最新高考物理一轮复习【讲通练透】 第39讲 电容器 带电粒子在电场中的运动（讲通）

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1、有准备的去听，也就是说听课前要先预习，找出不懂的知识、发现问题，带着知识点和问题去听课会有解惑的快乐，也更听得进去，容易掌握;
2、参与交流和互动，不要只是把自己摆在“听”的旁观者，而是“听”的参与者。
3、听要结合写和思考。
4、如果你因为种种原因，出现了那些似懂非懂、不懂的知识，课上或者课后一定要花时间去弄懂。
其次，要学会记忆：
1、要学会整合知识点。把需要学习的信息、掌握的知识分类，做成思维导图或知识点卡片，会让你的大脑、思维条理清醒，方便记忆、温习、掌握。
2、合理用脑。
3、借助高效工具。学习思维导图，思维导图是一种将放射性思考具体化的方法，也是高效整理，促进理解和记忆的方法。最后，要学会总结：
一是要总结考试成绩，通过总结学会正确地看待分数。
1.摸透主干知识 2.能力驾驭高考 3.科技领跑生活
第39讲 电容器 带电粒子在电场中的运动
目录
复习目标
网络构建
考点一 电容器的动态分析
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 电容器和电容
知识点2 平行板电容器两类动态的分析思路
【提升·必考题型归纳】
考向1 平行板电容器两类动态的分析
考向2 生产生活中的电容器动态分析
考点二 带电粒子在电场中的直线运动
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 电场中带电粒子做直线运动的条件
知识点2 用动力学和功能观点分析问题
【提升·必考题型归纳】
考向1 电场中带电粒子的直线运动
考向2 电场中带电体的直线运动
考点三 带电粒子在电场中的抛体运动
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点 带电粒子在电场中的抛体运动处理方法
【提升·必考题型归纳】
考向1 电场中带电粒子的抛体运动
考向2 电场中带电体的抛体运动
真题感悟
理解和掌握电容的定义式和决定式，会处理分析电容器的动态问题。
能够利用动力学、功能观点处理带电粒子在电场中的直线运动和抛体运动。
考点一 电容器的动态分析
知识点1 电容器和电容
1．电容器
(1)组成：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质，就组成一个最简单的电容器。
(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的 。
(3)击穿电压与额定电压
①击穿电压：电容器两极板间的电压超过某一数值时， 将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为电容器的击穿电压。
②额定电压：电容器外壳上标的工作电压，也是电容器正常工作所能承受的最大电压，额定电压比击穿电压低。
2．电容
(1)定义：电容器所带的 与电容器两极板之间的电势差U ，叫作电容器的电容。
(2)定义式：C＝ eq \f(Q,U) 。
(3)物理意义：表示电容器 本领大小的物理量。
(4)单位：法拉(F)，1 F＝ μF＝1×1012 pF。
3．平行板电容器
(1)决定因素：正对面积，相对介电常数，两板间的距离。
(2)决定式：C＝ 。
知识点2 平行板电容器两类动态的分析思路
1．平行板电容器动态的分析思路
2.平行板电容器的动态分析问题的两种情况
(1)平行板电容器充电后,保持电容器的两极板与电池的两极相连接:
(2)平行板电容器充电后,切断与电池的连接:
考向1 平行板电容器两类动态的分析
1．如图所示，是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关S闭合。一带电液滴悬浮在两板间P点不动，下列说法正确的是（ ）
A．带电液滴可能带正电
B．增大两极板距离的过程中，电容器的电容C减小
C．增大两极板距离的过程中，电阻R中有b从到a的电流
D．若断开S，减小两极板距离，带电液滴仍静止不动
2．如图所示，直流电源与一平行板电容器、理想二极管正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大可以视为断路连接，二极管一端接地。闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是（ ）

A．将平行板电容器下极板向下移动，则P点的电势不变
B．将平行板电容器上极板向上移动，则P点的电势不变
C．减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动
D．无论哪个极板向上移动还是向下移动，带电油滴都不可能向下运动
考向2 生产生活中的电容器动态分析
3．如图所示，日前多媒体教学一体机普遍采用了电容触摸屏，因为工作面上接有高频信号，当用户手指触摸电容触摸屏时，手指相当于接地导体，手指和工作面形成一个电容器，控制器由此确定手指位置。对于电容触摸屏，下列说法正确的是（ ）

A．手指与屏的接触面积变大时，电容变大
B．手指与屏的接触面积变大时，电容变小
C．手指压力变大时，手指与屏的工作面距离变小，电容变小
D．手指压力变大时，手指与屏的工作面距离变小，电容不变
4．传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。如图所示是测定液面高度h的电容式传感器示意图，E为电源，G为灵敏电流计，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体。已知电流从灵敏电流计左边接线柱流进电流计，指针向左偏。如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针正向左偏转，则（ ）
A．导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在增大
B．导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在增大
C．导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在减小
D．导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在减小
考点二 带电粒子在电场中的直线运动
知识点1 电场中带电粒子做直线运动的条件
1.粒子所受合外力F合＝0，粒子或静止，或做匀速直线运动。
2.匀强电场中，粒子所受合外力F合≠0，且与初速度方向在同一条直线上，带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动。
知识点2 用动力学和功能观点分析问题
1．用动力学观点分析
a＝ eq \f(qE,m) ，E＝ eq \f(U,d) ，v2－v02＝2ad(匀强电场)。
2．用功能观点分析
匀强电场中：W＝Eqd＝qU＝ eq \f(1,2) mv2－ eq \f(1,2) mv02。
非匀强电场中：W＝qU＝Ek2－Ek1。
考向1 电场中带电粒子的直线运动
1．一对平行正对的金属板C、D接入如图所示的电路中，电源电动势为E，C板固定，D板可左右平行移动，闭合开关，一段时间后再断开开关，从C板发射一电子，恰能运动到A点后再返回，已知A到D板的距离是板间距离的三分之一，电子质量为m，电荷量为-e，忽略电子的重力，则（ ）

