2019版高考物理大一轮复习第六章静电场第3讲电容器的电容、带电粒子在电场中的运动学案

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1、第3讲　电容器的电容、带电粒子在电场中的运动[考试标准]知识内容必考要求加试要求说明电容器的电容bc1.不要求应用平行板电容器电容的决定式进行计算．2.示波管问题的分析与计算不涉及两个偏转电极同时加电压的情形．3.解决带电粒子偏转运动问题只限于垂直电场方向入射且偏转电极加恒定电压的情形.带电粒子在电场中的运动bd一、电容器1．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，放电过程中电场能转化为其他形式的能．2．公式

2、C＝和C＝的比较(1)定义式：C＝，不能理解为电容C与Q成正比、与U成反比，一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关．(2)决定式：C＝，εr为电介质的相对介电常数，S为极板正对面积，d为板间距离．自测1　下列关于电容器的叙述正确的是(　　)A．电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电的容器才称为电容器B．从C＝可以看出，电容的大小取决于带电荷量和电压C．电容器所带的电荷量是指两个极板所带电荷量的绝对值D．电容器充电过程，是将电能转变成电容器的电场能并储存起来的过程；电容器放电过程

3、，是将电容器储存的电场能转化为其他形式的能的过程答案　D二、带电粒子在电场中的运动1．加速问题若不计粒子的重力且无其他外力作用，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子的动能的增量．(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．带电粒子在电场中偏转的运动规律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，如图1.图1(1)沿初速度方向做匀速直线运动运动时间(2)沿电场力方向，做匀加速直线运动自测2　如图2所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂

4、直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子的入射速度为原来的2倍，而电子仍从原来位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板间的距离应变为原来的(　　)图2A．2倍B．4倍C.D.答案　C命题点一　平行板电容器的动态分析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．3．U不变(1)根据C＝＝先分析电容的变化，再分析Q的变化．(2)根据E＝分析场强的变化．(3)根据UAB＝E·d分析某点电势变化．4．Q不变(1)根据C＝＝先分析

5、电容的变化，再分析U的变化．(2)根据E＝分析场强变化．拓展点　电容器充放电分析例1　如图3所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，开关S闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态，以下说法正确的是(　　)图3A．若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G表中无电流B．若将A向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G表中有a→b的电流C．若将A向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G表中有b→a的电流D．若将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G表中有b→a的电流答案　C解析

6、　由于油滴处于静止状态，所以q＝mg.若将S断开，由于电容器的电荷量不变，则电压U不变，油滴仍处于静止状态，选项A错误．若将A向左平移一小段位移，则电容C变小，电压U不变，则Q＝CU变小，所以电流由b→a，此时油滴仍静止，选项B错误．若将A向上平移一小段位移，电容C变小，电压U不变，则Q变小，所以电流由b→a，此时q＜mg，油滴向下加速运动，所以选项C正确．若将A向下平移一小段位移，电容C变大，电压U不变，则Q变大，所以电流由a→b，此时q＞mg，油滴向上加速运动，所以选项D错误．变式1　(2017·嘉兴市质检)超级

7、电容器又叫双电层电容器，是一种新型储能装置，它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电容器．如图4为一款标有“2.7V,3000F”的超级电容器，据此可知该款电容器(　　)图4A．放电时电容不变B．充电时电能减少C．在2.7V电压下才能工作D．两极所加电压为2.7V时，电容才达到3000F答案　A解析　电容器的电容由电容器本身因素决定，放电时电容不变，故A正确；充电时，其他形式的能转化成电能，即电能增加，故B错误；电容器在低于2.7V的电压下仍可正常工作，故C错误；电容与电压无关，其大小

8、一直是3000F，故D错误．变式2　用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图5)．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若(　　)图5A．保持S不变，增大d，则θ不变B．保持S不变，增大d，则θ变小C．保持d不变，增大S，则θ变小D．保持d不变，增大S，则θ不变答案　C解析　由C＝