第9单元 05 第26讲 电容器 带电粒子在电场中的直线运动（word教参）-【高考快车道】2027年高考物理大一轮总复习考点精讲（基础版）

该高中物理高考复习讲义围绕电容器动态分析及带电粒子电场直线运动核心考点，按“基础定义-动态规律-运动分析”逻辑架构知识，通过考点梳理（如电容决定因素）、方法指导（两类动态问题策略）、真题训练（2025年各地卷例题）等环节，帮助学生构建系统知识网络，突破难点。 资料以情境化例题（如压力传感器电容问题）培养物理观念，用“辨别明理”判断题训练科学思维，分考向（是否考虑重力）设计例题实现分层突破，能高效提升学生解题能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第26讲　电容器　带电粒子在电场中的直线运动 第26讲　电容器　带电粒子在电场中的直线运动 考点一　电容器及平行板电容器的动态分析 　　　　　 　　　　　 　　　　　 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:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的　　　　　　,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　　　　　转化为其他形式的能.  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　　　　.  3.平行板电容器的电容 (1)决定因素:　　　　　　、　　　　　　　　、　　　　　　　　.  (2)决定式:C=　　　　　.  【辨别明理】 1.电容器所带的电荷量是指两个极板所带电荷量的代数和. (　) 2.放电后电容器的电荷量为零,电容为零. (　) 3.电容器带电的过程中,正电荷由正极板移动到负极板并与负电荷中和. (　) 例1 [2025·黑吉辽内蒙古卷] 如图,某压力传感器中平行板电容器内的绝缘弹性结构是模仿犰狳设计的,逐渐增大施加于两极板压力F的过程中,F较小时弹性结构易被压缩,极板间距d容易减小;F较大时弹性结构闭合,d难以减小.将该电容器充电后断开电源,极板间电势差U与F的关系曲线可能正确的是 (　) A B C D [反思感悟] 　     例2 [2025·陕西咸阳三模] 李明做“探究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验,电容器的a、b两极板带有等量异种电荷且不变,a板与静电计连接,b板接地.如图所示,两板间P点处固定一负电荷.下列说法中正确的是 (　) A.将b板上移,则静电计指针偏转角增大 B.将b板左移,则静电计指针偏转角减小 C.将b板左移,P处电荷的电势能增大 D.在电容器两极板间插入玻璃板的过程中,P处电荷的电势能减小 [反思感悟] 　   例3 [2025·江苏卷] 如图所示,平行金属板与电源连接.一点电荷由a点移动到b点的过程中,电场力做功为W.现将上、下两板分别向上、向下移动,使两板间距离增大为原来的2倍,再将该电荷由a移动到b的过程中,电场力做功为 (　) A. B.W C.2W D.4W [反思感悟] 　   考点二　带电粒子(带电体)在电场中的直线运动 　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.对带电粒子进行受力分析时应注意的问题 (1)要掌握静电力的特点.静电力的大小和方向不仅跟电场强度的大小和方向有关,还跟带电粒子的电性和电荷量有关. (2)是否考虑重力依据情况而定. ①基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有特殊说明或暗示外,一般不考虑重力(但不能忽略质量). ②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有特殊说明或暗示外,一般都不能忽略重力. 2.做直线运动的条件 (1)粒子所受合外力F合=0,粒子静止或做匀速直线运动. (2)粒子所受合外力F合≠0且与初速度共线,带电粒子将做加速直线运动或减速直线运动. 3.带电体在电场中做直线运动的分析方法 考向一　不考虑重力的情况 例4 如图所示,三块平行放置的金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点.B板与电源正极相连,A、C两板与电源负极相连.闭合开关,从O点由静止释放一个电子,电子恰好能运动到P点(不计电子的重力影响).现将C板向右平移到P'点,下列说法正确的是 (　) A.若闭合开关后,再从O点由静止释放电子,电子将运动到P点返回 B.若闭合开关后,再从O点由静止释放电子,电子将运动到P'点返回 C.若断开开关后,再从O点由静止释放电子,电子将运动到P和P'点之间返回 D.