一、选择题。
1.平行板电容器的两极板a、b接于电源两极,一带正电小球悬挂在电容器内部,闭合开关s,给电容器充电,小球静止时悬线偏离竖直方向的夹角为θ,如图所示.下列说法中正确的是( )
a. 保持s闭合,当带正电a板向b板靠近时,θ不变。
b. 保持s闭合,当带正电a板向b板靠近时,θ增大。
c. 断开s,当带正电a板向b板靠近时,θ不变。
d. 断开s,当带正电a板向b板靠近时,θ增大。
2.如图所示,平行板电容器ab两极板水平放置,a在上方,b在下方,现将其和二极管串连接在电源上,已知a和电源正极相连,二极管具有单向导电性,一带电小球从ab间的某一固定点水平射入,打在b极板上的n点,小球的重力不能忽略,现通过上下移动a板来改变两极板ab间距(两极板始终平行),则下列说法正确的是( )
a. 若小球带正电,当ab间距减小时,小球打在n点的左侧。
b. 若小球带正电,当ab间距增大时,小球打在n点的右侧。
c. 若小球带负电,当ab间距增大时,小球可能打在n点的左侧。
d. 若小球带负电,当ab间距减小时,小球可能打在n点的右侧。
3.如图所示,平行板电容器接在电势差恒为的电源两端,下极板接地,一。
带电油滴位于电容器中的点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极。
板竖直向上移动一小段距离( )
a. 带电油滴将竖直向下运动 b. 电容器的电容减小。
c. 电容器的电容增大d. 极板带电荷量的增大。
4.如图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过m点,再经过n点,可以判定( )
a. m点的电势高于n点的电势。
b. m点的电势低于n点的电势。
c. 粒子在m点具有的电势能大于在n点的电势能。
d. 粒子在m点受到的电场力大于在n点受到的电场力。
5.光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处存在场强为e的匀强电场中,电场方向与正方形一边平行,一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点,以垂直于该边的水平初速v0进入该正方形区域.当小球再次运动到该正方形区域的边缘时,具有的动能不可能为( )
a. 0 b. c. d.
6.如图所示,初速为零的电子经电压u1加速后,垂直进入偏转。
电场偏转,离开偏转电场时侧向位移是y,偏转板间距离为d,偏。
转电压为u2,板长为l。为了提高偏转灵敏度(每单位偏转电压。
引起的侧向位移即y/u2),可采用下面哪些办法( )
a. 增大偏转电压u2b. 增大板长l
c. 减小板间距离dd. 增大加速电压u1
7.如图所示,带电导体q靠近一个接地的空腔导体,空腔内无电荷。则在达到静电平衡后,下列物理量中不为零的是( )
a. 空腔导体外表面的电量。
b. 空腔导体内表面的电量。
c. 空腔导体内部任意一点的场强。
d. 空腔导体内任意一点的电势。
8.某研究性学习小组对电工穿的“高压带电作业服”进行研究,发现其中用了大量的铜丝编织而成.对这一做法的最主要目的,同学们给出了四种猜想:
甲认为:铜丝编织的衣服和人体相当于并联关系,能分走本该流经人体的电流。
乙认为:被铜丝编织的衣服包裹的空间内任意点的电势都保持为零。
丙认为:被铜丝编织的衣服包裹的空间内任意两点间电势差保持为零。
丁认为:被铜丝编织的衣服包裹的空间内任意点的电场强度保持为零。
对这些猜想的评价正确的是( )
a. 都正确b. 甲和丁最关键。
c. 丁最关键d. 丙和丁最关键。
9.如图所示,接地的空心金属球壳b右侧有一原来不带电的枕形导体c,现将带正电的小球a,置于空心金属球壳b的内部,则下列说法中正确的是( )
a. 球壳b带负电,枕形导体c的左端带负电。
b. 球壳b带负电,枕形导体c的左端带正电。
c. 球壳b带负电,枕形导体c的左端不带电。
d. 球壳b不带电,枕形导体c的左端不带电。
10.如图,水平金属板a、b分别与电源两极相连,带电油滴处于静止状态.现将b板右端向下移动一小段距离,两金属板表面仍均为等势面,则该油滴( )
a. 仍然保持静止。
b. 竖直向下运动。
c. 向左下方运动。
d. 向右下方运动。
11.如图所示,虚线表示某电场的等势面,实线表示一带电粒子仅在电场力作用下运动的径迹.粒子在a点的加速度为aa、动能为eka、电势能为epa;在b点的加速度为ab、动能为ekb、电势能为epb.则下列结论正确的是( )
a. aa>ab,eka>ekb b. aaepb
c. aa>ab,eka12.如图所示,电子在电势差为u1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为u2的两块平行极板间的偏转电场中,在满足电子能射出平行极板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角θ变大的是( )
a. u1变大,u2变大 b. u1变小,u2变大。
c. u1变大,u2变小 d. u1变小,u2变小。
二、实验题。
13.如图所示,为研究平行板电容器电容的实验。电容器充电后与电源断开,其带电荷量q将___填“增大”、“减小”或“不变”),与电容器相连的静电计用来测量电容器的___在常见的电介质中,由于空气的相对介电常数是最小的,当极板间插入其他的电介质板时,电容器的电容将___填“增大”、“减小”或“不变”),于是我们发现,静电计指针偏角。
将___填“增大”、“减小”或“不变”)。
14.如图所示实验装置可用来**影响平行板电容器电容的因素,其中电容器左侧极板和静电计外壳接地,电容器右侧极板与静电计。
金属球相连。
1)使电容器带电后与电源断开。
将左极板上移,可观察到静电计指针偏转角___选填变大,变小或不变);
将极板间距离减小时,可观察到静电计指针偏转角___选填变大,变小或不变);
两板间插入一块玻璃,可观察到静电计指针偏转角___选填变大,变小或不变)。
2)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。
三、解答题。
15.如图所示,一平行板电容器的两个极板竖直放置,电容为c,极板间距离为d。在两极板间有一质量为m、带电荷量为q的带电小球,小球用一绝缘轻线悬挂于o点。先给电容器缓慢充电,当悬线与竖直方向的夹角为时停止充电。
重力加速度为g。求:
1)充电完毕后,电容器正极板所带的电荷量为多少?
