专题10 电容器带电粒子在电场中的运动-2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍

2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍 专题10 电容器带电粒子在电场中的运动 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】 有关平行板电容器的问题分析 1 【题型二】 带电粒子在电场中的加速直线与偏转 4 【题型三】 带电粒子在交变电场中的运动 9 【题型四】 带电粒子（带电体）在电场中的力电综合问题 14 二、高考力电综合大题选编 20 一、热点题型归纳 【题型一】 有关平行板电容器的问题分析 【题型解码】 (1)两类动态问题的分析要抓住C＝、C＝和E＝三个基本关系． (2)板间粒子的运动常用动力学方法或动能定理分析． 【典例分析1】(2020·宁夏大学附中四模)如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管(正向电阻为零，可以视为短路；反向电阻无穷大，可以视为断路)连接，电源负极接地，初始时电容器不带电，闭合开关S稳定后，一带电油滴位于电容器极板间的P点且处于静止状态.下列说法正确的是(　　) A.减小极板间的正对面积，带电油滴会向下移动，且P点的电势会降低 B.减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动，且P点的电势会降低 C.将下极板上移，带电油滴将向上运动 D.断开开关S，带电油滴将向下运动 【答案】　C 【解析】　根据C＝及Q＝CU知，当开关闭合并减小极板间的正对面积时，电容C减小，但由于二极管具有单向导电性，题图中的电容器只能充电不能放电，所以电容器所带电荷量不变，结合公式E＝可得E＝，由此可得电场强度E变大，带电油滴所受电场力变大，则带电油滴会向上移动，P点与下极板的距离不变，因E变大，则P点的电势升高，选项A、B错误；将下极板上移，极板间距离减小，电容器的电容C变大，电容器所带的电荷量Q变大，电容器充电，电场强度变大，带电油滴向上运动，选项C正确；断开开关S，由于二极管具有单向导电性，电容器不能放电，电容器所带电荷量Q不变，电容C不变，电压也不变，电容器两极板间的场强不变，故带电油滴仍然处于静止状态，选项D错误. 【典例分析2】.(2020·安徽淮北市一模)如图所示，平行板电容器与电源连接，下极板B接地，开关S闭合，一带电油滴在电容器中的P点处于静止状态．下列说法正确的是(　　) A．保持开关S闭合，上极板A竖直上移一小段距离，电容器的电容增大 B．保持开关S闭合，上极板A竖直上移一小段距离，P点的电势将升高 C．保持开关S闭合，上极板A竖直上移一小段距离过程中，电流计中电流方向向右 D．开关S先闭合后断开，上极板A竖直上移一小段距离，带电油滴向下运动 【答案】　B 【解析】　保持开关S闭合，电压恒定，上极板A竖直上移，由C＝，知电容C减小，由E＝，知E减小，P与下极板距离不变，P与下极板电势差减小，下极板带正电，P处为负电势，故P点电势升高，由Q＝UC，知Q减少，电容器放电，电流计中电流方向向左，故A、C错误，B正确；断开S，电容器所带电荷量Q一定，上极板A竖直上移，C减小，E＝＝＝不变，故油滴静止不动，D错误． 【提分秘籍】 平行板电容器的动态问题分析 (1)抓住三个基本公式：C＝，C＝，E＝。 (2)两类动态分析 d、S、εr变化时U、Q、C、E变化的判断依据： ①充电后与电池两极相连：U不变，C＝，Q＝CU(变化同C)，E＝。 ②充电后与电池两极断开：Q不变，C＝，U＝(变化与C相反)，E＝＝。 (3)电势和电势能的变化结合电场的相关公式分析。 【强化训练】 1.(2020·浙江名校协作体5月试题)如图所示，平行板电容器带有等量异号电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则(　　) A．θ增大，E增大 B．θ增大，Ep不变 C．θ减小，Ep增大 D．θ减小，E不变 【答案】　D 【解析】　极板移动过程中带电荷量Q保持不变，静电计指针张角变化反映极板间电势差U的变化，由C＝和C＝可知，上极板下移，d减小，C增大，U减小，又E＝＝，则E不变，P点电势不变，Ep不变，综合上述，只有D正确。 2.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是 A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电 B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小 C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 【答案】A 【解析】(1)静电计指针的张角大小表示电容器两极板间的电压大小。根据C＝计算。 (2)平行板电容器的电容决定式是C＝。 用带电玻璃棒与电容器a板接触，由于静电感应，a、b两板带等量异种电荷，故A正确