2019屆高考物理一輪復習 熱點題型 專題1.8 帶電體在電容器中的平衡問題學案.doc
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專題1.8 帶電體在電容器中的平衡問題 【典例1】如圖所示,兩塊平行金屬板c、d豎直放置,其間有用絕緣細線懸掛的帶電小球,閉合開關,滑片P位于ab正中間時,小球偏離豎直方向α角,則 ( ) A.保持滑片P位置不變,將板c略向右移動,α角將變小 B.僅斷開開關,α角將不變 C.僅調節(jié)電阻箱R使其阻值增大,α角將變大 D.僅將滑片P向b端移動時,α角將變大 【答案】D 【典例2】如圖所示,平行板電容器兩極板M、N相距為d,兩極板分別與電壓為U的恒定電源兩極連接,極板M帶正電?,F有一質量為m、帶電量為q的帶電油滴在極板中央處于靜止狀態(tài),則( ) A.極板M、N之間的電場強度為 B.油滴帶正電 C.油滴的比荷= D.將極板N向下緩慢移動一小段距離Δd,油滴的加速度為-g 【答案】C 【解析】極板M、N之間的電場強度為E=,選項A錯誤;由題意知油滴受到的電場力豎直向上,又極板M帶正電,故油滴帶負電,選項B錯誤;由mg=qE=q可得油滴的比荷=,選項C正確;將極板N向下緩慢移動一小段距離Δd,極板之間電場強度E′=,E減小,油滴所受電場力減小,重力將大于電場力,油滴將向下加速運動,由mg-qE′=ma,解得油滴的加速度為a=g-,選項D錯誤。 【跟蹤訓練】 1.如圖所示,甲圖中電容器的兩個極板和電源的兩極相連,乙圖中電容器充電后斷開電源。在電容器的兩個極板間用相同的懸線分別吊起完全相同的帶電小球,小球靜止時懸線和豎直方向的夾角均為θ,將兩圖中的右極板向右平移時,下列說法正確的是 ( ) A.甲圖中夾角減小,乙圖中夾角增大 B.甲圖中夾角減小,乙圖中夾角不變 C.甲圖中夾角不變,乙圖中夾角不變 D.甲圖中夾角減小,乙圖中夾角減小 【答案】B 2.如圖所示,M、N是平行板電容器的兩個極板,R0為定值電阻,R1、R2為可調電阻,用絕緣細線將質量為m、帶正電的小球懸于電容器內部。閉合開關S,小球靜止時受到懸線的拉力為F。調節(jié)R1、R2,關于F的大小判斷正確的是( ) A.保持R1不變,緩慢增大R2時,F將變大 B.保持R1不變,緩慢增大R2時,F將變小 C.保持R2不變,緩慢增大R1時,F將變大 D.保持R2不變,緩慢增大R1時,F將變小 【答案】B 【解析】保持R1不變,緩慢增大R2時,由于R0和R2串聯,R0兩端的電壓減小,即平行板電容器的兩個極板的電壓U減小,帶電小球受到的電場力F電=qE=q減小,懸線的拉力為F=將減小,選項B正確,A錯誤;保持R2不變,緩慢增大R1時,R0兩端的電壓不變,F電不變,懸線的拉力不變,C、D錯誤。 3.如圖所示是一個由電池、電阻R、開關S與平行板電容器組成的串聯電路,開關S閉合。一帶電液滴懸浮在兩板間P點不動,下列說法正確的是 ( ) A.液滴可能帶正電 B.增大兩極板距離的過程中,電阻R中有從a到b的電流,電容器中負電荷從B到A C.斷開S,減小兩極板正對面積的過程中,液滴將加速下降 D.斷開S,減小兩極板距離過程中,液滴靜止不動 【答案】D 高考+模擬綜合提升訓練 1.(2019屆江蘇省蘇州市高三期初調研測試) 如圖所示,平行板電容器的兩極板A、B接于電池兩極,一帶負電小球懸掛在電容器內部.閉合開關S,電容器充電,這時懸線偏離豎直方向的夾角為θ,則 A. 保持開關S閉合,略向右移動A板,則θ增大 B. 保持開關S閉合,略向右移動A板,則θ不變 C. 斷開開關S,略向上移動A板,則θ增大 D. 斷開開關S,略向上移動A板,則θ不變 【答案】AC 2.(2018山東省煙臺市高一下期末考試) 如圖所示,兩塊水平放置的平行正對的金屬板a、b分別與電池兩極相連,開始時開關S閉合,發(fā)現在距兩板距離相等的P點有一個帶電液滴處于靜止狀態(tài),然后斷開開關,并將b板向下平移一小段距離,穩(wěn)定后,下列說法中正確的是 A. 液滴將加速向下運動 B. 