2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型 專題1.8 帶電體在電容器中的平衡問題學(xué)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(xì)線懸掛的帶電小球，閉合開關(guān)，滑片P位于ab正中間時(shí)，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(dòng)，α角將變小 B．僅斷開開關(guān)，α角將不變 C．僅調(diào)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(dòng)時(shí)，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(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶電油滴在極板中央處于靜止?fàn)顟B(tài)，則(　　) A．極板M、N之間的電場強(qiáng)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(dòng)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(qiáng)度為E＝，選項(xiàng)A錯(cuò)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(fù)電，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由mg＝qE＝q可得油滴的比荷＝，選項(xiàng)C正確；將極板N向下緩慢移動(dòng)一小段距離Δd，極板之間電場強(qiáng)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(yùn)動(dòng)，由mg－qE′＝ma，解得油滴的加速度為a＝g－，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 【跟蹤訓(xùn)練】 1．如圖所示，甲圖中電容器的兩個(gè)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(gè)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(shí)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(shí)，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(gè)極板，R0為定值電阻，R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部。閉合開關(guān)S，小球靜止時(shí)受到懸線的拉力為F。調(diào)節(jié)R1、R2，關(guān)于F的大小判斷正確的是(　　) A．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變大 B．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變小 C．保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變大 D．保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變小 【答案】B　 【解析】保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，由于R0和R2串聯(lián)，R0兩端的電壓減小，即平行板電容器的兩個(gè)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(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，R0兩端的電壓不變，F(xiàn)電不變，懸線的拉力不變，C、D錯(cuò)誤。 3．如圖所示是一個(gè)由電池、電阻R、開關(guān)S與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，開關(guān)S閉合。一帶電液滴懸浮在兩板間P點(diǎn)不動(dòng)，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(fù)電荷從B到A C．?dāng)嚅_S，減小兩極板正對面積的過程中，液滴將加速下降 D．?dāng)嚅_S，減小兩極板距離過程中，液滴靜止不動(dòng) 【答案】D 高考+模擬綜合提升訓(xùn)練 1．（2019屆江蘇省蘇州市高三期初調(diào)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(fù)電小球懸掛在電容器內(nèi)部．閉合開關(guān)S，電容器充電，這時(shí)懸線偏離豎直方向的夾角為θ，則 A． 保持開關(guān)S閉合，略向右移動(dòng)A板，則θ增大 B． 保持開關(guān)S閉合，略向右移動(dòng)A板，則θ不變 C． 斷開開關(guān)S，略向上移動(dòng)A板，則θ增大 D． 斷開開關(guān)S，略向上移動(dòng)A板，則θ不變 【答案】AC 2．（2018山東省煙臺(tái)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(shí)開關(guān)S閉合，發(fā)現(xiàn)在距兩板距離相等的P點(diǎn)有一個(gè)帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，然后斷開開關(guān)，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(yùn)動(dòng) B． 液滴將保持不動(dòng) C． P點(diǎn)電勢升高，液滴在P點(diǎn)時(shí)電勢能減少 D． P點(diǎn)電勢升高，液滴在P點(diǎn)時(shí)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(fù)電；電容器因斷開開關(guān)后電量保持不變，b板下移時(shí)，兩板間的距離增大，則由可知，場強(qiáng)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(cuò)誤、B正確.C、D、下極板接地，則P點(diǎn)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(fù)電，故其電勢能將減小，故C正確、D錯(cuò)誤。故選BC。 3．（2018安徽合肥市高三調(diào)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(guān)S,電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí),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(yùn)動(dòng) C． 增大兩板間的距離,油滴仍然靜止 D． 斷開開關(guān)S,油滴將向下運(yùn)動(dòng) 【答案】ABD 4．（2017-2018廣西南寧市第三中學(xué)高二下期末考試） 如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源相連接，下極板接地。靜電計(jì)所帶的電荷量可忽略?，F(xiàn)將一帶電油滴置于電容器中P點(diǎn)，恰能保持平衡。若將電容器的上極板豎直向下移動(dòng)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(jì)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(gè)由電池、電阻R、開關(guān)S與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，開關(guān)S閉合.一帶電液滴懸浮在兩板間P點(diǎn)不動(dòng)，下列說法正確的是(　　) A． 帶電液滴一定帶負(fù)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(dòng) 【答案】ABD 【解析】微粒靜止不動(dòng)，所受的電場力與重力平衡，則知電場力向上，而場強(qiáng)向下，所以微粒帶的是負(fù)電。故A正確。增大電容器兩極板間距離，U不變，根據(jù)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(xiàng)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(jù)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(yùn)動(dòng)。故C錯(cuò)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(jù)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(guān)，即E保持不變，所以液滴靜止仍然不動(dòng)，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(xì)線懸掛著，小球靜止時(shí)與豎直方向的夾角為θ，若將帶負(fù)電的極板向右平移稍許，則（ ） A． 兩極板間的電場強(qiáng)度變小 B． 帶負(fù)電的極板的電勢降低 C． 夾角θ將變小 D． 細(xì)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(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1、R2的滑片處于各自的中點(diǎn)位置時(shí)，懸在電容器C兩極板間的帶點(diǎn)塵埃P恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。要使塵埃P向下加速運(yùn)動(dòng)，下列方法中可行的是： A． 把R1的滑片向左移動(dòng) B． 把R2的滑片向右移動(dòng) C． 把R2的滑片向左移動(dòng) D． 把開關(guān)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(dòng)勢為E，內(nèi)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(jì)。開關(guān)S閉合后，兩板間恰好有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)。則在滑動(dòng)變阻器R的觸頭P向上移動(dòng)的過程中，下列判斷正確的是（ ） A． 靈敏電流計(jì)G中有b→a的電流 B． 油滴向上加速運(yùn)動(dòng) 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(dòng)變阻器R的觸頭P向上移動(dòng)的過程中，R增大，總電阻增大，電動(dòng)勢和內(nèi)阻不變，可知總電流減小，內(nèi)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(lián)電壓之和，而R1上的電壓減小，所以R2與R的并聯(lián)電壓增大，通過R2的電流增大。根據(jù)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(jì)的電流方向是b→a．電容器兩端電壓增大，電場強(qiáng)度增大，電場力增大，開始電場力與重力平衡，所以油滴會(huì)向上加速。故AB正確，CD錯(cuò)誤。故選AB。