第8章 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（粤教版 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216页 一、电容器的电容 1．电容器 (1)组成：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质，就组成一个最简单的电容器。 (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。 (4)击穿电压与额定电压 ①击穿电压：电容器两极板间的电压超过某一数值时，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为电容器的击穿电压。 ②额定电压：电容器外壳上标的工作电压，也是电容器正常工作所能承受的最大电压，额定电压比击穿电压低。 2．电容 (1)定义 电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比，叫作电容器的电容。 (2)定义式：C＝。 (3)物理意义：表示电容器储存电荷本领大小的物理量。 (4)单位：法拉(F)，1 F＝1×106 μF＝1×1012 pF。 3．平行板电容器 (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 1．加速 (1)在匀强电场中，W＝qEd＝qU＝mv2－mv02。 (2)在非匀强电场中，W＝qU＝mv2－mv02。 2．偏转 (1)运动情况：如果带电粒子以初速度v0垂直场强方向进入匀强电场中，则带电粒子在电场中做类平抛运动，如图所示。 (2)处理方法：将粒子的运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和沿静电力方向的匀加速直线运动。根据运动的合成与分解的知识解决有关问题。 (3)基本关系式：运动时间t＝，加速度a＝＝＝，偏转量y＝at2＝，偏转角θ的正切值：tan θ＝＝＝。 一、判断题 1．电容器的电容与两极间电压成正比。(×) 2．放电后的电容器电荷量为零，电容也为零。(×) 3．带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动。(×) 4．带电粒子在电场中，只受静电力时，也可以做匀速圆周运动。(√) 5．带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计。(×) 二、选择题 1．(多选)某电容器上标有“1.5 μF　9 V”字样，则该电容器(　　) A．击穿电压为9 V B．正常工作时电压不应超过9 V C．正常工作时所带电荷量不超过1.5×10－6 C D．正常工作时所带电荷量不超过1.35×10－5 C 解析：9 V是电容器的额定电压，不是击穿电压，故A错误，B正确。电容器上标有“1.5 μF　9 V”，说明电容器的电容是1.5 μF，根据Q＝CU＝1.5×10－6×9 C＝1.35×10－5 C，知正常工作时所带的电荷量不能超过1.35×10－5 C，故C错误，D正确。 答案：BD 2．两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量绝对值为e，从O点沿垂直于极板的方向射入电场，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA间距为h，则此电子的初动能为(　　) A.　　　　　　　　 B. C. D. 解析：电子从O点到达A点的过程中，仅在静电力作用下速度逐渐减小，根据动能定理可得－eUOA＝0－Ek，因为UOA＝h，所以Ek＝，选项D正确。 答案：D 授课提示：对应学生用书第217页 考点一　平行板电容器的动态分析 1．平行板电容器动态的分析思路 2．两类动态分析的比较 　[特别提醒]　电容器充电后与电源断开，两极板带电荷量Q不变，当两极板间的距离d变化时，两极板间的场强E＝＝保持不变。 典例1　(多选)由电容器电容的定义式C＝可知(　　) A．若电容器不带电，则电容C为零 B．电容C与电容器所带电荷量Q成正比 C．电容C与所带电荷量Q无关 D．电容在数值上等于使两板间的电压增加1 V 时所需增加的电荷量 [解析]　电容器电容的定义式C＝是比值定义式，电容与电容器带电荷量及两端电压无关，由电容器本身决定，故A、B错误，C正确；由电容器电容的定义式C＝＝可知，电容在数值上等于使两板间的电压增加1 V时所需增加的电荷量，故D正确。 [答案]　CD 典例2　(2023·广东揭阳模拟)如图所示，C1、C2是完全相同的两个电容器，P是电容器C1两极板间的一点，在电容器C2两极板间插入一块云母板。闭合开关，电路稳定后断开开关。将云母板从C2极板间抽出的过程，下列说法正确的是(　　) A．P点电势升高 B．电容器C2的电容增大 C．灵敏电流计中有向右的电流 D．电容器C1两极板间的电场强度变小 [解析]　闭合开关，电路稳定后再将开关断开，两电容器极板上的带电荷量不变，根据C＝，电容器C2极板间云母板抽出的过程，相对介电常数εr减小，其他条件不变，则电容器C2的电容减小，B错误；由U＝可知，电容器C2极板间的电势差变大，电