离
B.加大a、b间的距离
C.取出a、b两极板间的电介质
D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质
11.板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时,两极板间电势差为U1,板间场强为E1。
现将电容器所带电荷量变为2Q,板间距变为
d,其他条件不变,这时两极板间电势差为U2,板间场强为E2,下列说法正确的是( )
A.U2=U1,E2=E1B.U2=2U1,E2=4E1
C.U2=U1,E2=2E1D.U2=2U1,E2=2E1
12.如图所示,足够长的两平行金属板正对竖直放置,它们通过导线与电源E、定值电阻R、开关S相连.闭合开关后,一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放,最终液滴落在某一金属板上.下列说法中正确的是( )
A.液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线
B.电源电动势越大,液滴在板间运动的加速度越大
C.电源电动势越大,液滴在板间运动的时间越短
D.定值电阻的阻值越大,液滴在板间运动的时间越长
13.如图所示的电容式键盘,是通过改变电容器的哪个因素来改变电容的( )
A.两板间的距离
B.两板间的电压
C.两板间的电介质
D.两板的正对面积
14.如图所示,平行板电容器的电容为C,带电荷量为Q,两极板间距离为d,今在距两极板的中点
d处放一电荷q,则( )
A.q所受电场力的大小为
B.q所受电场力的大小为k
C.q点处的电场强度是k
D.q点处的电场强度是k
15.(2011·会昌模拟)水平放置的平行板电容器与一电池相连.在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态.现将电容器两板间的距离增大,则()
A.电容变大,质点向上运动
B.电容变大,质点向下运动
C.电容变小,质点保持静止
D.电容变小,质点向下运动
16.虚线框内存在着匀强电场(方向未知),有一正电荷(重力不计)从bc边上的M点以速度v0射进电场内,最后从cd边上的Q点射出电场,下列说法正确的是()
A.电场力一定对电荷做了正功
B.电场方向可能垂直ab边向右
C.电荷运动的轨迹可能是一段圆弧
D.电荷的运动一定是匀变速运动
17.如图所示,板长L=4cm的平行板电容器,板间距离d=3cm,板与水平线夹角α=37°,两板所加电压为U=100V,有一带负电液滴,带电荷量为q=3×10-10C,以v0=1m/s的水平速度自A板边缘水平进入电场,在电场中仍沿水平方向并恰好从B板边缘水平飞出,取g=10m/s2.求:
(1)液滴的质量;
(2)液滴飞出时的速度.
18.(2011·扬州模拟)下列关于实验中使用静电计的说法中正确的有()
A.使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况
B.使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况
C.静电计可以用电压表替代
D.静电计可以用电流表替代
19.(2011·阜阳模拟)如图所示,在平行板电容器正中有一个带电微粒.S闭合时,该微粒恰好能保持静止.在以下两种情况下:
①保持S闭合,②充电后将S断开.下列说法能实现使该带电微粒向上运动打到上极板的是()
A.①情况下,可以通过上移极板M实现
B.①情况下,可以通过上移极板N实现
C.②情况下,可以通过上移极板M实现
D.②情况下,可以通过上移极板N实现
20.(考查点:
静电场)煤矿渗水会造成严重安全事故,2011年11月13日凌晨0时10分,甘肃省白银市景泰县通达煤矿发生透水事故,当时井下作业人员11名,其中4人泅水脱险,7人被困。
利用传感电容器可检测矿井渗水,发出安全警报,从而避免事故的发生.如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图,A为固定的导体芯,B为导体芯外面的一层绝缘物质,C为导电液体,把仪器接到图示电路中,已知灵敏电流表的指针偏转方向与电流方向的关系为:
电流从哪侧流入电流表则电流表指针向哪侧偏转.当发现指针向右偏转时,导电液体深度h的变化为()
A.h正在增大B.h正在减小
C.h不变D.无法确定
21.物理关系式不仅反映了物理量之间的数值关系,也确定了单位间的关系。
对于单位的分析是帮助我们检验研究结果正确性的一种方法。
下面是同学们在研究平行板电容器充电后储存的能量EC与哪些量有关的过程中得出的一些结论,式中C为电容器的电容、U为电容器充电后其两极板间的电压、E为两极板间的电场强度、d为两极板间的距离、S为两极板正对面积、ε为两极板间所充介质的相对介电常数(没有单位)、k为静电力常量。
请你分析下面给出的关于EC的表达式可能正确的是
A.
B.
C.
D.
