发布时间 : 星期一 文章(浙江专版)2019版高考物理大一轮复习第六章静电场第3课时电容器的电容带电粒子在电场中的运动学案更新完毕开始阅读
第3课时 电容器的电容 带电粒子在电场中的运动
一、电容器及电容 1.常见电容器
(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
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。
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.电容
(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值。 (2)定义式：C＝。
(3)物理意义：表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。 (4)单位：法拉(F) 1 F＝10 μF＝10 pF 3.平行板电容器
(1)影响因素：平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比，与电介质的相对介电常数成正比，与极板间距离成反比。
(2)决定式：C＝，k为静电力常量。
4πkd二、带电粒子在电场中的运动 1.带电粒子在电场中的加速
带电粒子在电场中加速时，若不计粒子的重力，只受电场力，则电场力对带电粒子做的功等于粒子动能的变化量。在匀强电场中可用力和运动的观点处理，也可用能量观点处理；在非匀强电场中一般用能量观点处理。 2.带电粒子在电场中的偏转
只分析带电粒子垂直进入匀强电场时发生的偏转。
6
12
QUεrS 1
(1)粒子在电场中的运动情况：如果带电粒子以初速度v0垂直于场强方向射入匀强电场，不计重力，电场力使带电粒子产生加速度，做类平抛运动。
(2)运动规律：垂直于电场方向上的分运动是匀速直线运动。vx＝v0，x＝v0t 平行于电场方向上的分运动是匀加速直线运动。 【思考判断】
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正比( × ) 3放电后的电容器电荷量为零，电容也为零( × ) 4.带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动( × )
5.带电粒子在电场中，只受电场力时，也可以做匀速圆周运动( √ ) 6.示波管屏幕上的亮线是由于电子束高速撞击荧光屏而产生的( √ ) 7.带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计( × )
考点一 电容器的电容(b/c)
[要点突破]
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.平行板电容器动态问题的分析思路
[典例剖析]
【例1】 如图所示是描述给定的电容器充电时极板上带电荷量Q、极板间电压U和电容C之间关系的图象，其中错误的是( )
解析 A图所含的信息是：电容器电容的大小和电容器所带的电荷量成正比，A错误；B图
2
所含的信息是：电容器的电容并不随两极板间电压的变化而改变，B正确；C图所含的信息是：电容器所带的电荷量与极板间的电压的比值不变，即电容器的电容不变，C正确；D图所含的信息是电容器的电容与电容器所带的电荷量无关，D正确。 答案 A
【例2】 如图所示，先接通S使电容器充电，然后断开S，增大两极板间的距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两极板间电势差U及场强E的变化情况是( )
A.Q变小，C不变，U不变，E变大 B.Q变小，C变小，U不变，E变小 C.Q不变，C变小，U变大，E不变 D.Q不变，C变小，U变小，E无法确定
解析 由充电后断开电源，电容器的电荷量不变，选项A、B错；由C＝知增大两极板4πkdεrSQU4πkQ间的距离时，电容C减小，由C＝知，U增大；两板间电场强度E＝＝，可见当增加
UdεrS两板间距时，电场强度不变，选项C正确，D错误。 答案 C 【方法总结】
平行板电容器的动态分析步骤
(1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变。 (2)用决定式C＝分析平行板电容器电容的变化。
4πkd(3)用定义式C＝分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。
[针对训练]
1.如图所示的电路中，A、B是平行板电容器的两金属板。先将开关S闭合，等电路稳定后将S断开，并将B板向下平移一小段距离，保持两板间的某点P与A板的距离不变。则下列说法错误的是( )
εrSQU 3
A.电容器的电容变小
B.电容器内部电场强度大小变大 C.电容器内部电场强度大小不变 D.P点电势升高
解析 由题意知电容器带电荷量Q不变，当B板下移时，板间距离d增大，由电容公式C＝
εrSUQ4πkQ知，电容器的电容变小，选项A正确；电容器内部电场强度E＝＝＝不变，4πkddCdεrS选项B错误，C正确；B板电势为0，P点电势φP，等于P点与B板的电势差UPB＝EdPB变大，则φP升高，选项D正确。 答案 B
2.如图所示，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( )
A.保持S不变，增大d，则θ变大 B.保持S不变，增大d，则θ变小 C.保持d不变，减小S，则θ变小 D.保持d不变，减小S，则θ不变
解析 静电计指针偏角反映电容器两板间电压大小。在做选项所示的操作中，电容器电荷量
QεrSQ保持不变，由C＝＝知，保持S不变，增大d，则C减小，U增大，偏角θ增大，
U4πkd选项A正确，B错误；保持d不变，减小S，则C减小，U增大，偏角θ也增大，故选项C、D均错误。 答案 A
3.(2017·绍兴模拟)2015年4月16日，中国南车设计制造的全球首创超级电容储能式现代电车在宁波下线，不久将成为二三线城市的主要公交用车。这种超级电车的核心是我国自主研发、全球首创的“超级电容器”。如图所示，这种电容器安全性高，可反复充放电100
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