有两个带电量相等的平板电容器A和B,它们的电容分别为CA和CB,板长分别为LA和LB,两板间距分别为dA和dB,两个电子以相同的初速度沿板长方向(且与场强垂直)

有两个带电量相等的平板电容器A和B,它们的电容分别为CA和CB,板长分别为LA和LB,两板间距分别为dA和dB,两个电子以相同的初速度沿板长方向(且与场强垂直)

题型:杭州一模难度:来源:
有两个带电量相等的平板电容器A和B,它们的电容分别为CA和CB,板长分别为LA和LB,两板间距分别为dA和dB,两个电子以相同的初速度沿板长方向(且与场强垂直)分别射入两电容器中,并穿过电场.则:
(1)平行板电容器A和B的电场强度比等于______.
(2)两电子在穿过电场的过程中,动能增加量之比等于______.
答案
(1)由C=
Q
U
可得,A、B电容器两极板间的电势差 
UA
UB
=
1
CA
1
CB
=
CB
CA

对于平行板电容器有:E=
U
d

所以平行板电容器A和B中的电场强度之比
EA
EB
=
UA
dA
UB
dB
=
UA
UB
×
dB
dA
=
CB
CA
×
dB
dA
=
CBdB
CAdA

(2)两电子穿过电场的过程中,动能的增加量等于电场力对电子所做的功
因为电子在电场中做类平抛运动,垂直电场方向做匀速直线运动,由此可得电子穿过电场所用时间之比
tA
tB
=
LA
v
LB
v
=
LA
LB

电子在平行电场方向做初速度为0的匀加速直线运动,所受的电场力使电子产生加速度,则有:
aA
aB
=
qEA
m
qEB
m
=
EA
EB
=
CBdB
CAdA

则据偏转位移y=
1
2
at2

电子在A、B电场中偏转位移之比:
yA
yB
=
1
2
aAtA2
1
2
aBtB2
=
CBdB
L2A
CAdA
L2A

所以电场力对电子做功之比为:
WA
WB
=
qEAyA
qEByB
=
C2B
d2B
L2A
C2A
d2A
L2B

即:
EKA
EKB
=
WA
WB
=
C2B
d2B
L2A
C2A
d2A
L2B

故答案为:(1)
EA
EB
=
CBdB
CAdA

(2)
C2B
d2B
L2A
C2A
d2A
L2B
举一反三
图示是一个平行板电容器,其电容为C,带电荷量为Q,上极板带正电,板间A、B两点间的距离为s,AB连线与极板间的夹角为300.则A、B两点的电势差等于(  )
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A.B.C.D.
在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一与磁场方向垂直长度为L金属杆aO,已知ab=bc=cO=L/3,a、c与磁场中以O为圆心的同心圆(都为部分圆弧)金属轨道始终接触良好.一电容为C的电容器接在轨道上,如图所示,当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴,以角速度ω顺时针匀速转动时(   )
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A.Uac=2Ub0
B.Uac=2Uab
C.电容器带电量Q=4BL2ωC/9
D.若在eO间连接一个电压表,则电压表示数为零
一平行板电容器的两个极板水平放置,两极板间有一带电量不变的小油滴,油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比. 若两极板间电压为零,经一段时间后,油滴以速率v匀速下降; 若两极板间的电压为U,经一段时间后,油滴以速率v匀速上升.若两极板间电压为-U,油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是(  )
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A.2v、向下B.2v、向上C.3v、向下D.3v、向上
某电容器上标有“220V  300μF”,300μF=______F=______pF.
如图所示,匀强磁场的方向垂直于光滑的金属导轨平面向里,极板间距为d的平行板电容器与总阻值为2R0的滑动变阻器通过平行导轨连接,电阻为R0的导体棒MN可在外力的作用下沿导轨从左向右做匀速直线运动.当滑动变阻器的滑动触头位于a、b的中间位置、导体棒MN的速度为v0时,位于电容器中P点的带电油滴恰好处于静止状态.若不计摩擦和平行导轨及导线的电阻,重力加速度为g,则下列判断正确的是(  )
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A.油滴带正电荷
B.若将上极板竖直向上移动距离d,油滴将向上加速运动,加速度a=
C.若将导体棒的速度变为2v0,油滴将向上加速运动,加速度a=2g
D.若保持导体棒的速度为v0不变,而将滑动触头置于a位置,同时将电容器上极板向上移动距离,油滴仍将静止