第7章 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动 (课件PPT)-【状元桥】2026高考物理一轮总复习（湖北专版）

该高中物理课件聚焦静电场中电容器、带电粒子在电场中的运动等高考核心考点，依据高考评价体系梳理电容定义式与决定式、平行板电容器动态分析、带电粒子加速偏转等考查要求。通过知识整合与自我检测，对接物理观念素养，分析动态分析、偏转运动等高频考点权重，归纳实验题、计算题等常考题型，备考针对性强。 课件亮点在于融入2024年广西、黑龙江等高考真题训练，突出科学思维与科学探究素养。如平行板电容器动态分析分U不变和Q不变两类问题，结合电容决定式与定义式推理，带电粒子偏转采用运动分解法，推导偏移量与偏转角结论，帮助学生掌握解题模型。助力学生高效突破考点，也为教师提供系统复习教学指导。

静电场 第七章 第3讲　电容器　带电粒子在电场中的运动 知识整合·基础落实 点拨学法·素养提升 第3讲 目 录 Contents 知识整合·基础落实 绝缘 绝对值 返回目录 高考总复习·物理 　 增加 增大 电流 返回目录 高考总复习·物理 　 电荷量Q 电势差U 106 1012 容纳电荷 带电 电压 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 qEd qU 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 匀速直线 匀加速直线 返回目录 高考总复习·物理 　 偏转电极 返回目录 高考总复习·物理 　 信号电压 扫描电压 中心 信号电压 返回目录 高考总复习·物理 　 × × √ × 返回目录 高考总复习·物理 　 C 返回目录 高考总复习·物理 　 C 返回目录 高考总复习·物理 　 点拨学法·素养提升 返回目录 高考总复习·物理 　 15.0 2 返回目录 高考总复习·物理 　 4.7×103 2.8 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 CD 2.8×10－3 C 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 B 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 D 返回目录 高考总复习·物理 　 AD 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 C 返回目录 高考总复习·物理 　 CD 返回目录 高考总复习·物理 　 BD 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 BD 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 第3讲 返回目录 高考总复习·物理 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2003、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 电容器及电容 1．电容器 (1)组成：由两个彼此________又相距很近的导体组成． (2)带电荷量：一个极板所带电荷量的__________. (3)电容器的充、放电 ①充电：电容器充电的过程中，两极板的电荷量________，极板间的电场强度________，电源的能量不断储存在电容器中． ②放电：放电过程中，电容器把储存的能量通过________做功转化为其他形式的能量． 2．电容 (1)定义：电容器所带的____________与电容器两极板之间的____________之比． (2)定义式：C＝. (3)单位：法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)． 1 F＝_______μF＝_______pF. (4)意义：表示电容器____________本领的物理量． (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________及________无关． 3．平行板电容器的电容 (1)决定因素：正对面积、电介质、两板间的距离． (2)决定式：C＝. 带电粒子在电场中的运动 1．加速 (1)在匀强电场中，W＝__________＝qU＝mv2－mv. (2)在非匀强电场中，W＝________＝mv2－mv. 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_________运动和沿电场力方向的______________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＝＝＝______. 示波管 1．示波管的构造 ①电子枪，②____________，③荧光屏(如图所示)． 2．示波管的工作原理 (1)YY′偏转电极上加的是待测的____________，XX′偏转电极上经常接D仪器自身产生的锯齿形电压，叫作____________. (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________，产生一个亮斑． ②若所加扫描电压和____________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随时间变化的稳定图像． 