配餐作业电容器和电容 带电粒子在电场中的运动
A组·基础巩固题
1．(多选)上海世博会中稳定运营的36辆超级电容客车吸引了众多观光者的眼球。据介绍，电容车在一个站点充电30秒到1分钟后，空调车可以连续运行 3公里，不开空调则可以坚持行驶 5公里，最高时速可达 44公里。超级电容器可以反复充放电数十万次，其显著优点有：容量大、功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽。如图所示为某汽车用的超级电容器，规格为“48 V，3 000 F”，放电电流为1 000 A，漏电电流为10 mA，充满电所用时间为30 s，下列说法正确的是( ) A．充电电流约为4 800 A B．放电能持续的时间超过10分钟
C．若汽车一直停在车库，则电容器完全漏完电，时间将超过100天 D．所储存电荷量是手机锂电池“4.2 V,1 000 mAh”的40倍
解析 由题知，电容器的额定电压U＝48 V，电容C＝3 000 F，则所能储存的电荷量为Q＝
CU48×3 000
CU。充电时，有Q＝I充t充，得充电电流I充＝＝ A＝4 800 A，故A项正确；放
t充30
电能持续的时间t放＝Q48×3 000
＝ s＝144 s，小于10分钟，故B项错误；若汽车一直停I放1 000
7
Q1.44×107
在车库，则电容器完全漏完电，时间为t漏＝＝1.44×10 s＝天≈166.7天，
I漏24×3 600
故C项正确；手机锂电池“4.2 V，1 000 mAh”的电荷量q＝It＝1×3 600 C＝3 600 C，则Q＝40q，故D项正确。 答案 ACD
2．一对平行金属板带有等量异种电荷，如果金属板不是足够大，两板之间的电场线就不是相互平行的直线，如图所示，C、D、E、F为金属板表面上的不同位置。关于该电场，下列说法正确的是( )
A．A点的场强小于B点的场强 B．A点的电势低于B点的电势
C．一带电粒子分别从C移到D和从E移到F，电场力做功相等 D．带正电粒子从P点沿平行于极板方向射入，它将做类平抛运动
解析 电场线的疏密表示电场强度的相对大小，则电场内部A点的电场强度大于B点的电场强度，故A项错误；沿着电场线方向电势逐渐降低，故A点电势高于B点电势，故B项错误；
C、E两点的电势相等，D、F两点的电势相等，且C、E两点的电势高于D、F两点的电势，
则C、D两点的电势差等于E、F两点的电势差，故一带电粒子分别从C移到D和从E移到F，电场力做功相等，C项正确；带正电粒子从P点沿平行于极板方向射入，则由于竖直方向所受的电场力不是恒力，故它不是做类平抛运动，D项错误，故选C项。 答案 C
3．(多选)毛毯等绒料布生产时常采用静电植绒技术来实现，其原理如图：其中A是接高压阳极的金属网，其内装有绒料，B是一块金属平板，上面铺着涂有黏合剂待植绒基布。当待植绒基布从两极板经过时，给A接上高压并使绒料带上电荷，这样绒料在经过A、B两平行板间的电场加速后以高速向B板运动，遇到待植绒基布后便粘在上面从而实现静电植绒，下列说法正确的是( )
A．A、B两极板的电场方向由B指向A B．带电绒料带正电荷
C．带电绒料在运动过程中电场力对它做正功 D．带电绒料在运动过程中电势能增加
解析 A、B两极板的电场方向由A指向B，故A项错误；由于两极板的电场方向由A指向B，带电绒料向B板运动，说明带电绒料是带正电荷的，故B项正确；带电绒料在运动过程中电场力对它做正功，电势能减少，故C项正确，D项错误。 答案 BC
【素养立意】
以静电植绒为载体考查电荷在电场中的运动和做功，属于STSE(科学、技术、社会、环境)问题。
4．(多选)如图所示，在真空中A、B两块平行金属板竖直放置并接入电路。调节滑动变阻器，使A、B两板间的电压为U时，一质量为m、电荷量为－q的带电粒子，以初速度v0从A板上的中心小孔沿垂直两板的方向射入电场中，恰从A、B两板的中点处沿原路返回(不计重力)，则下列说法正确的是( )
A．使初速度变为2v0时，带电粒子恰能到达B板 B．使初速度变为2v0时，带电粒子将从B板中心小孔射出
C．使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时，带电粒子恰能到达B板 D．使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时，带电粒子将从B板中心小孔射出 12U解析 设带电粒子进入电场中的位移为x，根据动能定理得－qEx＝0－mv0，又E＝得x＝
2dmdv20
，由此可知，要使带电粒子进入电场后恰能到达B板处，x变为原来的2倍，采取的方2qU1
法有：使带电粒子的初速度变为2v0；或使A、B两板间的电压变为U；或使初速度v0和电
2压U都增加到原来的2倍，故B、C项正确，A、D项错误。 答案 BC
5．(2018·湖南师大附中摸底考试)(多选)如图所示的阴极射线管，无偏转电场时，电子束加速后打到荧屏中央形成亮斑。如果只逐渐增大M1M2之间的电势差，则( )