课后限时集训22
电容器、带电粒子在电场中的运动
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1．如图所示，心脏除颤器用于刺激心脏恢复正常的跳动，它通过皮肤上的电极板使电容器放电。已知某款心脏除颤器，在短于一分钟内使70 μF电容器充电到5 000 V，存储875 J能量，抢救病人时一部分能量在2 ms脉冲时间通过电极板放电进入身体，此脉冲的平均功率为100 kW。下列说法正确的是( )
A．电容器放电过程中电压不变
B．电容器充电至2 500 V时，电容为35 μF C．电容器充电至5 000 V时，电荷量为35 C D．电容器所释放出的能量约占存储总能量的23%
D [电容器放电过程，电荷量减少，电压减小，选项A错误；电容不随电压、电荷量的变化而变化，选项B错误；由C＝知Q＝CU＝70×10×5×10 C＝0.35 C，选项C错误；
3－3
Pt100×10×2×10
由η＝知，η＝×100%＝23%，选项D正确。]
E总875
QU－63
2．(2019·深圳一模)如图所示，带电的平行板电容器和静电计用导线相连，( )
A．若仅使上极板上移一段距离，则电容器的电容增大 B．若仅向两极板间插入云母介质，则板极间电场强度减小 C．若静电计指针张角增大，可能仅是因为两极板正对面积增大 D．若静电计指针张角减小，可能仅是因为两极板间距变大
B [根据平行板电容器电容的决定式可知，若仅使上极板上移一段距离，电容器两极板间距离增大，则电容器的电容减小，选项A错误；若仅向两极板间插入云母介质，极板间介电常数变大，电容器电容增加，由U＝知，极板间电势差变小，由E＝知，极板间电场强度减小，选项B正确；若两极板正对面积增大，由电容决定式知，电容器电容增大，由U＝
QCUdQ知，极板间电势差变小，则静电计指针张角减小，选项C错误；若两极板间距变大，则电C容器电容减小，同理可知极板间电势差变大，静电计指针张角变大，选项D错误。]
3．如图所示，a、b两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′点。若不计粒子重力，则( )
A．a的电量一定大于b的电量 B．b的质量一定大于a的质量 C．a的比荷一定大于b的比荷 D．b的比荷一定大于a的比荷
1qE?x?
C [由题知，粒子在匀强电场中做类平抛运动，由h＝··??得，x＝v0
2m?v0?由于v0
2hma2
2mhqE，
Eqa 2hmbEqb，可得>，C正确。] qaqbmamb4．(2018·江苏高考)如图所示，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 C．向左下方运动 B．竖直向下运动 D．向右下方运动 D [由于水平金属板A、B分别与电源两极相连，两极板之间的电势差不变，将B板右端向下移动一小段距离，极板之间的电场强度将减小，油滴所受电场力减小，且电场力方向斜向右上方向，则油滴所受的合外力斜向右下方，所以该油滴向右下方运动，选项D正确。] 5．如图所示，M、N为两个等大的均匀带电圆环，其圆心分别为A、C，带电荷量分别为＋Q、－Q，将它们平行放置，A、C连线垂直于圆环平面，B为AC的中点，现有质量为m、带电荷量为＋q的微粒(重力不计)从左方沿A、C连线方向射入，到A点时速度vA＝1 m/s，到B点时速度vB＝5 m/s，则( ) A．微粒从B至C做加速运动，且vC＝3 m/s B．微粒在整个运动过程中的最终速度为5 m/s C．微粒从A到C先做加速运动，后做减速运动 D．微粒最终可能返回至B点，其速度大小为5 m/s AB [AC之间电场是对称的，A到B电场力做的功和B到C电场力做的功相同，依据动12121212 能定理可得：qUAB＝mvB－mvA，2qUAB＝mvC－mvA，解得vC＝3 m/s，A正确；过B作垂直 2222 AC的面，此面为等势面，微粒经过C点之后，会向无穷远处运动，而无穷远处电势为零， 故在B点的动能等于在无穷远处的动能，依据能量守恒可以得到微粒最终的速度应该与在B点时相同，均为5 m/s，B正确，D错误；在到达A点之前，微粒做减速运动，而从A到C微粒一直做加速运动，C错误。] 6．如图所示，两块平行、正对的金属板水平放置，分别带有等量的异种电荷，使两板间形成匀强电场，两板间的距离为d。有一带电粒子以某速度v0紧贴着A板左端沿水平方向射入匀强电场，带电粒子恰好落在B板的右边缘。带电粒子所受的重力忽略不计。现使该粒子仍从原位置以同样的方向射入电场，但使该粒子落在B板的中点，下列措施可行的是( ) A．仅使粒子的初速度变为2v0 B．仅使粒子的初速度变为 2C．仅使B板向上平移 2D．仅使B板向下平移d B [带电粒子在垂直电场方向做匀速直线运动，有x＝v0t，在沿电场方向做初速度为零121qU22mv0d2 的匀加速直线运动，有d＝at＝·t，联立可得x＝，现在要使x变为原来的一 22mdqU半，即x为原来的四分之一，所以需要将粒子的初速度变为，A错误，B正确；仅使B板 2 2 22 v0 dv0 dεrSQ1 向上平移，则根据C＝可得电容增大为原来的两倍，根据U＝可得电压变为原来的，24πkdC2x2变为原来的，C错误；仅使B板向下平移d，同理可得电容变为原来的，电压变为原来的2倍，x变为原来的2倍，D错误。] 7．(多选)有一种电荷控制式喷墨打印机，它的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒 2 1 212
(通用版)2020版高考物理大一轮复习课后限时集训22电容器、带电粒子在电场中的运动
