9.4 电容器　实验十：观察电容器的充、放电现象　带电粒子在电场中的直线运动 课件 -2027届高考物理一轮复习人教版（2019）（含答案）

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学习目标:1.了解电容器的充电、放电过程,会计算电容器充、放电电荷量。2.能利用公式判断平行板电容器电容的变化。3.利用动力学、功能观点分析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.常见电容器(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　　　　。 充电过程Q、U、E均增大,放电过程反之(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　　　　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　　　　转化为其他形式的能。 
2.电容(1)定义:电容器所带的　　　　与电容器两极板间的电势差的比值。 比值定义法(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=　　　uF=1012 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　　　　,与电介质的相对介电常数成正比,与极板间距离成　　　　。 (2)决定式:C=　　　　,k为静电力常量。 4.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。
典例2　如图所示,平行板电容器通过一滑动变阻器R与直流电源连接,G为一零刻度在表盘中央的电流计,闭合开关S后,下列说法正确的是(　　)A.若在两板间插入电介质,电容器的电容变小B.若在两板间插入一导体板,电容器带的电荷量变小C.若将滑动变阻器滑片P向上移动,电容器带的电荷量变大D.若将电容器下极板向下移动一小段距离,此过程电流计中有从a到b方向的电流
对点演练　如图所示,将平行板电容器与电池组相连,两板间的带电油滴恰好处于静止状态。若将两板缓慢地错开一些,其他条件不变,下列叙述正确的是(　　)A.油滴带正电荷B.油滴将向下运动C.电容器的电容变大D.检流计G中有a→b的电流
考点二　实验:观察电容器的充、放电现象
典例3　用下图所示电路观察电容器的充、放电现象,现提供如下实验器材:电源E(电动势3 V,内阻不计)、电容器C(标称电容1 000 uF)、电阻箱R(0~9 999 Ω)、微安表G(量程0~500 uA,内阻为2 kΩ)、单刀双掷开关S和导线若干。(1)根据图甲电路在图中用笔画线代替导线将实物电路连接完整;
(2)将开关S拨至位置1,电容器上极板带　　　　(选填“正”或“负”)电; (3)充电完毕,将开关S拨至位置2,根据测得数据作出电路中的电流i随时间t变化的图像如图丙所示,则电阻箱接入电路的阻值为　　　　kΩ; 
丙(4)图丙中曲线与横轴围成的区域共有148个小格,则电容器电容的测量值为　　　  uF(结果保留三位有效数字);
(5)根据图丙可作出电容器所带电荷量q随时间t变化的图像。某小组两次实验中电阻箱接入电路的阻值分别为Ra和Rb,Ra>Rb,对应的q-t图像为曲线a和b。则下列图像可能正确的是　　　　。 
解析 (1)实物电路如图所示。
考点三　带电粒子(或带电体)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。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。
典例5　如图甲所示,在平行板电容器A、B两极板间加上如图乙所示的交变电压,t=0时刻A板电势比B板高,两板中间静止一电子,设电子在运动过程中不与两板相碰,而且电子只受静电力作用,规定向左为正方向,