Transcript 下载地址

电场在生活中应用题
【1】 计算机键盘上的每一个按键下面都有一个
电容传感器。电容的计算公式是
,其中常量
ε＝9.0×10－12F m－1，S表示两金属片的正对面
积，d表示两金属片间的距离。当某一键被按下
时，d发生改变，引起电容器的电容发生改变，
从而给电子线路发出相应的信号。已知两金属片
的正对面积为50mm2，键未被按下时，两金属片
间的距离为0.60mm。只要电容变化达0.25pF，
电子线路就能发出相应的信号。那么为使按键得
到反应，至少需要按下多大距离？
• 解：先求得未按下时的电容C1＝0.75pF，
再由题意可知C2＝1.00pF，解得
d2=0.45mm ，得Δd＝0.15mm。
• 【2】 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位
同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工
作原理如图1（a）所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝
缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车原来向右做匀速
直线运动的过程中某时刻开始计时，电流表示数如图1（b）
所示，下列判断正确的是（ ）
• A．从0到t1时间内，小车做匀速直线运动
• B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
• C．从t2到t3时间内，小车做匀减速直线运动
• D．从t3之后，小车做匀速直线运动
• 解析：如图1（b）所示，从0～t1时间内电路中电流持续
增大，电阻不断变小，由压敏电阻的原理可知电阻所受压
力持续变大，故小车的加速度变大，小车做变加速直线运
动，A错误；从t1到t2时间内，由于电流比0时刻的大且保
持不变，电阻小于0时刻的电阻，则压力保持不变且大于0
时刻的，可知小车做匀加速直线运动，故B项正确；从t2
到t3时间内，电流持续减小电阻持续增大，得知挤压作用
不断减小、小车的加速度不断减小，但速度仍然增加，故
C项错误；从t3之后，电流不再变化，则挤压作用也不变，
与初状态相同，可知小车向左做匀速直线运动，故D项正
确，因此正确的选项为BD。
• 【3】 喷墨打印机的结构简图如图所示，其中墨盒
可以发出墨汁微滴，其半径约为10－5m，此微滴经
过带电室时被带上负电，带电的多少由计算机按字
体、笔画、高低、位置输入信号加以控制。带电后
的微滴以一定的初速度进入偏转电场，带电微滴经
过偏转电场发生偏转后，打在纸上，显示出字体，
无信号输入时，墨汁微滴不带电，径直通过偏转板
而注入回流槽流回墨盒。
•
设偏转板板长1.6cm，两板间的距离为0.50cm，
偏转板的右端距纸3.2cm，若一个墨汁微滴的质量
为1.6×10－10kg，以20m/s的初速度垂直于电场方
向进入偏转电场，两偏转板间的电压是8.0×103V，
若墨汁微滴打到纸上的点距原射入方向的距离是
2.0mm.
• （1）求这个墨汁微滴通过带电室带的电量是多少？
（不计空气阻力和重力，可认为偏转电场只局限于
平行电容器内部，忽略边缘电场的不均匀性）
• （2）为了使纸上字体放大10%，请你分析提出一
个可行的方法.
• 答案：（1）设带电微滴的电量为q，进入偏转电场后做类平
抛运动，离开电场后沿直线打在纸上。
•
带电微滴打在纸上距原入射方向的侧移距离
•
•
代入数据可得：q＝1.25×10－13c
• （2）由上式可知，y与U成正比，可以提高偏转电压实现放
大字体10%，
•
U′＝U×110%＝8.8×103V；
•
由上式可知，y与
成正比，亦可增加偏转板与纸
• 的距离L实现放大字体10%。
•
即：
• [4] 如图所示，a、b、c三条虚线为电场中的
等势面，等势面b的电势为零，且相邻两个
等势面间的电势差相等，一个带正电的粒子
在A点时的动能为10J，在电场力作用下从A
运动到B速度为零，当这个粒子的动能为
7.5J时，其电势能为（ ）
•
A. 12.5J
B. 2.5J
•
C. 0
D. -2.5J
• 解析：根据题意可知，带电粒子从A到B，
电场力做功为-10J（动能定理），则带电粒
子从A运动到等势面b时，电场力做功-5J，
粒子在等势面b时动能为5J，带电粒子在电
场中的电势能和动能之和为5J，是守恒的，
当动能为7.5J时，其电势能为-2.5J。
• 答案：D