(配套教参)第七章 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动-【高考领航】2024高考物理大一轮复习教师用书word+课件PPT（新教材，人教版）

第3讲　电容器　带电粒子在电场中的运动 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两个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＝1012pF。 (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、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)决定式：C＝。 (2)决定因素：正对面积S，相对介电常数εr(真空中最小)，两板间的距离d。 二、带电粒子在电场中的运动 1．直线运动 (1)牛顿第二定律结合运动学公式。 (2)动能定理：W＝qEd＝qU＝mv2－mv02。 2．偏转问题 (1)条件分析：不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场。 (2)运动性质：匀变速曲线运动。 (3)处理方法：利用运动的合成与分解。 ①沿初速度方向：做匀速运动。 ②沿电场方向：做初速度为零的匀加速运动。 一、易混易错判断 1．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。(×) 2．电容器的电容与电容器所带电荷量成反比。(×) 3．放电后的电容器电荷量为零，电容也为零。(×) 4．带电粒子在电场中，只受电场力时，也可以做匀速圆周运动。(√) 5．带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动。(×) 6．带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计。(×) 二、经典小题速练 1．(人教版教材原题改编)(多选)如图所示是描述对给定的电容器充电时其电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的是(　　) 解析：CD　对于给定电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器的带电荷量Q的大小和两极板间的电压U的大小无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故D正确，A、B错误；而 C图告诉我们电容器所带的电荷量与极板间的电压成正比，其比值即电容器的电容不变，故C正确。 2.(人教版教材原题改编)如图所示，M和N是匀强电场中的两个等势面，相距为d，电势差为U，一质量为m(不计重力)、电荷量为－q的粒子，以速度v0通过等势面M射入两等势面之间，则该粒子穿过等势面N的速度应是(　　) A. 　　　　　 B.v0＋ C. D. 解析：C　qU＝mv2－mv02，v＝ 。故选C。 考点一　平行板电容器及其动态分析(基础考点) 1．平行板电容器动态变化的两种情况 (1)电容器始终与电源相连时，两极板间的电势差U保持不变。 (2)充电后与电源断开时，电容器所带的电荷量Q保持不变。 2．动态分析思路 1．(与电源断开的情形 —— Q不变)(2023·首都师范大学附中高三检测)如图所示，两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板N与静电计相连，极板M与静电计的外壳均接地。用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U。在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容器所带电荷量Q不变，下面的操作中将使静电计指针张角变大的是(　　) A.仅将M板向上平移 B.仅将M板向右平移 C.仅在M、N之间插入云母板 D.仅在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触 解析：A　仅将M板向上平移，两极板正对面积减小，根据C＝，电容减小，而电容器的电荷量不变，由C＝得知，板间电压增大，静电计指针张角变大，故A正确；同理，仅将M板向右平移，板间距离减小，电容增大，而电容器的电荷量不变，故板间电压减小，静电计指针张角变小，故B错误；同理，仅在M、N之间插入云母板，电容增大，而电容器的电荷量不变，故板间电压减小，静电计指针张角变小，故C错误；同理，在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触，d减小，电容增大，Q不变，故板间电压减小，静电计指针张角变小，故D错误。 2．(与电源相连的情形——U不变)(多选)如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与恒压电源相连，在距离两板等距的M点有一个带电液滴处于静止状态。若将a板向下平移一小段距离，但仍在M点上方，稳定后，下列说法中正确的是(　　) A.液滴将向下加速运动 B.M点电势升高，液滴在M点的电势能将降低 C.M点的电场强度变小了 D.在a板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同 解析：BD　极板始终与电源连接，电压不变，d减小，由E＝可知，电场强度E增大，则带电液滴所受电场力增大，液滴将向上加速运动，故A、