2021年高考一轮复习专题19　电容器与电容　带电粒子在电场中的运动学案

2021年高考一轮复习专题19　电容器与电容　带电粒子在电场中的运动 考点梳理 一、电容器的充、放电和电容的理解 1．电容器的充、放电 (1)充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能． (2)放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能． 2．电容 (1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值． (2)定义式：C＝. (3)物理意义：表示电容器容纳电荷本领大小的物理量． 3．平行板电容器 (1)影响因素：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的介电常数成正比，与两板间的距离成反比． (2)决定式：C＝，k为静电力常量． 特别提醒　C＝仅适用于平行板电容器． )适用于任何电容器，但C＝(或C＝ 二、带电粒子在电场中的运动 1．带电粒子在电场中加速 若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量． (1)在匀强电场中：W＝qEd＝qU＝＝ma. 或F＝qE＝qmvmv2－ (2)在非匀强电场中：W＝qU＝. mvmv2－ 2．带电粒子在电场中的偏转 (1)条件分析：带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场． (2)运动性质：匀变速曲线运动． (3)处理方法：分解成相互垂直的两个方向上的直线运动，类似于平抛运动． (4)运动规律： ①沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间 ②沿电场力方向，做匀加速直线运动 特别提醒　带电粒子在电场中的重力问题 (1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)． (2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力． 方法提炼 1．电容器的两类动态分析 (1)明确是电压不变还是电荷量不变． (2)利用公式C＝进行相关动态分析． 及E＝、C＝ 2．带电粒子在电场中的偏转按类平抛运动进行处理． [考点分析] 考点一　平行板电容器的动态分析 1．对公式C＝的理解 电容C＝，不能理解为电容C与Q成正比、与U成反比，一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关． 2．运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路 (1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变． (2)用决定式C＝分析平行板电容器电容的变化． (3)用定义式C＝分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化． (4)用E＝分析电容器两极板间电场强度的变化． 3．电容器两类问题的比较 分类 充电后与电池两极相连 充电后与电池两极断开 不变量 U Q d变大 C变小→Q变小、E变小 C变小→U变大、E不变 S变大 C变大→Q变大、E不变 C变大→U变小、E变小 εr变大 C变大→Q变大、E不变 C变大→U变小、E变小 考点二　带电粒子(带电体)在电场中的直线运动 1．带电粒子在匀强电场中做直线运动的条件 (1)粒子所受合外力F合＝0，粒子或静止，或做匀速直线运动． (2)粒子所受合外力F合≠0，且与初速度方向在同一条直线上，带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动． 2．用动力学方法分析 a＝＝2ad. ；v2－v，E＝ 3．用功能观点分析 匀强电场中：W＝Eqd＝qU＝mvmv2－ 非匀强电场中：W＝qU＝Ek2－Ek1 [题型训练] 1.如图所示，四种不同型号的电容器. 其中储存电荷本领最大的是（   ） A. B. C.  D.  2.如图所示，高一学生在学考报名时进行了指纹采集．电容式指纹识别的原理是手指与传感器表面接触时，皮肤表面会和传感器上许许多多相同面积的小极板一一匹配成电容不同的平行板电容器，从而识别出指纹的纹路．下列说法正确的是（    ） A. 极板与指纹嵴（凸的部分）构成的电容器电容大 B. 极板与指纹沟（凹的部分）构成的电容器电容大 C. 若充电电压变大，所有电容器电容增大 D. 若充电电压变大，所有电容器电容减小 3.取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触，起初它们都不带电，贴在他们下部的金属箔是闭合的，如图，现把带正电荷的物体C移近导体A，有下列分析，其中正确的是（    ） A. C移近导体A时可以看到A上的金属箔片张开，B上的金属箔片闭合 B. C移近导体A时可以看到B上的金属箔片张开，A上的金属箔片闭合 C. C移近导体A后再用手摸一下B，发现B上金属箔片闭合，A上金属箔片张开 D. C移近导体A后再用手摸一下A，发现A上金属箔片闭合，B上金属箔片张开 4.CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图（a）是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图（b）所