8.5电容器　带电粒子在电场中的直线运动-【桂冠物理】2024高三物理一轮复习题型归纳技巧点拨（新高考专用）

第八章　静电场 8.5电容器　带电粒子在电场中的直线运动 【考点预测】 1. 描述电容器的物理量 2.电容器的充放电和储能 3.平行板电容器的动态分析 4. 带电粒子在电场中的加速 【方法技巧与总结】 一、电容器及电容 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)带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值． (3)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与电容器两极板间的电势差的比值． (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． (5)决定因素：由电容器本身物理条件(大小、形状、极板相对位置及电介质)决定，与电容器是否带电及电压无关． 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＝. 二、带电粒子在电场中的运动 二、带电粒子在电场中的直线运动 1.在匀强电场中，W＝qEd＝qU＝mv2－mv. 2.在非匀强电场中，W＝qU＝mv2－mv. 【题型归纳目录】 题型一：平行板电容器的动态分析 题型二：实验：观察电容器的充、放电现象 题型三：带电粒子（带电体）在电场中的直线运动（不计重力） 题型四：带电微粒（带电体）在电场中的直线运动（计重力） 【题型一】平行板电容器的动态分析 【典型例题】 例1．如图所示，A、B为平行板电容器的金属板，G为静电计，P为二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度，下列说法正确的是（    ）    A．若保持开关闭合，将A、B两极板靠近些，指针张开角度将变小 B．若保持开关闭合，将A、B两极板正对面积变小些，指针张开角度将不变 C．若断开开关后，将A、B两极板靠近些，指针张开角度将变小 D．若断开开关后，将A、B两极板正对面积变小些，指针张开角度将不变 【方法技巧与总结】 1．两类典型问题 (1)电容器始终与恒压电源相连，电容器两极板间的电势差U保持不变． (2)电容器充电后与电源断开，电容器两极板所带的电荷量Q保持不变． 2．动态分析思路 (1)U不变 ①根据C＝＝先分析电容的变化，再分析Q的变化． ②根据E＝分析场强的变化． ③根据UAB＝E·d分析某点电势变化． (2)Q不变 ①根据C＝＝先分析电容的变化，再分析U的变化． ②根据E＝＝分析场强变化． 练1．道路压线测速系统，不仅可以测速，也可以测量是否超载，其结构原理可以理解为如图甲所示的电路，感应线连接电容器C的其中一块极板，车轮压在感应线上会改变电容器两板间的距离，灵敏电流计G中有瞬间电流，压力越大，电流峰值也越大，汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两次脉冲电流如图乙所示，以顺时针方向为电流正方向，则（　　）    A．车轮压线时，电容器两板间距离变小 B．车轮经过感应线电容器先充电后放电 C．增大电阻R的阻值，稳定后电容器的带电量减小 D．若汽车前后轮间距为，可估算车速约为 【题型二】实验：观察电容器的充、放电现象 【典型例题】 例2．电流传感器可以在电脑端记录电流随时间变化的图线，探究实验小组设计了如图甲所示的实验电路，探究电容器在不同电路中的充放电现象。    （1）第一次探究中先将开关接1，待电路稳定后再接2。探究电容器充电及通过电阻放电的电流规律。 ①已知电流从右向左流过电流传感器时，电流为正，则与本次实验相符的I‒t图像是 。 A．  B．   C．  D．   ②从I‒t图像的面积可以计算得出电容器电荷量的大小。关于本次实验探究，下列判断正确的是 。 A．若只增大电阻箱R的阻值，电容器放电的时间将变短 B．若只增大电阻箱R的阻值，I‒t图像的面积将增大 C．在误差允许的范围内，放电和充电图像的面积应大致相等 （2）第二次探究中，该同学先将开关接1给电容器充电，待电路稳定后再接3，探究LC振荡电路的电流变化规律。 ③探究实验小组得到的振荡电路电流波形图像，选取了开关接3之后的LC振荡电流的部分图像，如图乙所示，根据图像中记录的坐标信息可知，振荡电路的周期T= s（结果保留两位有效数字）。    ④如果使用电动势更大的电源给电容器充电，则LC振荡电路的频率将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。 ⑤已知电源电动势E，测得充电过程I‒t图像的面积为S，以及振荡电路的周期T，可以得到电感线圈的电感表达式L= 。（以上物理量的单位均为国际单位制单位