22.如图所示,两块相互靠近的平行金属板组成平行板电容器,极板N与静电计相接,极板M接地。
用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U。
在两板相距一定距离d时,给电容器充电,静电计指针张开一定角度。
在整个实验过程中,保持电容器所带电量Q不变,下面哪些操作将使静电计指针张角变小
A.将M板向下平移
B.将M板沿水平向左方向远离N板
C.在M、N之间插入云母板(相对介电常数εr>1)
D.在M、N之间插入金属板,且不和M、N接触
23.平行板电容器的两极板A、B分别接于电池两极,如图所示。
一个带正电小球悬挂在电容器内部,闭合电键S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向夹角为θ,那么()
A.保持电键S闭合,若使A板向B板靠近,则θ将增大
B.保持电键S闭合,若使A板向B板靠近,则θ将不变
C.先将电键S断开,再使A板向B板靠近,则θ将增大
D.先将电键S断开,再使A板向B板靠近,则θ将不变
24.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器电阻为R.开关闭合。
两平行金属极板a、b间有垂直纸面向里的匀强磁场,一带正电粒子正好以速度v匀速穿过两板。
不计带电粒子的重力,以下说法正确的是()
A.保持开关闭合,将滑片p向上滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出
B.保持开关闭合,将滑片p向下滑动一点粒子将可能从下极板边缘射出
C.保持开关闭合,将a极板向下移动一点,粒子将继续沿直线穿出
D.如果将开关断开,粒子将继续沿直线穿出
25.平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。
两板间有一个正检验电荷固定在P点,如图所示,以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、
表示P点的电势,W表示正电荷在P点的电势能。
若正极板保持不动,在将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中,各物理量与负极板移动距离x的关系图像中正确的是
26.一平行板电容器充电后与电源断开,正极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点,如图所示.以E表示两极板间的场强,U表示电容器的电压,ε表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则()
A.U变小,E不变
B.E变大,ε变大
C.U变小,ε变大
D.U不变,ε变大
27.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
28.如图所示,在水平放置的平行板电容器之间,有一带电油滴P处于静止状态,若从某时刻起,油滴所带的电荷开始缓慢减小,为维持该油滴仍处于静止状态,可采取下列哪些措施()
A.其他条件不变,使电容器两极板缓慢靠近
B.其他条件不变,使电容器两极板缓慢远离
C.其他条件不变,将变阻器的滑片缓慢向左移动
D.其他条件不变,将变阻器的滑片缓慢向右移动
29.如图所示,将平行板电容器与电池组相连,两板间的带电尘埃恰好处于静止状态.若将两板缓慢地错开一些,其他条件不变,则( )
A.电容器带电量不变
B.尘埃仍静止
C.检流计中有a→b的电流
D.检流计中有b→a的电流
30.A、B两块正对的金属板竖直放置,在金属板A的内侧表面系一绝缘细线,细线下端系一带电小球(可视为点电荷)。
两块金属板接在如图所示的电路中,电路中的R1为光敏电阻(其阻值随所受光照强度的增大而减小),R2为滑动变阻器,R3为定值电阻。
当R2的滑片P在中间时闭合电键S,此时电流表和电压表的示数分别为I和U,带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为θ。
电源电动势E和内阻r一定,下列说法中正确的是()
A.若将R2的滑动触头P向a端移动,则θ变小
B.若将R2的滑动触头P向b端移动,则I减小,U减小
C.保持滑动触头P不动,用较强的光照射R1,则小球重新达到稳定后θ变小
D.保持滑动触头P不动,用较强的光照射R1,则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变
31.(2009·海门模拟)如图所示是测定液面高度h的电容式传感器示意图,E为电源,G
为灵敏电流计,A为固定的导体芯,B为导体芯外面的一层绝缘物质,C为导电液体.已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为:
电流从左边接线柱流进电流计,指针向左偏.如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针正向左偏转,则( )
A.导体芯A所带电量在增加,液体的深度h在增大
B.导体芯A所带电量在减小,液体的深度h在增大
C.导体芯A所带电量在增加,液体的深度h在减小
D.导体芯A所带电量在减小,液体的深度h在减小
32.在如图电路中,电键K1、K2、K3、K4均闭合,C是极板水平放置的平行板电容器,板间悬浮着一油滴P。
断开哪一个电键后P会向下运动?
