第18讲　电容器 带电粒子在电场中的运动-2024年高考物理一轮考点复习精讲精练（全国通用）

第18讲　电容器 带电粒子在电场中的运动 目录 考点一　平行板电容器的动态分析 1 考点二　带电粒子(或带电体)在电场中的直线运动 1 考点三　带电粒子在电场中的偏转 4 考点四　带电体在复合场中的运动 8 练出高分 10 考点一　平行板电容器的动态分析 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．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． 3．两种类型的动态分析思路 (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． [例题1] （2023•山东模拟）两个等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子。面积足够大的平行板电容器，两极板之间的距离为d，将电容器接在电压U恒定的电源两端，规定无穷远处电势为0，将带电量极小的电偶极子用长度为L的绝缘轻杆连接，将其从无穷远处移到电容器两极板之间处于如图所示的状态（杆和极板垂直），然后将两极板分别围绕O、O'点顺时针旋转30°，如图中虚线所示，仍将绝缘轻杆连接的电偶极子从无穷远处移动到同一位置，此过程中下列说法正确的是（　　） A．两极板旋转之后，极板间的电场强度减小 B．两极板旋转之后，极板间的正对面积不变 C．在两极板未旋转之前，电场力对电偶极子做功为 D．在两极板旋转之后，电场力对电偶极子做功为 [例题2] （2023•宁波一模）电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势E＝8V，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的i﹣t曲线如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．图像阴影为i﹣t图像与对应时间轴所围成的面积表示电容器的能量 B．阴影部分的面积S1和S2肯定不相等 C．阻值R1大于R2 D．计算机测得S1＝1203mA•s，则该电容器的电容约为0.15F [例题3] （多选）（2023•九江二模）如图所示的两个平行板电容器水平放置，A板用导线与B’板相连，B板和A’板都接地。已知A板带正电，在两个电容器间分别有M、N两个带电油滴都处于静止状态。AB间电压为UAB，带电量为QAB，A′B′间电压为UA′B′，带电量为QA′B′，若将B板稍向下移，则（　　） A．电容CAB不变，电容CA′B′不变 B．UAB减小，UA′B′增大 C．QAB减小，QA′B′增大 D．N原来所在位置处的电势增大且N向上运动 [例题4] （多选）（2023•厦门模拟）目前大多数医院进行输液治疗时都采用传统的人工监护方式，为减轻医务人员负担，有不少输液传感器投入使用。某电容输液传感器测量装置示意图如图甲所示，测量电路如图乙所示，A、B间接入恒定电压U0，自动控制开关S置于1时电容器充电、置于2时电容器放电。电容器在S的作用下周期性充放电，系统监测每次充电过程中电容器两端电压随时间的变化曲线，可自动判定输液管中是否有药液。在输液管中有药液和无药液的两次电容器充电过程中，电容器两端电压随时间的变化曲线如图丙所示，已知有药液时测量电路中的电容值更大，则（　　） A．曲线1为有药液时的充电曲线 B．曲线2为有药液时的充电曲线 C．曲线1对应的情况下电容器充满电后所带的电荷量较大 D．曲线2对应的情况下电容器充满电后所带的电荷量较大 [例题5] （2023•西湖区校级模拟）利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是（　　） A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定 B．充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定 C．放电过程中，电流表的示数均匀减小至零 D．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零 考点二　带电粒子(或带电体)在电场中的直线运动 1．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．用功能观点分析 a＝，E＝，v2－v＝2ad. 3．用功能观点分析 匀强电场中：W＝Eqd＝qU＝mv2－mv 非匀强电场中：W＝qU＝