第九章 第45课时 电容器 带电粒子在电场中的直线运动-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义）

这是一份第九章 第45课时 电容器 带电粒子在电场中的直线运动-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义），共65页。PPT课件主要包含了电容器电容，考点一，考点二，课时精练等内容，欢迎下载使用。
电容器　带电粒子在电场中的直线运动
1.知道电容器的基本构造，了解电容器的充电、放电过程。2.理解电容的定义及动态变化规律。3.掌握带电粒子在电场中做直线运动的规律。
考点二　带电粒子在电场中的直线运动
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。
　　　闪电是由云层中所积累的电荷放电引起的，通常是云层底部带正电荷，云层下方的地面会感应出负电荷，当云层底部与地面间的电场强度增大到E0=5×105 V/m时会击穿空气，发生短时放电现象，形成闪电。某圆盘形云朵底部与地面的距离h=1×103 m，该云朵与地面间的电场强度恰好达到E0时发生闪电，放电电流随时间变化的简化函数图像如图所示。假设该次放电将云朵所带电荷全部放掉，云朵和地面构成的电容器可视为理想的平行板电容器。下列说法不正确的是A.这次放电释放的总电荷量Q=5 CB.这次放电过程中的平均电流I=5×104 AC.该等效电容器的电容值C=1×10-8 FD.放电前该电容器存储的电能E=2.5×109 J
(2024·浙江6月选考·6)图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验，保持电荷量不变，当极板间距增大时，静电计指针张角增大，则A.极板间电势差减小B.电容器的电容增大C.极板间电场强度增大D.电容器储存能量增大
(2025·江苏南通市三模)电容热膨胀检测仪的简化结构如图所示，电容器的下极板可随测量材料的高度变化而上下移动。现将待测材料平放在加热器上进行加热，闭合开关S，材料向上膨胀的过程中A.电容器的电容减小B.电容器极板间电场强度减小C.电容器所带电荷量增加D.电流从b→a通过电流计
两类典型动态分析思路比较
带电粒子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。基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有特殊说明或明确的暗示外，一般不考虑重力(但不能忽略质量)。带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有特殊说明或明确的暗示外，一般都不能忽略重力。
(2022·北京卷·18)如图所示，真空中平行金属板M、N之间距离为d，两板所加的电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。
(1)求带电粒子所受的静电力的大小F；
(2)求带电粒子到达N板时的速度大小v；
(2)粒子在板间运动的时间t'。
(来自教材改编)如图甲为直线加速器原理图，由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上。序号为奇数的圆筒和交流电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交流电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。已知电子的质量为m、元电荷为e、电压的绝对值为u，周期为T，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。在t=0时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)中央有一个初速度为零的电子。下列说法正确的是
拓展　保持加速器筒长、加速电压不变，若要加速比荷更大的粒子，则要怎样调整交流电压的周期？
1.解题技巧(1)按周期性分段研究。
2.在画速度—时间图像时，要注意以下几点：(1)带电粒子进入电场的时刻。(2)速度—时间图像的斜率表示加速度，因此加速度相同的运动的图像一定是平行的直线。
(3)图线与时间轴围成的“面积”表示位移，且在横轴上方所围成的“面积”为正，在横轴下方所围成的“面积”为负。(4)注意对称性和周期性变化关系的应用。(5)图线与横轴有交点，表示此时速度为零；对于运动很复杂，不容易画出速度—时间图像的问题，还应逐段分析求解。
3.思维方法(1)注重全面分析(分析受力特点和运动规律)：抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征，求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的临界条件。(2)从两条思路出发：一是力和运动的关系，根据牛顿第二定律及运动学规律分析；二是功能关系。
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1.(来自教材改编)如图所示，四个图像描述了对给定的电容器充电时，电容器带电荷量Q、电压U和电容C三者的关系，正确的图像有
3.(2024·江苏南京市、盐城市期末)如图所示，直线加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，相邻圆筒间的距离相同，其中心轴线在同一直线上，A、B接在电压大小不变、极性随时间周期性变化的交流电源上，粒子从序号为0的金属圆板的中心沿轴线进入圆筒。则粒子A.在加速器中一直做匀加速直线运动B.只在金属圆筒内做匀加速直线运动C.只在相邻两个金属圆筒间做匀加速直线运动D.在加速器中一直做加速度增大的变加速直线运动
4.(2026·江苏南京市检测)如图所示，中心开孔的A、B极板间加上恒定电压，两极板间的距离可以改变，电子每次以相同初速度沿两板的轴线方向向右射入电场中，电子所受重力不计，则下列说法正确的是A.只要两极板的距离足够小，电子一定能从右极板射出B.只要两极板的距离足够大，电子一定不能从右极板射出C.当两极板的距离变化时，电子在电场中运动的时间不变D.当两极板的距离变化时，电子离开电场的速度相同
5.(2025·黑吉辽蒙卷·4)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的压力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
(1)若按压按键不改变电容器所带的电荷量，则按压后极板间的电压变为按压前的多少倍？
(2)若按压按键不改变电容器极板间的电压，则按压后极板间的电场强度大小变为按压前的多少倍？
9.(2026·江苏南京市模拟)2024年8月我国科学家狄增峰团队成功研制出一种人造蓝宝石作为绝缘介质的晶圆，这种材料具有卓越的绝缘性能。如图所示，直流电源与一平行板电容器、理想二极管连接，电容器A板接地。闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点恰好处于静止状态。下列说法正确的是A.该带电油滴带正电B.B板下移，油滴将继续保持静止状态C.减小极板间的正对面积，P点处的电势升高D.若两板间插入人造蓝宝石，则电容器的电容减小
10.(2025·四川卷·13)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。