第九章 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动-【创新思维】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版 新教材 新高考）

第3讲　电容器　带电粒子在电场中的运动 授课提示：对应学生用书第181页 [主干知识·梳理] 一、常见电容器　电容器的电压、电荷量和电容的关系 1．常见电容器 (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 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。 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)物理意义：表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。 (4)单位：法拉(F) 1 F＝106 μF＝1012 pF。 3．平行板电容器 (1)影响因素：平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比，与电介质的相对介电常数成正比，与极板间距离成反比。 (2)决定式：C＝，k为静电力常量。 二、带电粒子在匀强电场中的运动 1．带电粒子在电场中的加速 (1)动力学观点分析：若电场为匀强电场，则有a＝，E＝，v2－v02＝2ad。 (2)功能观点分析：粒子只受电场力作用，满足qU＝mv2－mv02。 2．带电粒子在匀强电场中的偏转 (1)条件：以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场，仅受电场力。 (2)运动性质：类平抛运动。 (3)处理方法：运动的分解。 ①沿初速度方向：做匀速直线运动。 ②沿电场方向：做初速度为零的匀加速直线运动。 三、示波器的工作原理 1．构造：①电子枪，②偏转极板，③荧光屏。(如图所示) 2．工作原理 (1)YY′上加的是待显示的信号电压，XX′上是仪器自身产生的锯齿形电压，叫作扫描电压。 (2)观察到的现象 ①如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线运动，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。 ②若所加扫描电压和信号电压的周期相等，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的稳定图像。 [易错易混·诊断] 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 目前智能手机普遍采用了电容触摸屏，电容触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的，它是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂一层ITO(纳米铟锡金属氧化物)，夹层ITO涂层作为工作面，四个角引出四个电极，当用户手指触摸电容触摸屏时，手指和工作面形成一个电容器，因为工作面上接有高频信号，电流通过这个电容器分别从屏的四个角上的电极中流出，且理论上流经四个电极的电流与手指到四个角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算来确定手指位置，假设电容器为平行板电容器。 (1)电容触摸屏只需要触摸，不需要压力即能产生位置信号。(√) (2)使用绝缘笔在电容触摸屏上也能进行触控操作。(×) (3)手指压力变大时，由于手指与屏的夹层工作面距离变小，电容变小。(×) (4)手指与屏的接触面积变大时，电容变大。(√) (5)在手机屏幕上贴上一个厚层钢化玻璃保护膜，电容变大。(√) (6)我们能在手机屏幕上看到各种各样的信息是因为电子束高速撞击荧光屏得到的。(×) 授课提示：对应学生用书第183页 　　自主探究 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．动态分析的思路 1．(2023·山东临沂模拟)熔喷布具有的独特的超细纤维结构增加了单位面积纤维的数量和表面积，具备很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性，使其成为医用口罩及N95口罩的最核心的材料。工厂在生产熔喷布时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器，其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，其位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，G是灵敏电流计。当熔喷布的厚度变薄导致介电常数变小时(　　) A．极板间的电场强度变大 B．极板上所带的电荷量减少 C．平行板电容器的电容变大 D．有自b向a的电流流过灵敏电流计 解析：因为接在恒压直流电源上，所以电容器极板间的电势差不变，上、下两个极板位置均固定，两极板之间的距离不变，根据E＝可得，极板间的电场强度不变，A错误；根据C＝可得，介电常数变小，电容变小，C错误；根据Q＝CU可得，电容变小，极板间的电势差不变，极板上所带的电荷量减少，电容器放电，有自a向b的电流流过灵敏电流计，B正确，D错误。 答案：B 2．如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，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