若断开开关后,再从O点由静止释放电子,电子将穿过P'点 [反思感悟] 　   考向二　考虑重力的情况 例5 [2025·四川卷] 如图所示,真空中固定放置两块较大的平行金属板,板间距为d,下极板接地,板间匀强电场大小恒为E.现有一质量为m、电荷量为q(q>0)的金属微粒,从两极板中央O点由静止释放.若微粒与极板碰撞前后瞬间机械能不变,碰撞后电性与极板相同,所带电荷量的绝对值不变.不计微粒重力.求: (1)微粒第一次到达下极板所需时间; (2)微粒第一次从上极板回到O点时的动量大小. 例6 [2025·北京房山一模] 如图所示为密立根油滴实验示意图,两块水平放置的平行金属板分别与电源的正负极相接,板间产生匀强电场.用一个喷雾器把许多油滴从上板中间的小孔喷入电场.油滴从喷口出来时由于摩擦而带负电,油滴的大小、质量各不相同.油滴进入电场时的初速度、油滴间的相互作用及空气对油滴的浮力均忽略不计.下列说法正确的是 (　) A.悬浮的油滴所带的电荷量一定相等 B.若某油滴向下加速运动,则重力和静电力的合力做负功 C.若某油滴向下加速运动,减小平行金属板间距离,可使油滴处于平衡状态 D.若某油滴悬浮不动,增加平行金属板两端电压,则油滴仍不动 [反思感悟] 　       学科网（北京）股份有限公司 $ 第26讲　电容器　带电粒子在电场中的直线运动 例1　D　[解析] 根据公式Q=CU和电容的决定式C=,可得U=·d,根据题意F较小时易被压缩,F较大时难被压缩,随着F的增大,d在减小,且减小得越来越慢,电容器与电源断开后Q不变,故此时极板间的电势差U在减小,且减小得越来越慢;当F增大到一定程度时,再增大F,d基本不变,故此时U基本保持不变,结合图像,最符合情境的是D选项. 例2　A　[解析] 将b板上移,两极板正对面积S减小,由C=可知,电容减小,由C=可知,U增大,静电计指针偏转角增大,故A正确;将b板左移,两极板间的距离d增大,由C=可知,电容减小,由C=可知,U增大,静电计指针偏转角增大,根据E=,C=,C=,联立得E=,所以两极板间的场强E不变,由于P点到b板的距离d'增大,UPb=Ed',所以P点与b板间的电势差增大,而b板接地,电势为零,所以P点电势升高,由于P点处的电荷带负电,根据Ep=qφ可知,P处电荷的电势能减小,故B、C错误;在电容器两极板间插入玻璃板的过程中,相对介电常数εr增大,由C=可知,电容增大,由C=可知,U减小,由E=可知,E减小,由UPb=Ed',所以P点与b板间的电势差减小,而b板接地电势为零,所以P点电势降低,由于P点处的电荷带负电,根据Ep=qφ可知,P处电荷的电势能增大,故D错误. 例3　A　[解析] 根据题意可知,电容器与电源保持连接,电容器两端电压不变,现将电容器两极板间距增大至原来的2倍,由公式E=可知,极板间电场强度变为原来的,则由W=Eqd可知,再把电荷由a移至b,则电场力做功变为原来的,即电场力做功为,故选A. 例4　B　[解析] 根据题意可知UMO=UMP=UMP',电子从O到M电场力做正功,从M到P或从M到P'电场力做负功,电子在板间运动的过程,由动能定理可知eUOM+eUMP=0,将C板向右平移到P'点,若开关处于闭合状态,eUOM+eUMP'=0成立,电子将运动到P'点返回,故A错误,B正确;断开开关后,根据U=,C=,E=,联立解得E=,可知板间的电场强度与板间距离无关,而断开开关后可认为极板电荷量不变,则电场强度不变,根据动能定理可知eEd-eEd=0,因此若断开开关后再从O点由静止释放电子,电子仍将运动到P点,故C、D错误. 例5　(1)　(2)2 [解析] (1)由牛顿第二定律可得qE=ma 由运动学公式可得=at2 联立可得微粒第一次到达下极板所需的时间为t= (2)微粒第一次到达下极板时的速度大小为v1=at= 由于微粒与极板碰撞前后瞬间机械能不变,碰撞后电性与极板相同,所带电荷量的绝对值不变,设微粒碰后第一次到达上极板时的速度大小为v2,满足-=2ad 代入解得v2= 同理可得微粒第一次从上极板回到O点时的速度大小为v3,满足-=2a 代入解得v3=2 故微粒第一次从上极板回到O点时的动量大小为p=mv3=2 例6　C　[解析] 油滴进入电场后受重力与电场力,若油滴悬浮不动,说明重力与电场力平衡,即mg=qE,则有=,则油滴比荷相等,电荷量不一定相等,故A项错误;若某油滴向下加速运动,根据动能定理可知,重力与静电力的合力做正功,故B项错误;若某油滴向下加速运动,说明重力大于电场力,减小平行金属板间距离,根据E=可知电场力增大,可使油滴处于平衡状态,故C项正确;若某油滴悬浮不动,增加平行金属板两端电压,根据E=可知,电场力增大,则油滴向上运动,故D项错误. 第26讲　电容器 带电粒子在电场中的直线运动 考点一 【必备知识】 1.(1)绝缘　(2)绝对值　(3)①异种电荷　②电场能 2.(1)电荷量　电势差　(3)106　1012　(4)容纳电荷　(5)无关 3.(1)正对面积　相对介电常数　两板间的距离　(2) 【辨别明理】 1.×　2.×　3.× 学科网（北京）股份有限公司 $