1．判断下列说法的正误． (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)放电后的电容器电荷量为零，电容也为零．(　 　) (3)带电粒子在电场中只受电场力时，也可以做匀速圆周运动．(　 　) (4)带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计．(　 　) 2．对于某一电容器，下列说法正确的是(　 　) A．电容器所带的电荷量越多，电容越大 B．电容器两极板间的电势差越大，电容越大 C．电容器所带的电荷量增加一倍，两极板间的电势差也增加一倍 D．电容器两极板间的电势差减小到原来的，它的电容也减小到原来的 3．如图所示，A、B两个带正电的粒子，所带电荷量分别为q1、q2，质量分别为m1、m2.它们以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，A粒子打在N板上的A′点，B粒子打在N板上的B′点，若不计重力，则(　 　) A．q1＞q2 B．m1＜m2 C．> D．< 命题点一　观察电容器的充、放电现象 (2024·广西)某同学为探究电容器充、放电过程，设计了图甲实验电路．器材如下：电容器，电源E(电动势6 V，内阻不计)，电阻R1＝400.0 Ω，电阻R2＝200.0 Ω，电流传感器，开关S1、S2，导线若干．实验步骤如下： 　 (1)断开S1、S2，将电流传感器正极与a节点相连，其数据采 样频率为5 000 Hz，则采样周期为______s. (2)闭合S1，电容器开始充电，直至充电结束，得到充电过程的I－t曲线如图乙，由图乙可知开关S1闭合瞬间流经电阻R1的电流为_______mA(结果保留3位有效数字)． (3)保持S1闭合，再闭合S2，电容器开始放电，直至放电结束，则放电结束后电容器两极板间电压为______V. (4)实验得到放电过程的I－t曲线如图丙，I－t曲线与坐标轴所围图形的面积对应电容器释放的电荷量为0.018 8 C，则电容器的电容C为____________ μF.图丙中I－t曲线与横坐标、直线t＝1 s所围图形的面积对应电容器释放的电荷量为0.003 8 C，则t＝1 s时电容器两极板间电压为_______V(结果保留2位有效数字)． 电荷的定向移动形成电流，电流表示单位时 间内通过导体横截面的电荷量，即I＝.电流传感器可以像电流表一样测量电流，并且可以和计算机相连，画出电流与时间的变化图像．图甲是用电流传感器观察充、放电过程的实验电路图，图中电源的电压为6 V. 先使开关S与1接通，待充电完成后，再使开关S与2接通，电容器通过电阻放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的i－t图像，如图乙所示． (1)下列说法正确的是________. A．电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板 B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断增大 C．电容器放电的过程中，电容器两极板间的电场强度不断变小 D．电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为电路中其他形式的能量 (2)根据乙图中图线计算得出电容器放电前所带的电荷量为______________(结果保留2位有效数字)． 命题点二　平行板电容器的动态分析 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＝和C＝，先分析电容的变化，再分析Q的变化． ②根据E＝分析电场强度的变化． ③根据UAB＝Ed分析某点电势变化． (2)Q不变 ①根据C＝和C＝，先分析电容的变化，再分析U的变化． ②根据E＝分析电场强度变化． (2024·黑吉辽)某种不导电溶液的相对介电常数εr与浓度cm的关系曲线如图甲所示，将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源、电流表等构成如图乙所示的电路．闭合开关S后，若降低溶液浓度，则(　 　) 　 A．电容器的电容减小 B．电容器所带的电荷量增大 C．电容器两极板之间的电势差增大 D．溶液浓度降低过程中电流方向为M→N 一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上．若将云母介质移出，则电容器(　 　) A．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大 B．极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大 C．极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变 D．极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变 (多选)如图所示，某电容器由两水平放置的半圆形金属板组成，板间为真空．两金属板分别与电源两极相连，下极板固定，上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动．