()
A.K1B.K2C.K3D.K4
33.某同学设计了一个探究电容器所带电荷量与电容器两极间电压关系的实验,实验电路如图6甲所示,其中P为电流传感器,V为电阻很大的电压表。
实验时,先将开关S1闭合,单刀双掷开关S2掷向a,调节滑动变阻器的滑动头到某位置使电容器C充电,当电路达到稳定后记录理想电压表的示数。
再迅速将开关S2掷向b,使电容器放电。
电流传感器P将电容器充、放电过程中的电流数据传送给计算机,在计算机上可显示出电流i随时间t变化的图象如图乙所示。
然后改变滑动变阻器滑动头的位置,重复上述步骤,记录多组电流随时间变化的图象和电压表的示数。
对于这个实验过程和由图象及数据所得出的结果,下列说法中正确的是()
A.流过电流传感器P的充电电流和放电电流方向相同
B.图乙中的第①段(充电阶段)电流曲线与横轴所围图形的面积表示电容器充电结束时所带的电荷量
C.电容器充电结束时所带电荷量随电容器充电结束时两极间电压变化的关系图象应为一条过原点的倾斜直线
D.电容器充电结束时所带电荷量与滑动变阻器滑动头的位置无关
34.图为静电除尘机理的示意图,尘埃在电场申通过某种机制带电,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的,下列表述正确的是()
(A)到达集尘极的尘埃带正电荷.
(B)电场方向由集尘极指向放电极.
(C)带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同.
(D)同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大.
35.关于电容器,以下说法中正确的是()
A、电容器的带电量是指两个极板所带电量的绝对值之和
B、电容器的电容跟它所容纳的电荷的电荷量无关,但跟两极板间的电压有关
C、可变平行板电容器的动片旋进(两极板正对面积减小),它的电容就增大;旋出,它的电容就减小
D、任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电容器,跟导体是否带电无关
36.某电容器上标有“1.5μF,9V”,则该电容器能带最大电荷量为()
A.所带电荷量不能超过1.5×10-5CB.所带电荷量不能超过1.35×10-5C
C.所带电荷量不能超过1.5×10-6CD.所带电荷量不能超过1.35×10-6C
37.如图所示的平行板电容器,极板A、B所带电量QA=6.0×10-8C、QB=-6.0×10-8C.A、B板间距离d=1.0mm,A、B板间电场可视为匀强电场,现测得其电场强度E=4.0×105V/m.试求该电容器的电容C.
38.如图所示,在水平放置的已经充电的平行板电容器两板之间,有一带负电的油滴处于静止状态.若某时刻油滴的电荷量开始减小(质量不变),为维持该油滴原来的静止状态,应该()
A.给平行板电容器继续充电,补充电荷量
B.让平行板电容器放电,减少电荷量
C.使两极板相互靠近些
D.使两极板相互远离些
39.右图为测定压力的电容式传感器,其核心部件是一平行板电容器。
将电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合电路,当压力F作用于可动膜片电极上时,膜片产生形变,引起电容的变化,导致灵敏电流表指针偏转。
在对膜片开始施加恒定压力到膜片稳定后,灵敏电流表指针的偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)()
A.向右偏到某刻度后回到零刻度
B.向左偏到某刻度后回到零刻度
C.向右偏到某刻度后不动
D.向左偏到某刻度后不动
40.两个彼此绝缘、相互平行靠近水平放置的金属板组成一个平行板电容器,该电容器跟一个电源相连接,如图所示。
开关s接A时,电容器被充电,两极板间形成一个匀强电场,有一个带电的尘粒P在两极板间处于静止状态,则以下判断正确的是()
A.匀强电场的方向竖直向下
B.带电尘粒带负电
C.若开关s接到B,尘粒将竖直下落
D.若开关s接到B,则电容器放电,两极板上的电荷中和,电容器的电容减小
41.(10分)如图12所示,将一电动势为E=6V、内阻r=0.5Ω的电源,与一粗细均匀的电阻丝AB相连,电阻丝的长度为L=0.30m,阻值为R=4Ω,电容器的电容为C=3μF.闭合开关S使其达到稳定状态后,将滑动触头P向右以速度v=0.6m/s匀速滑动的过程中,电流计的读数为多少?
流过电流计的电流方向如何?
42.(12分)如图12所示,A、B为平行板电容器的两个极板,A板接地,中间开有一个小孔.电容器电容为C.现通过小孔连续不断地向电容器射入电子,电子射入小孔时的速度为v0,单位时间内射入的电子数为n,电子质量为m,电荷量为e,电容器原来不带电,电子射到B板时均留在B板上,求:
(1)电容器两极板间达到的最大电势差;
(2)从B板上打上电子到电容器两极间达到最大电势差所用时间为多少?
43.如图所示,一电荷量q=3×10-4C带正电的小球,用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点.S合上后,小球静止时,细线与竖直方向的夹角α=37°.已知两板相距d=0.1m,电源电动势E=12V,内阻r=2Ω,电阻R1=4Ω,R2=R3=R4=12Ω,(g=10m/s2,
).求:
(1)流过电源的电流强度;
(2)两板间的电场强度的大小;
(3)小球的质量.
