考向16 电容器＼带电粒子的运动-备战2022年高考物理一轮复习考点微专题

考向13 电容器＼带电粒子运动-备战2022年高考一轮复习考点微专题 解决目标及考点: 1. 电容器中的物理参量变化分析 2. 带电粒子在电容器中的分析 【例1】如图电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上时，静电计张开一个角度，下述情况中可使指针张角增大的是 A、合上S，使A、B两板靠近一些 B、合上S，使A、B正对面积错开一些 C、断开S，使A、B间距增大一些 D、断开S，使A、B正对面积错开一些 【答案】C、D 【解析】 静电计显示的是A、B两极板间的电压，指针张角越大，表示两板间的电压越高.当合上S后，A、B两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压，静电计指针张角不变；当断开S后，板间距离增大，正对面积减小，都将使A、B两板间的电容变小，而电容器所带的电荷量不变，由C=Q/U可知，板间电压U增大，从而使静电计指针张角增大.所以本题的正确选项是C、D. 【例2】如图6所示，平行板电容器在充电后不切断电源，此时板间有一带电尘粒恰能在电场中静止，当正对的平行板左右错开一些时（ ） A．带电尘粒将向上运动 B．带电尘粒将保持静止 C．通过电阻R的电流方向为A到B D．通过电阻R的电流方向为B到A 【答案】 BC 【分析】粒子静止在电容器内，则由共点力的平衡可知电场强度与重力的关系；再根据变化后的场强判断能否保持平衡；由电容器的决定式可知电容的变化，由电容的定义式可知极板上电荷量的变化，由充放电知识可知电流的方向 【解析】A、B由于电容器与电源相连，故电容器两端电压不变，因板间距不变，故极板间的场强不变，带电粒子所受的电场力不变，粒子仍能保持静止，故A错误，B正确；C、D因正对面积减小，由知，C减小，因电压不变，由C=Q/U知，Q减小，故电容器放电，因电容器上极板接电源正极，上极板带正电，所以通过电流的方向由A流向B，故C正确、D错误。 一、涉及公式 1、定义式：C=Q/U=ΔQ/ΔU，适用于任何电容器。 2、决定式；C=εS/4πkd，仅适用于平行板电容器。 3、对平行板电容器的讨论： 、 、 二、分析基本思路 1、电容器跟电源相连，U不变，q随C而变。 d↑→C↓→q↓→E↓ ； ε、S↑→C↑→q↑→E不变。 2、充电后断开，q不变，U随C而变。 d↑→C↓→U↑→ 不变。 ε、S↓→C↓→U↑→E↑。 考点: 静电计、小球偏转问题 【例3】竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按如图所示的电路图连接。绝缘线与左极板的夹角为θ。保持极板位置不变，当滑动变阻器R的滑片在a位置时，电流表的读数为I1，夹角为θ1；当滑片在b位置时，电流表的读数为I2，夹角为θ2，则（ ） A.θ1<θ2，I1<I2 B.θ1>θ2，I1>I2 C.θ1=θ2，I1=I2 D.θ1<θ2，I1=I2 【答案】D 【分析】由图可知电容器与滑动变阻器的左侧并联，而电容器在电路稳定时看作断路，故可判断电路中电流的变化；由滑片的移动可知电容器两端电压的变化，由U=Ed可求得场强的变化；对小球受力分析可得出夹角的变化。 【解析】因电容器稳定后相当于开路，对电路没有影响，故移动滑片时电路中电流不变，即I1=I2；小球带正电，小球受重力、电场力及绳子的拉力而处于平衡；滑片右移时，与电容器并联部分的电压增大，则电容器两端的电压增大，由U=Ed可知，两极板间的电场强度增大；小球受到的水平向右的电场力增大，因重力不变，要使小球重新处于静止状态，细线与竖直板间的夹角应增大；故D正确。 【例4】(多选)平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一个带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为θ，如图1—7—14所示．那么 ( ) A．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ增大 B．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ恒不变 C．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大 D．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变 【答案】AD 【分析】小球受重力、拉力、电场力三个力处于平衡状态，保持开关S闭合，电容器两端间的电势差不变；断开开关S，电容器所带的电量不变。 【解析】A、保持开关S闭合，电容器两端间的电势差不变，带正电的A板向B板靠近，极板间距离减小，电场强度E增大，小球所受的电场力变大，θ增大．故A正确，B错误． C、断开开关S，电容器所带的电量不变，由 ， ， 得 ，知d变化，E不变，电场力不变，θ不变。故C错误，D正确。 小球偏移θ的大小与电场力大小有关，即与电场的U有关。静电计张角θ与接入的电压有关。 电压U越大，θ也越大；反之，θ越大，U也越大