液滴將保持不動 C. P點電勢升高,液滴在P點時電勢能減少 D. P點電勢升高,液滴在P點時電勢能增大 【答案】BC 【解析】A、B、液滴受力平衡,故電場力向上,可知液滴帶負電;電容器因斷開開關后電量保持不變,b板下移時,兩板間的距離增大,則由可知,場強E不變;則粒子受到的電場力不變,故液滴繼續(xù)保持靜止,故A錯誤、B正確.C、D、下極板接地,則P點的電勢等于P與b之間的電勢差,因E不變,d增大,故液滴處的電勢增大;因液滴帶負電,故其電勢能將減小,故C正確、D錯誤。故選BC。 3.(2018安徽合肥市高三調研性考試) 如圖所示,電路中R1和R2均為可變電阻,平行板電容器C的極板水平放置.閉合開關S,電路達到穩(wěn)定時,一帶電油滴恰好懸浮在兩板之間.下列說法正確的是( ) A. 僅增大的R1阻值,油滴仍然靜止 B. 僅增大R2的阻值,油滴向上運動 C. 增大兩板間的距離,油滴仍然靜止 D. 斷開開關S,油滴將向下運動 【答案】ABD 4.(2017-2018廣西南寧市第三中學高二下期末考試) 如圖所示,平行板電容器與電動勢為E的直流電源相連接,下極板接地。靜電計所帶的電荷量可忽略。現將一帶電油滴置于電容器中P點,恰能保持平衡。若將電容器的上極板豎直向下移動一小段距離,則下列說法正確的是 A. 平行板電容器的電容將變小 B. 帶電油滴所受的電場力將變小 C. 靜電計指針的張角將保持不變 D. 帶電油滴的電勢能將減小 【答案】CD 5.(2017-2018湖北省宜昌市協(xié)作體高二下期末考試) 如圖所示是一個由電池、電阻R、開關S與平行板電容器組成的串聯電路,開關S閉合.一帶電液滴懸浮在兩板間P點不動,下列說法正確的是( ) A. 帶電液滴一定帶負電 B.增大兩極板間距離,液滴將加速下降 C. 斷開S,減小兩極板正對面積的過程中,液滴將加速下降 D. 斷開S,減小兩極板距離的過程中,液滴靜止不動 【答案】ABD 【解析】微粒靜止不動,所受的電場力與重力平衡,則知電場力向上,而場強向下,所以微粒帶的是負電。故A正確。增大電容器兩極板間距離,U不變,根據E=U/d可知,E減小,電場力小于重力,則液滴將加速下降,選項B正確;斷開S,極板上是電量不變;減小兩極板正對面積的過程中,根據電容的決定式可知電容減小,由C=Q/U分析可知U增大,由公式E=U/d分析可知E增大,電場力大于重力,所以液滴將加速向上運動。故C錯誤;斷開S,極板上是電量不變;減小兩極板兩極板距離過程中,根據電容的決定式、電容的定義式C=Q/U,以及E=U/d分析可知E=與d無關,即E保持不變,所以液滴靜止仍然不動,故D正確。故選ABD. 6.如圖所示,平行板電容器充電后斷開電源,帶正電的極板接地,板間有一帶電小球用絕緣細線懸掛著,小球靜止時與豎直方向的夾角為θ,若將帶負電的極板向右平移稍許,則( ) A. 兩極板間的電場強度變小 B. 帶負電的極板的電勢降低 C. 夾角θ將變小 D. 細線對小球的拉力變大 【答案】B 7.(2017-2018廣西桂梧高中高二下期末考試) 如圖所示,C為兩極板水平放置的空氣平行板電容器,閉合開關S,當滑動變阻器R1、R2的滑片處于各自的中點位置時,懸在電容器C兩極板間的帶點塵埃P恰好處于靜止狀態(tài)。要使塵埃P向下加速運動,下列方法中可行的是: A. 把R1的滑片向左移動 B. 把R2的滑片向右移動 C. 把R2的滑片向左移動 D. 把開關S斷開 【答案】C 8.(2018四川省成都市高中畢業(yè)班摸底測試) 如圖所示,電源電動勢為E,內阻為r,平行板電容器C的兩金屬板水平放置.G為靈敏電流計。開關S閉合后,兩板間恰好有一質量為m、電荷量為q的油滴處于靜止狀態(tài)。則在滑動變阻器R的觸頭P向上移動的過程中,下列判斷正確的是( ) A. 靈敏電流計G中有b→a的電流 B. 油滴向上加速運動 C. 電容器極板所帶電荷量將減小 D. 通過電阻R2的電流將減小 【答案】AB 【解析】在滑動變阻器R的觸頭P向上移動的過程中,R增大,總電阻增大,電動勢和內阻不變,可知總電流減小,內電壓減小,外電壓增大,外電壓等于R1上的電壓和R2與R并聯電壓之和,而R1上的電壓減小,所以R2與R的并聯電壓增大,通過R2的電流增大。根據Q=CU,電容器所帶的電量增大,上極板帶正電,電容器充電,所以流過電流計的電流方向是b→a.電容器兩端電壓增大,電場強度增大,電場力增大,開始電場力與重力平衡,所以油滴會向上加速。故AB正確,CD錯誤。故選AB。- 配套講稿:
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