A．设定C板电势为0，电子在A点的电势能为
B．若要让电子能够到达D板，可将D板向左平移至A点或A点左侧某位置
C．若要让电子能够到达D板，可将D板向右平移至某位置
D．若要让电子能够到达D板，可闭合开关，再将D板向右平移至某位置
2．如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点，由O点静止释放的电子恰好能运动到P点，现将C板向右平移到P′点，则由O点静止释放的电子（ ）
A．运动到P点返回
B．运动到P和P′点之间返回
C．运动到P′点返回
D．穿过P′点
考向2 电场中带电体的直线运动
3．如图所示，在竖直面（纸面）内有匀强电场，带电量为q（q>0）、质量为m的小球受水平向右大小为F的恒力，从M匀速运动到N。已知MN长为d，与力F的夹角为，重力加速度为g，则

A．场强大小为
B．M、N间的电势差为
C．从M到N，电场力做功为
D．若仅将力F方向顺时针转，小球将从M向N做匀变速曲线运动
4．如图所示，质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E的匀强电场中，以初速度沿直线做匀变速运动，直线与水平面的夹角为，若小球在初始位置的电势能为零，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（ ）
A．电场强度E的最小值为
B．匀强电场的方向可能竖直向上
C．如果小球加速运动且加速度大小为g，则电场强度
D．如果电场强度为，小球电势能的最大值为
考点三 带电粒子在电场中的抛体运动
知识点 带电粒子在电场中的抛体运动处理方法
1.求解电偏转问题的两种思路
以示波管模型为例,带电粒子经加速电场U1加速,再经偏转电场U2偏转后,需再经历一段匀速直线运动才会打到荧光屏上而显示亮点P,如图所示。
(1)确定最终偏移距离OP的两种方法
方法1:
方法2:
(2)确定粒子经偏转电场后的动能(或速度)的两种方法
2.特别提醒：
（1）利用动能定理求粒子偏转后的动能时,电场力做功W=qU=qEy,其中“U”为初末位置的电势差,而不一定是U=U22。
（2）注意是否考虑重力
①基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)．
②带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力．
考向1 电场中带电粒子的抛体运动
1．如图所示，甲、乙两个带正电的粒子分别以速度和从绝缘斜面顶端水平射出，整个装置处在竖直向下的匀强电场中，已知粒子甲的质量为，粒子乙的质量为，若两个粒子能落在斜面上同一点，粒子的重力不计，则下列说法正确的是（ ）
A．若，则粒子甲的比荷与粒子乙的比荷的比值为
B．若，则粒子甲的比荷与粒子乙的比荷的比值为
C．若，则粒子甲落到斜面的动能小于粒子乙落到斜面的动能
D．若，则粒子甲落到斜面的动能等于粒子乙落到斜面的动能
2．示波器是一种多功能电学仪器，它是由加速电场和偏转电场组成的。如图所示，质量为m的带电粒子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向从正中间射入偏转电场，并从另一侧射出。已知带电粒子的电荷量为q，加速电场电压为U1，偏转电场的极板长度为L，两极板间的距离为d，偏转电场极板间的电压为U2且可调节，不计粒子的重力。则下列说法正确的是（ ）
A．粒子离开偏转电场时的动能为q（U1+U2）
B．同种电性的不同带电粒子，射出装置的位置相同
C．减小U2，带电粒子通过偏转电场的时间变长
D．若粒子刚好从下极板边缘离开偏转电场，则
考向2 电场中带电体的抛体运动
3．如图所示，在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且，则下列说法中正确的是（ ）
A．小球从A到B与从B到C的运动时间之比3∶1
B．小球从A到B与从B到C的速度变化量大小之比3∶1
C．小球从A到B重力做功与从B到C电场力做功数值比为1∶1
D．小球从A到B重力做功与从B到C电场力做功数值比为2：3
4．如图所示，一质量为、带电荷量为的小球，以速度沿两正对带电平行金属板MN（板间电场可看成匀强电场）左侧某位置水平向右飞入，已知极板长，两极板间距为，不计空气阻力，小球飞离极板后恰好由A点沿切线进入竖直光滑绝缘圆弧轨道ABCD，AC、BD为圆轨道的直径，在圆轨道区域有水平向右的匀强电场，电场强度的大小与MN间的电场强度大小相等。已知，，，下列说法正确的是（ ）
A．小球在A点的速度大小为4m/s
B．MN两极板间的电势差为
C．小球运动至C点的速度大小为5m/s
D．轨道半径时小球不会在ABCD区间脱离圆弧轨道
（2023年湖北卷高考真题）一带正电微粒从静止开始经电压加速后，射入水平放置的平行板电容器，极板间电压为。微粒射入时紧靠下极板边缘，速度方向与极板夹角为，微粒运动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为和L，到两极板距离均为d，如图所示。忽略边缘效应，不计重力。下列说法正确的是（ ）

A．
B．
C．微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为2
D．仅改变微粒的质量或者电荷数量，微粒在电容器中的运动轨迹不变
考点要求
考题统计
考情分析
（1）电容
（2）电场中带电粒子的直线和抛体运动
2023年湖北卷第10题
2023年1月浙江卷第12题
2023年北京卷第20题
高考对电容器的考查较为频繁，但对带电粒子在电场中运动几乎每年都考，并且特别容易与磁场相结合，考查电磁组合场和叠加场问题，题目难度相对较大。