第8章 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动（word教参）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

第3讲　电容器　带电粒子在电场中的运动 考点一　电容器及平行板电容器的动态分析(多维细研类) 1．电容器 (1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。 (2)带电量：一个极板所带电荷量的绝对值。 (3)充电与放电： 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)单位：法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)。1 F＝106 μF＝1012 pF。 (4)意义：表示电容器容纳电荷本领的高低。 3．平行板电容器的电容 (1)决定因素：正对面积、相对介电常数、两板间的距离。 (2)决定式：C＝，k为静电力常量。 【微判断】 (1)电容器的电荷量等于两个极板所带电荷量绝对值的和。(×) (2)电容器的电容与电容器所带电荷量成正比，与电压成反比。(×) (3)放电后电容器的电荷量为零，电容也为零。(×) (4)平行板电容器的两板间插入一块导体板，其电容将变大。(√) 1．对电容C＝的理解 (1)一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器的带电情况无关。 (2)不能理解为电容C与Q成正比，与U成反比。 2．平行板电容器两类动态变化的特点比较 3．平行板电容器动态分析的基本思路 考向1　电容的理解 (2022·广东佛山市一模)“超级电容器”由于电极中加入了表面积非常大的石墨烯，所以具备超大的容量，适合作为动力电池的助力动力源。相对于普通电容器，“超级电容器”(　　) A．极板电荷量较大 B．极板间的电场强度较大 C．单位电压容纳的电荷量较大 D．带相同电荷量时电压较大 C　[由于超级电容器具备超大的容量，即单位电压容纳的电荷量较大，也就是电容C较大，故带相同电荷量时电压较小，C正确，D错误；电容器的容纳能力较大，并不代表实际使用中极板电荷量较大、场强较大，也有可能极板电荷量很小，场强很小，AB错误。故选C。] 考向2　电容器电压U不变的动态分析 (多选)手机触摸屏多数采用的是电容式触摸屏，其原理可简化为如图所示的电路。平行板电容器的上、下两极板A、B分别接在一恒压直流电源的两端，上极板A为两端固定的可动电极，下极板B为固定电极。当用手指触压屏幕上某个部位时，可动电极的极板会发生形变，从而改变电容器的电容。当压力F增大时(　　) A．电容器所带电荷量不变 B．直流电源对电容器充电 C．极板间的电场强度增大 D．电阻R上有从a到b的电流 BC　[由公式C＝可知，当压力F增大时，两板间距离减小，电容增大，由公式C＝可知，电容器所带电荷量增大，即直流电源对电容器充电，电阻R上有从b到a的电流，由公式E＝可知，极板间的电场强度增大。故选BC。] 考向3　电容器带电量Q不变的动态分析 (2022·重庆市涪陵区三模)2022年4月11日晚，受强对流天气影响，狂风暴雨袭击川渝地区，据气象部门监测，九龙坡区局部风力已达10级。小李同学用所学知识设计了一个电容式风力传感器。如图所示，将电容器与静电计组成回路，可动电极在风力作用下向右移动，引起电容的变化，风力越大，移动距离越大(两电极不接触)。若极板上电荷量保持不变，在受到风力作用时，则(　　) A．电容器电容变小 B．极板间电场强度变大 C．极板间电压变小 D．静电计指针张角越大，风力越大 C　[根据C＝，在受到风力作用时，d减小，则电容器电容变大，故A错误；极板间电场强度E＝＝＝＝，不变，故B错误；极板间电压U＝变小，故C正确；风力越大，d越小，极板间电压越小，静电计指针张角越小，故D错误。] 考向4　电容器的综合动态分析 (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，稳定后悬线偏离竖直方向夹角为θ，如图所示。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 AD　[保持开关S闭合，电容器两端的电势差不变，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，小球所受的静电力变大，θ增大，故A正确，B错误；断开开关S，电容器所带的电荷量不变，由C＝，C＝得E＝＝＝，知d变化，E不变，小球所受静电力不变，θ不变，故C错误，D正确。] 考点二　带电粒子(体)在电场中的直线运动(重难共研类) 1．用动力学观点分析(只适用于匀强电场) a＝，E＝，v2－v02＝2ad。 2．用功能观点分析 (1)匀强电场中：W＝Eqd＝qU＝mv2－mv02。