课后限时集训(二十一)电容器 带电粒子在电场中的运动
(建议用时:40分钟)
[基础对点练]
题组一:电容器与电容
1.(2019·宾川模拟)用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示)。设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。实验中,极板所带电荷量不变( )
A.保持S不变,增大d,则θ变大
B.保持S不变,增大d,则θ变小
C.保持d不变,减小S,则θ变小
D.保持d不变,减小S,则θ不变
A [根据电容的决定式C=得知,电容与极板间距离成反比,当保持S不变,增大d时,电容减小,电容器的电量Q不变,由电容的定义式C=分析可知板间电势差增大,则静电计指针的偏角θ变大,故A正确,B错误。根据电容的决定式C=得知,电容与极板的正对面积成正比,当保持d不变,减小S时,电容减小,电容器极板所带的电荷量Q不变,则由电容的定义式C=分析可知板间电势差增大,静电计指针的偏角θ变大,故C、D错误。]
2.(2019·郑州模拟)如图所示,A、B为两块竖直放置的平行金属板,G是静电计,开关S闭合后,静电计指针张开一定角度。下述做法可使静电计指针张角增大的是( )
A.使A板向左平移以增大板间距离
B.在A、B两板之间插入一块陶瓷板
C.断开S后,使B板向左平移以减小板间距离
D.断开S后,使B板向上平移以减小极板正对面积
D [开关S闭合,电容器两端的电势差不变,则指针的张角不变,故A、B错误。断开S,电容器所带的电量不变,B板向左平移减小板间距,则电容增大,根据U=知,电势差减小,则指针张角减小,故C错误。断开S,电容器所带的电量不变,A、B的正对面积错开,电容减小,根据U=知,电势差增大,则指针张角增大,故D正确。]
3.(多选)(2019·上饶模拟)一位同学用底面半径为r的圆桶形塑料瓶制作了一种电容式传感器,用来测定瓶内溶液深度的变化,如图所示,瓶的外壁涂有一层导电涂层和瓶内导电溶液构成电容器的两极,它们通过探针和导线与电源、电流计、开关相连,中间的一层塑料为绝缘介质,其厚度为d,相对介电常数为εr。若发现在某段时间t内有大小为I的电流从下向上流过电流计,设电源提供电压恒定为U,则下列说法中正确的是( )
A.瓶内液面升高了
B.瓶内液面降低了
C.电容器在这段时间内放电
D.瓶内液面高度在t时间内变化了
BCD [根据C=,当d、 εr不变时,C∝S,而正对面积S正比于液面高度h。电流计中有从下向上流过的电流,说明电容器在放电,电容器带电荷量Q=CU在减小,在电压U恒定时,说明电容C在减小,则h也在减小,瓶内的液面降低了,故A错误,B、C正确。t时间内放电,释放的电荷量ΔQ=UΔC=It,ΔC==,解得Δh=,故D项正确。]
题组二:带电粒子在电场中的运动