本章易错过关(二)
1.C [解析] 上层膜片电极向下移动,根据C=,C=,电容增大,由于电容器连接电源,两板电势差不变,则电容器所带电荷量增大,A、B错误;电容器上极板带正电,下极板带负电,电荷量增大,则电流表有b到a的电流,C正确;上层膜片稳定后,电容器仍带电,D错误.
2.D [解析] 根据题意,A板连接感应起电机的正极,B板连接负极,则可知A板的电势高于B板的电势,故A错误;当乒乓球在电场力的作用下从A板向B板运动时,乒乓球一定带正电,而当乒乓球与B板发生碰撞时,在接触的过程中乒乓球上的正电荷将与B板所带负电荷中和后并使乒乓球带上负电,之后电场力继续对乒乓球做正功,使乒乓球运动到A板,如此反复,因此乒乓球往返运动过程中与A板碰撞后带正电,与B板碰撞后带负电,故B错误;根据题意,乒乓球在电场力作用下于A、B两板间往返运动且碰撞,则可知A→B的运动过程中电场力对乒乓球做正功,乒乓球的电势能减小,故C错误,D正确.
3.D [解析] 由电场线分布的疏密程度可知,b点的电场强度大于d点的电场强度,故A错误;沿电场线方向电势降低,可知b点电势低于d点电势,根据Ep=qφ可知,同一负点电荷的电势能在b点比在d点大,故B错误,D正确;电场线上某点的切线方向即该点的电场方向,由电场线分布可知a、c两点的电场强度大小相等,方向不同,故C错误.
4.B [解析] φ-x图像斜率表示电场强度,可知电子在x1处受到的电场力为0,故A错误;电荷在某点的电势能为Ep=φq,由公式可知,负点电荷在电势越大的地方,电势能越小,所以该电子在x1处的电势能最小,故B正确;φ-x图像斜率表示电场强度,x3处的斜率不为0,所以x3处的电场强度不为0,故C错误;x2到x3的场强方向向右,x3到x4的场强方向向右,所以电子在x2到x3和x3到x4受到的电场力方向都是向左,方向相同,故D错误.
5.AC [解析] 电子在两个电极间的加速电场中进行加速,由动能定理得eU=mv2-0,解得v=,当电压不变,A、K间距离变化时,不影响电子离开A时的速度,故A正确,B错误;电压减半,则电子离开A时的速度为v,C正确,D错误.
6.BC [解析] 带负电粒子只在电场力作用下运动,所以动能与势能之和是恒定的,则粒子在从x1处向x3处运动的过程中,在x3处的电势能最小,动能最大,选项A、D错误;根据电场力做功与电势能的关系W=-ΔEp=Ep0-Ep,解得Ep=-W+Ep0=-Fx+Ep0,即图像中的斜率大小表示电场力大小,在x3处图像的斜率的绝对值最大,所以粒子加速度最大,选项B正确;负粒子在电势低的地方电势能大,在电势高的地方电势能小,在x3处的电势能最小,所以电势最高,x3处电势比x1处高,选项C正确.
7.AD [解析] 由两位置的电场强度方向可知,场源电荷是负点电荷,带电粒子受力指向轨迹凹侧,与电场方向相同,所以粒子P带正电,故B错误;由几何关系可知,a点离点电荷Q较远,沿电场线方向电势逐渐降低,所以a点的电势高于b点的电势,带正电的粒子在a点的电势能大于在b点的电势能,故A正确;根据电场线的方向可知,该电场为负点电荷产生的电场,且b点离场源电荷更近,根据场强公式E=k,可知a点的场强小于b点的场强,故粒子P在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力,故C错误;从a点到b点,电场力对粒子P做正功,所以粒子P的动能增加,故D正确.
8.AD [解析] 假设小球可以运动到c点,根据动能定理可得F·3R-mgR-qER=m,其中F=mg,qE=mg,解得小球到c点时速度大小为vc=,小球从c点抛出后,竖直方向做匀减速直线运动,加速度大小为ay==2g,继续上升的高度为h==R,则最高点离地高度为H=R+h=R,从c点到最高点所用时间为t==,小球从c点到最高点水平方向通过的位移大小为x=axt2=gt2=R,则小球运动到最高点时,小球的机械能增加量为ΔE=F-qE·R=1.75mgR,由于小球运动到c点时,小球的机械能增加量ΔE'=F·3R-qER=2mgR>ΔE=1.75mgR,可知小球的机械能不是一直增大,故选A、D.
9.(1)2 (2)BD (3)不变
[解析] (1)依题意可知,研究电容器放电过程,开关S应与2端相连.
(2)电容器充电的过程中,电容器的左极板带正电荷,故A错误;由乙图可知,电容器充电的过程中,电路中的电流不断减小,故B正确;电容器电容由电容器本身决定,不会在放电过程中发生变化,故C错误;电容器放电的过程中,电容器把储存的电能转化为其他形式的能量,故D正确.
(3)i-t曲线1与横轴所围成的面积等于电容器充电过程充入电容器的电荷量,如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,电容器的电压不变,电容也不变,由公式Q=CU可知,充入电容器的电荷量不变.即曲线1与横轴所围成的面积不变.
