一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从静止被电压

 电容器作用     |      2019-04-18 20:27

  1. 如图所示,一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从静止被电压U1加速后沿平行板电容器两极板的中线OO′射入电容器,并从右侧射出.电容器板长和极板间距离相等,两板间电压为U2,则该带电粒子在穿过电容器过程中的动能增量为 .

  带电粒子无初速度在加速电场中被加速,又以一定速度垂直进入偏转电场,由于速度与电场力垂直,所以粒子先做匀加速直线运动,后做类平抛运动.这样类平抛运动可将看成沿初速度方向的匀速直线与垂直于初速度方向匀加速直线运动.可利用加速电场的电压U求出进入偏转电场的初速度,由运动学公式求出在电容器中初速度方向的时间,由于分运动间具有等时性,求出偏转位移y,再根据动能定理求出该带电粒子在穿过电容器过程中的动能增量.

  2. 如图所示的电路中,A、B是平行板电容器的两金属板.先将电键S闭合,等电路稳定后将S断开,并将B板向下平移一小段距离,保持两板间的某点P与A板的距离不变.则下列说法不正确的是( )

  在电容器的电量不变的情况下,将B板下移,则导致电容变化,电压变化,根据E=与c=相结合可得E=,从而确定电场强度是否变化.再根据电荷带电性可确定电势能增加与否.

  A、根据c=,当B板向下平移一小段距离,间距d增大,其它条件不变,则导致电容变小,故A正确;

  B、根据E=与c=相结合可得E=,由于电量不变,场强大小不变,故B错误C正确;

  D、B板接地,场强不变,所以P点与地间的电势差增大,即P点电势升高,故D正确;

  3.如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连,在距离两板等远的M点有一个带电液滴处于静止状态.若将a板向下平移一小段距离,但仍在M点上方,稳定后,下列说法中正确的是( )

  带电液滴受到电场力与重力共同作用下,处于静止状态,二力平衡.当上板向下移动小段距离时,导致平行板的电容器的电容变化,导致两极板间的电量变化;由于两板间的电压不变,当间距变小时,导致液滴所处的电场强度发生变化,最终确定电场力与重力的大小关系.

  ①金属板a、b与电池保持相连,板间电压不变;而带电液滴在M处受到重力与电场力处于静止状态,当a板向下平移一小段距离时,导致极板间的电场强度变大,从而使电场力大于重力,致使带电液滴向上运动.故①错误;

  ②当a板向下平移一小段距离时,导致极板间的电场强度变大,而M点到零电势(下板)的距离不变,由U=Ed知,M点与零电势间的电势差增大,M点的电势高于零,则M点的电势升高.故②正确;

  ③水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连,使两板的电压不变;而带电液滴在M处受到重力与电场力处于静止状态,当a板向下平移一小段距离时,由E=知,导致极板间的电场强度变大.故③错误;

  ④在a板移动前后两种情况下,若将液滴从a板移到b板,由于两板的电压不变,由W=qU知,所以电场力做功相同.故④正确;

  4. 如图所示,电压U保持恒定,C1和C2是两个电容器,R1,R2,R3是三个阻值不为零的定值电阻.已知C1>C2,并且Cl的带电量与C2的带电量相等.如果把C1与R1交换位置,其他条件都保持不变,下面的说法中错误的是( )

  电路稳定时,R3所在电路没有电流,电阻R1、R2串联,C1、C2分别与R1、R2并联,根据电容器电量公式Q=CU,比较电压的大小,即可根据串联的特点比较电阻的大小.把C1与R1对换位置后,三个电阻串联,根据欧姆定律分析电流的变化,确定两电容器电压的变化,即可判断电量的变化.

  A、把C1与R1对换位置后,三个电阻串联,根据欧姆定律可知,电路中的总电流减小,故A正确.

  B、把C1与R1对换位置后,C1电压等于电阻R1、R3的串联电压,大于原来与R1并联时的电压,故知电容器C1的电压增大,由Q=CU得知C1的带电量增大,故B错误.

  D、开始时,电阻R1、R2串联,C1、C2分别与R1、R2并联,因C1>C2,电量Q相等,由Q=CU得知:电容C1的电压较小,电阻R1电压较小,根据串联电路电压与电阻成正比特点可知,R1一定小于R2.所以C1两端的电压小于C2两端的电压,由Q=CU知C1的带电量比C2的带电量要大,D正确;

  如图所示的电路中,开关S是闭合的,现增大电容器A、B两极板间距,则下列说法正确的是( )

  当增大电容器A、B极板间距时,由知,其电容将减小,而电容器两极板间电压一定,由Q=CU知,电容器的带电荷量应减少,但由于二极管的单向导电性,其反向电阻无穷大,可认为断电,故阻止了正负电荷的中和,故其带电荷量不变。