2019年高考物理一轮复习第七章静电场第3讲电容器和电容带电粒子在电场中的运动练习 下载本文

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( )