第36讲 电容器 带电粒子在电场中的直线运动（课件）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

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目标1.知道电容器的基本构造，了解电容器的充电、放电过程。目标2.理解电容的定义及动态变化规律。目标3.掌握带电粒子在电场中做直线运动的规律。
电容器 带电粒子在电场中的直线运动
带电粒子在电场中的直线运动
实验：观察电容器的充、放电现象
电容器及平行板电容器的动态分析
考点一　实验：观察电容器的充、放电现象
(2)电容器的放电过程：如图所示，当开关S接2时，相当于将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上电荷发生 ，在电子移动过程中，形成电流。放电开始电流较 (填“大”或“小”)，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐 (填“增大”或“减小”)，两极板间的电压也逐渐减小到零。
(1)按图连接好电路。(2)把单刀双掷开关S打在上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中。(3)将单刀双掷开关S打在下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中。(4)记录好实验结果，关闭电源。
(1)电流表要选用小量程的灵敏电流计。(2)要选择大容量的电容器。(3)实验要在干燥的环境中进行。(4)电容器充电时电流流向正极板，电容器放电时电流从正极板流出，且充、放电电流均逐渐减小至零。(5)电容器充、放电过程，电容器的电容不变，极板上所带电荷量和电压按正比关系变化。(6)电容器充、放电过程，I－t图中曲线与坐标轴周围成的面积表示电容器储存的电荷量。
用图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，请完成下列实验内容。(1)实验时，要通过电流表指针的偏转方向来观测电路中电流的方向。因此电流表应采用图乙中的 (选填“a”或“b”)。(2)依照图甲所示的电路图，将图乙的实验器材用笔画线代替导线连接成实验电路(图中已有部分连接)。(3)开关S接1后，小灯泡L_____(填选项前的字母)。A.一直不亮 B.逐渐变亮，稳定后保持亮度不变C.突然变亮，然后逐渐变暗，直到熄灭
(4)开关S接1足够长时间后，再将开关S接2。开关S接2之后电压表读数 (选填“逐渐增大”或“逐渐减小”)。(5)图乙中电容器的电容为________μF。当电容器的电压为10 V时其带电量为________C(保留两位有效数字)。
2.小姚利用图甲电路观察电容器在充电和放电过程中电流表和电压表示数的变化。实验中电源输出的电压为8 V，图乙实物电路中已完成部分连接。(1)用笔画线代替导线，完成剩余部分的电路连接。(2)当S连接1时，电流表示数____________，电压表示数__________(选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”)；S接1足够长时间后，电流表示数_______(选填“为0”或“不为0”)。当S从1断开后，电流表示数_____(选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“为0”)，电压表示数__________(选填“逐渐增大”“逐渐减小”“为0”或“保持不变”)。
考点二　电容器及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，电容器两极板所带的电荷量Q保持不变。(3)两类典型动态分析思路比较
知识点4.电容器两类典型动态问题
考向1.两板间电势差U保持不变
A.当电流计的指针向左偏时，被测物体向左移动B.当电流计的指针向左偏时，电容器的电压增大C.当电流计的指针向右偏时，电容器的电容增大D.当电流计的指针向右偏时，电容器的电荷量减小
考向2.两板间电荷量不变
2.某学校气象兴趣小组的同学利用所学物理知识设计了一个电容式风力传感器。如图所示，将电容器与静电计组成回路，可动电极在风力作用下向右移动，引起电容的变化，风力越大，移动距离越大(两电极不接触)。若极板上电荷量保持不变，在受到风力作用时，则( )
A.电容器电容变 B.极板间电场强度不变C.极板间电压变大 D.静电计指针张角越小，风力越小
考点三　带电粒子在电场中的直线运动
知识点1.对带电粒子进行受力分析时应注意的问题
液滴、油滴、尘埃、小球
考向1.带电粒子在电场中的直线运动
A.带电粒子获得的加速度变小 B.带电粒子到达负极板的时间变短C.带电粒子到达负极板时的速度变小 D.加速全过程静电力对带电粒子的冲量变小
考向2.带电体在电场中的直线运动
(1)小球在AB杆上运动的加速度大小；
(2)小球从A运动到C过程中摩擦力所做的功。
(1)小球A刚进入电场时的速度大小；
(2)要使小球B第一次下落时不穿出电场下边界，电场区域的最小高度H。
考向3.带电粒子在交变电场中的直线运动
1．（2024·甘肃·高考真题）一平行板电容器充放电电路如图所示。开关S接1，电源E给电容器C充电；开关S接2，电容器C对电阻R放电。下列说法正确的是（　　）A.充电过程中，电容器两极板间电势差增加，充电电流增加B.充电过程中，电容器的上极板带正电荷、流过电阻R的电流由M点流向N点C.放电过程中，电容器两极板间电势差减小，放电电流减小D.放电过程中，电容器的上极板带负电荷，流过电阻R的电流由N点流向M点 
A.材料竖直方向尺度减小 B.极板间电场强度不变C.极板间电场强度变大 D.电容器电容变大
6．（2024·广西·高考真题）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6V，内阻不计），电阻R1 = 400.0Ω，电阻R2 = 200.0Ω，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5000Hz，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曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0188C，则电容器的电容C为 μF。图丙中I—t曲线与横坐标、直线t = 1s所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0038C，则t = 1s时电容器两极板间电压为 V（结果保留2位有效数字）。
7．（2023·福建·高考真题）某同学用图（a）所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器材有：电源、电压传感器、电解电容器C（4.7μF，10V ），定值电阻R（阻值2.0kΩ ）、开关S、导线若干。（1）电解电容器有正、负电极的区别。根据图（a），将图（b）中的实物连线补充完整 ；
(1)为测量电容器充放电过程电压U和电流I变化，需在①、②处接入测量仪器，位置②应该接入测______(电流、电压)仪器。
(2)接通电路并接通开关，当电压表示数最大时，电流表示数为___。
位置②与电容器并联，为测电压仪器。
电压表示数最大时，电容器充电完毕。
A.一直稳定在某一数值B.先增大，后逐渐减小为零C.先增大，后稳定在某一非零数值
(1)把开关S接1，微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零：然后把开关S接2，微安表指针偏转情况是___；
A.迅速向右偏转后示数逐渐减小 B.向右偏转示数逐渐增大C.迅速向左偏转后示数逐渐减小 D.向左偏转示数逐渐增大
当微安表示数稳定时，电容器中不再有电流通过，此时干电池、电阻箱、微安表和电压表构成回路
(1)用多用电表的电压挡检测电池的电压。检测时，红表笔应该与电池的______(填“正极”或“负极”)接触。
【详解】[1]多用电表红表笔流入电流，黑表笔流出电流，故电流表红表笔应该与电池的正极接触；
A.迅速变亮，然后亮度趋于稳定B.亮度逐渐增大，然后趋于稳定C.迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