起初两极板边缘对齐，然后上极板转过10°，并使两极板间距减小到原来的一半．假设变化前后均有一电子由静止从上极板运动到下极板．忽略边缘效应，下列说法正确的是(　　　) A．变化前后电容器电容之比为9∶17 B．变化前后电容器所带电荷量之比为16∶9 C．变化前后电子到达下极板的速度之比为∶1 D．变化前后电子运动到下极板所用时间之比为2∶1 命题点三　带电粒子(带电体)在电场中的直线运动 1．做直线运动的条件 (1)粒子所受合力F合＝0，粒子或静止，或做匀速直线运动． (2)粒子所受合力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．用动力学观点分析 a＝，E＝，v2－v＝2ad. 3．用功能观点分析 匀强电场中：W＝qEd＝qU＝mv2－mv. 非匀强电场中：W＝qU＝Ek2－Ek1. 如图所示，空间存在两块平行的彼此绝缘的带电薄金属板A、B，间距为d，中央分别开有小孔O、P.现有甲电子以速率v0从O点沿OP方向运动，恰能运动到P点．若仅将B板向右平移距离d，再将乙电子从P′点由静止释放，则(　 　) A．金属板A、B组成的平行板电容器的电容C不变 B．金属板A、B间的电压减小 C．甲、乙两电子在板间运动时的加速度相同 D．乙电子运动到O点的速率为2v0 (多选)如图所示，一个质量为m、电荷量为q的带正电油滴，在平行于纸面的匀强电场中由静止沿斜向右下方做直线运动，其轨迹与竖直方向的夹角为θ，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则下列判断正确的是(　　　) A．电场强度的最小值等于 B．电场强度的最大值等于 C．带电油滴的机械能可能增加 D．电场力可能对带电油滴不做功 (多选)如图所示，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平，两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等．现同时释放a、b，它们由静止开始运动，在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，a、b间的相互作用和重力可忽略．下列说法正确的是(　　　) A．a的质量比b的大 B．在t时刻，a的动能比b的大 C．在t时刻，a和b的电势能相等 D．在t时刻，a和b的动量大小相等 命题点四　带电粒子(带电体)在电场中的偏转 1．运动规律 (1)沿初速度方向做匀速直线运动 (2)沿电场力方向做匀加速直线运动 2．两个结论 (1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时，偏移量和偏转角总是相同的． 证明：由qU0＝mv y＝at2＝··2 tan θ＝ 得y＝，tan θ＝ 可见y与tan θ与粒子的q、m无关． (2)粒子经电场偏转后射出，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O为粒子水平位移的中点，即O到偏转电场边缘的距离为. 3．功能关系 当讨论带电粒子的末速度v时也可以从能量的角度进行求解：qUy＝mv2－mv，其中Uy＝y，指初、末位置间的电势差． (多选)一带正电微粒从静止开始经电压U1加速后，射入水平放置的平行板电容器，极板间电压为U2.微粒射入时紧靠下极板边缘，速度方向与极板夹角为45°，微粒运动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为2L和L，到两极板距离均为d，如图所示．忽略边缘效应，不计重力．下列说法正确的是(　　　) A．L∶d＝2∶1 B．U1∶U2＝1∶1 C．微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为2 D．仅改变微粒的质量或者电荷数量，微粒在电容器中的运动轨迹不变 密立根油滴实验的示意图如图所示．两水平 金属平板上下放置，间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴．两板间不加电压时，油滴a、b在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为v0、；两板间加上电压后(上板为正极)，这两个油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动．油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率成正比，比例系数视为常数．不计空气浮力和油滴间的相互作用． (1)求油滴a和油滴b的质量之比； (2)判断油滴a和油滴b所带电荷的正负，并求a、b所带电荷量的绝对值之比． 解析　(1)设油滴半径r，密度为ρ，则油滴质量m＝πr3ρ， 则速率为v时受阻力f＝krv， 则当油滴匀速下落时mg＝f， 解得r＝∝， 可知＝＝2， 则＝＝. (2)两板间加上电压后(上板为正极)，这两个油滴很快达到相同的速率，可知油滴a做减速运动，油滴b做加速运动，可知油滴a带负电，油滴b带正电；当再次匀速下落时， 对a由受力平衡可得|qa|E＋fa＝mag， 其中fa＝mag＝mag， 对b由受力平衡可得fb－qbE＝mbg， 其中fb＝mbg＝2mbg， 联立解得＝＝. 答案　(1)8∶1　(2)油滴a带负电，油滴b带正电　4∶1 $$