10.(1)5×105 V (2)8×107 N/C (3)
[解析] (1)根据动能定理可知qU=m
解得U=5×105 V
(2)质子在电场中做类平抛运动,则水平方向有x1=v0t1
竖直方向有d-y1=a
其中y1=x1,a=
代入数据解得E=8×107 N/C
(3)质子在电场中垂直击中边界OP上的D点,则
vy=v0tan 45°
x2=v0t2
y2=x2
=
联立解得x2= m,y2= m本章易错过关(二)建议用时:40分钟
一、选择题
1.[2024·浙江杭州一中月考] 图甲为某厂商生产的平行板电容式电子体重秤,其内部电路简化图如图乙所示.称重时,人站在体重秤面板上,使平行板上层膜片电极在压力作用下向下移动,则下列说法正确的是 ( )
A.电容器的电容增大,所带电荷量不变
B.电容器的电容减小,上下极板间的电压减小
C.上层膜片下移过程中,电流表有b到a的电流
D.上层膜片稳定后,平行板电容器上下极板均不带电荷
2.[2024·广东深圳期末] 两块平行金属板安装在绝缘基座上,A板连接感应起电机的正极,B板连接负极,一个由锡纸包裹的乒乓球用绝缘细线悬挂于A、B两板之间,摇动起电机,乒乓球在电场力作用下于A、B两板间往返运动且碰撞,下列说法正确的是 ( )
A.A板的电势低于B板的电势
B.乒乓球往返运动过程中始终带正电
C.A→B的运动过程中电场力对乒乓球做负功
D.A→B的运动过程中乒乓球电势能减小
3.[2024·福州三中期中] 塔尖装有一避雷针,某次雷雨天气闪电击中避雷针,避雷针发生尖端放电现象,如图甲所示.若避雷针放电时的电场线分布如图乙所示,在空间中取一条水平线abc和一条圆弧线adc,bd连线为ac连线的中垂线,电场线关于直线bd对称,以下说法正确的是 ( )
A.b、d两点的电场强度相同
B.b点电势高于d点电势
C.a、c两点的电场强度相同
D.同一负点电荷的电势能在b点比在d点大
4.[2024·四川宜宾期中] 一静电场场强方向沿x轴,其φ-x图像如图所示,一电子以一定的初速度沿x轴从O点运动到x4处,电子仅受电场力,则 ( )
A.电子在x1处受到的电场力最大
B.在x1处电势能最小
C.x3处电势为零,电场强度也为零
D.电子从x2到x3受到的电场力和从x3到x4受到的电场力方向相反
5.示波管中电子枪的原理示意图如图所示,示波管内被抽成真空.K为发射电子的阴极,A为接在高电势点的阳极,A、K间电压为U,电子刚离开阴极时的速度可以忽略,电子经加速后从A的小孔中射出时的速度大小为v.
下面的说法正确的是 ( )
A.若A、K间距离减半而电压仍为U,则电子离开A时的速度仍为v
B.若A、K间距离减半而电压仍为U,则电子离开A时的速度变为
C.若A、K间距离不变而电压减半,则电子离开A时的速度变为v
D.若A、K间距离不变而电压减半,则电子离开A时的速度变为
6.一带负电粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动,
其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示,则粒子在从x1处向x3处运动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.在x1处粒子速度最大 B.在x3处粒子加速度最大
C.x3处电势比x1高 D.x2处动能最大
7.[2024·永定一中期中] 如图所示,一带电的粒子P以一定的初速度进入某点电荷Q产生的电场中,沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的a、b两点,其中a点的电场强度大小为Ea,方向与ab连线成37°角;b点的电场强度大小为Eb,方向与ab连线成53°角,粒子P只受电场力的作用.下列说法正确的是
( )
A.粒子P在a点的电势能大于在b点的电势能
B.粒子P带负电
C.粒子P在a点受到的电场力大于在b点受到的电场力
D.从a点到b点,粒子P的动能增加
8.(多选)[2024·山东实验中学月考] 如图所示,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为2R;bc是半径为R的四分之一圆弧,与ab相切于b点.竖直面内有场强为的匀强电场(图中未画出),方向竖直向下,一质量为m、带正电且电荷量为q的小球,始终受到与重力大小相等的水平恒力的作用,自a点处从静止开始向右运动.重力加速度大小为g.小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中,下列说法正确的是
( )
A.机械能增量为1.75mgR
B.机械能增量为5mgR
C.小球机械能一直增大
D.最高点离地高度为R
二、实验题
9.[2024·厦门一中月考] 电流传感器可以像电流表一样测量电流,将它与计算机相连能在几秒内画出电流随时间变化的图像.某次一同学为研究电容器工作过程,按图甲所示连接电路,先使开关S与1端相连,再把开关S掷向2端.此过程中传感器将电流信息传入计算机,显示出电流随时间变化的i-t图像如图乙所示.
(1)研究电容器放电过程,开关S应与 端相连(选填“1”或“2”).
(2)下列说法正确的是 .
A.电容器充电过程中,电容器左极板带负电荷
B.电容器充电过程中,电路中电流不断减小
C.电容器放电过程中,电容器电容在不断变小
D.电容器放电过程中,电容器把储存的电能转化为其他形式的能量
(3)如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,充电时i-t曲线1与横轴所围成的面积将 (填“增大”“不变”或“变小”).
三、计算题
10.[2024·福州期末] 如图所示,质量为m、电荷量为q的质子从极板A处由静止加速,通过极板A1间的小孔以v0=1×107 m/s速度射出,然后从坐标系xOy中的B点(0,d)平行于x坐标轴进入yOP区域,该区域充满沿y轴负方向的匀强电场,OP与x轴夹角为α=45°.已知质子比荷为=1×108 C/kg,d=0.5 m,不计质子的重力.求:
(1)极板A、A1间的加速电压U;
(2)质子在电场中偏转并击中边界OP上的C点(x1,y1),已知x1=0.1 m,求电场强度E的大小;
(3)改变电场强度的大小,场强方向不变,使质子在电场中偏转并垂直击中边界OP上的D点(x2,y2)(图中未标出),求D点的坐标.