44.有个演示实验,在上下面都有金属板的玻璃盒内,放有许多用锡箔纸揉成的小球,当上下板间加上电压后,小球就上下不停地跳动.现取以下简化模型进行定量研究.如图所示,电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置,相距为d,与一直流电源相连.设两板之间只有一个质量为m的导电小球,小球可视为质点.已知:
若小球与极板发生碰撞,则碰撞后小球的速度立即变为零,带电状态也立即改变,改变后,小球所带电荷符号与该极板相同,电量为极板电量的β倍(β<<1).不计带电小球对极板间匀强电场的影响.重力加速度为g.
(1)欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动,电源两端的电压U至少应大于多少?
(2)设上述条件已满足(U为已知物理量),在较长的时间T内小球做了很多次往返运动.求在T时间内小球往返运动的次数Ks5u
在如图所示的装置中,电源电动势为E,内阻不计,定值电阻为R1,滑动变阻器总电阻为R2,置于真空中的平行板电容器水平放置,极板间距为d。
处在电容器中的油滴A恰好静止不动,此时滑动变阻器的滑片P位于R2的中点位置。
45.求此时电容器两极板间的电压;
46.确定该油滴的带电电性以及油滴所带电荷量q与质量m的比值;
47.现将滑动变阻器的滑片P由中点迅速向上滑到某位置,使电容器上的电荷量变化了Q1,油滴运动时间为t,再将滑片从该位置迅速向下滑动到另一位置,使电容器上的电荷量又变化了Q2,当油滴又运动了2t的时间时,恰好回到原来的静止位置。
设油滴在运动过程中未与极板接触,滑动变阻器滑动所用时间与电容器充电、放电所用时间均忽略不计。
则两次电荷量的变化量Q1与Q2的比值为多少?
48.(14分)一不计重力的带电粒子质量为m,电量为+q,经一电压为U1平板电容器C1加速后,沿平行板电容器C2两板的中轴进入C2,恰好从C2下边缘射出。
C2两板间电压为U2,长为L,如图所示。
求平行板电容器C2上下两极板间距离d=?
有带电平行板电容器竖直安放如图所示,两板间距d=0.1m,电势差U=1000V,现从平行板上A处以vA=3m/s速度水平向左射入一带正电小球(知小球带电荷量q=10-7C,质量m=0.02g),经一段时间后发现小球打在A点正下方的B处,求:
49.在图上粗略画出带电小球从A运动到B的轨迹。
50.算出A、B间的距离sAB;
51.小球到达B点时的动能.(g取10m/s2)
52.如图所示,质量为m,带电量为q的液滴,在两带电平行金属板间处于静止状态,问:
(1)两金属板间的电场强度多大?
方向如何?
(2)如果用导线将两金属板短接,则短接后液滴运动的加速度多大?
53.在真空中水平放置平行板电容器,两极板间有一个带电油滴,电容器两板间距为d,当平行板电容器的电压为U0时,油滴保持静止状态,如图21所示。
当给电容器突然充电使其电压增加U1,油滴开始向上运动;经时间t后,电容器突然放电使其电压减少U2,又经过时间t,油滴恰好回到原来位置。
假设油滴在运动过程中没有失去电荷,充电和放电的过程均很短暂,这段时间内油滴的位移可忽略不计。
重力加速度为g。
试求:
(1)带电油滴所带电荷量与质量之比;
(2)第一个t与第二个t时间内油滴运动的加速度大小之比;
(3)U1与U2之比。
54.传感器是自动控制设备中不可缺少的元件,如图所示是一种测定位移的电容式传感器电路。
在该电路中,闭合开关S一小段时间后,使工件(电介质)缓慢向左移动,则在工件移动过程中,通过电流表的电流(填“方向由a至b”或“方向由b至a”或“始终为零”)
参考答案
1.A
2.D
3.D
4.C
5.AD
6.C
7.B
8.B
9.D
10.BC
11.C
12.BC
13.A
14.选A.
15.选D.
16.选B、D.
17.
(1)m=8×10-8kg
(2)v=
≈1.32(m/s)
18.选A.
19.选B.
20.B
21.C
22.CD
23.AD
24.B
25.C
26.AC
27.AD
28.AC
29.C
30.CD
31. D
32.C
33.BC
34.BD
35.D
36.B
37.1.5×10-10F
38.A
39.A
40.C
41.32μA 从右向左
42.
(1)
(2)
43.
(1)I=1A
(2)E1=100N/C(3)m=4×10-3kg
44.
(1)
(2)
45.
46.
47.
48.解:
设粒子进入平行板电容器C2时速度为v,则
…………………………………①
设粒子在平板电容器C2中运动的加速度为a,运动时间为t,则
………………………………………②
………………………………………③
…………………………………………
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- 电磁学 电场 8电容器 中档 电容器