2)再给电容器缓慢充电,当悬线与竖直方向的夹角为时停止充电,求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。
16.一个电荷量为q=-2×10-8c,质量为m=1×10-14kg的带电粒子,由静止经电压为u1=1600v的加速电场加速后,立即垂直进入一个电压为u2=2400v的偏转电场,偏转电场两极板间距为d=8cm,极板长l=8cm。整个装置如图示。 (不计粒子的重力).
求:1)电荷出加速电场时的速度υ=?2)电荷在偏转电场中运动的加速度a=?
3)出偏转电场时的偏移距离y=?
17.如图所示,cd左侧存在场强大小为e=,方向水平向左的匀强电场,一个质量为m、电荷量为q的光滑绝缘小球,从底边bc长l,倾角α=53°的直角三角形斜面顶端a点由静止开始下滑,运动到斜面底端c点后进入一细圆管内(c处为一小段长度可忽略的圆弧,圆管内径略大于小球直径),恰能到达d点,随后从d离开后落回到斜面p点,重力加速度为g(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)。
1)求da两点间的电势差uda2)求圆管半径r;
3)求小球从d点运动到p点的时间t。
参***。1.bc
解析】保持s闭合时,板间电压u不变。由可知,当a板向b板靠近时,e变大,故电场力变大,θ变大;断开s时,q不变。当a板向b板靠近时,由可知,c变大。
由可知,u变小,由,可知e不变,故电场力不变,θ不变。综上分析,bc正确。
2.ad解析】当ab间距减小时:由可知,电容c变大,由,可知电源对电容器充电,二极管处于导通状态。由 ,可知其场强变大。
若小球带正电,由,。可知小球打在n点的左侧。同理,若小球带负电小球打在n点的右侧;当ab间距增大时:
由以上分析可知,二极管处于断开状态,场强不变。不论小球带正电,或是带负电,小球都打在原位置n点。综上分析,ad正确。
3.ab解析】将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,由于电容器两板间电压不变,根据e=u/d得知板间场强减小,油滴所受的电场力减小,则油滴将向下运动,故a正确;上极板上移时,则d增大,由电容的决定式c=可知c减小,根据q=uc可知,极板带电量也减小。故b正确,cd错误。故选ab。
4.ac解析】沿电场线方向,电势降落,故。由,可知。电场线疏密代表e大小,可知电场强度。由,可知m点受到的电场力小于在n点受到的电场力。综上分析,ac正确。
5.d解析】a、如果小球所受电场力方向与初速度方向相反,小球在匀强电场中做匀减速直线运动小球从射入点离开电场,小球动能可能为零,故a正确;
bd、如果小球所受电场方向与小球的初速度方向相同,电场力做正功,此时电场力做功最多,小球离开电场时的动能最大,根据动能定理可得,解得,故b正确,d错误;
c、如果小球初速度方向与电场力方向垂直,小球做类平抛运动,电场力做功为,由动能定理可得,解得,故c正确;故选d。
6.bc解析】粒子经电场加速后,根据动能定理有: 得电子加速后的速度
粒子进入偏转电场做类平抛运动:
水平方向:l=vt可得粒子运动时间 ,竖直方向:
所以增加侧向位移y,可增大偏转电压u2,增加板长l,或减小极板距离d,或减小加速电压u1
故bc正确。
7.a解析】a项:因为接地空腔导体里面无电荷,带电体q感应远端为正电荷,近端为负电荷,导体接地,说明远端为地球,近端为导体,故导体外表面带负电荷,外表面的电荷量不为0;
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