第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动考点1电容平行板电容器的动态分析1电容器(1)组成：由两个彼此绝缘且又相互接近的导体组成(2)带电量：一个极板所带电量的绝对值2电容(1)定义：电容器所带的电量与两极板间电势差的比值(2)公式： C_.(3)物理意义：电容是描画电容器包容电荷身手大小的物理量电容 C 由电容器本身的构造要素决议，与 U、Q 无关(4)单位：1 法拉(F) _微法(F)_皮法(pF)3平行板电容器的电容1061012间隔(1)影响要素：平行板电容器的电容与两极板的_成正比，与两极板的_成反比，并且跟板间插入的电介质有关QUQU正对面积(2)公式：C_4平行板电容器的动态分析电压电量(1)两种情况：坚持两极板与电源相连，那么电容器两极板间_不变充电后断开电源，那么电容器的_不变(3)方法：找不变量与变化量之间的公式来决议要比较的量的变化关系如：Q 不变、d 变小，比较 E 的变化，那么 QCUS4kd考点2带电粒子在电场中的运动示波管1带电粒子在电场中的直线运动(1)运动形状分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，遭到的电场力与运动方向在同一条直线上，做匀变速直线运动(2)用功能观念分析：电场力对带电粒子所做的功等于粒子动能的变化，即 qU_.2带电粒子的偏转分析(1)运动形状：带电粒子遭到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用而做类平抛运动(2)处置方法：类似于平抛运动的处置方法，如图 731.图 731匀速匀加速图 732由此式可知，粒子的偏转角与粒子的 q、m 无关，仅决议于加速电场和偏转电场，即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场，它们在偏转电场中的偏转角度总是一样的4示波管(1)构造：电子枪；偏转电极；荧光屏(如图 733 所示)图 733(2)任务原理假设在偏转电极 XX和 YY之间都没有加电压，那么电子枪射出的电子沿直线运动，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑YY上加的是待显示的信号电压XX上是机器本身的锯齿形电压，叫做扫描电压假设所加扫描电压和信号电压的周期一样，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的图象1根据电容器的定义式 C 可知(题组1对应考点1QU)A电容器电容越大，电容器所带电荷量就越多B电容器的两极板间电势差越大，电容越大C电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电势差成反比D电容器的电容不随所带电荷量及两极板间的电势差的变化而变化解析：此题主要调查电容的定义式C，即C与Q、UQU皆无关，Q 与 U 成正比答案：D2(双选)图 734 所示的是一个由电池、电阻 R、电键S 与平行板电容器组成的串联电路，电键闭合，在增大电容器两极板间间隔的过程中()图 734A电阻 R 中没有电流B电容器的电容变小C电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流D电阻 R 中有从 b 流向 a 的电流答案：BC3(2021 年北京卷)用控制变量法，可以研讨影响平行板电容器电容的要素(如图 735)设两极板正对面积为 S，极板间的间隔为 d，静电计指针偏角为.实验中，极板所带电荷量不变，假设()图 735A坚持 S 不变，增大 d，那么变大B坚持 S 不变，增大 d，那么变小C坚持 d 不变，减小 S，那么变小D坚持 d 不变，减小 S，那么不变答案：A题组2对应考点24(2021 年江苏模拟)如图 736 所示，平行板电容器与恒定电源相连，负极板接地，在两板间有一正电荷(电荷量很少且不变)固定在 P 点，以 U 表示电容两极板间的电压，E 表示两极板间的场强，Ep 表示正电荷在 P 点的电势能，假设坚持负极板)不动，而将正极板向上移至某位置，那么(AU 不变，Ep 变小BU 不变，Ep 不变CE 变小，Ep 变大DE 变大，Ep 不变图 736解析：向上挪动正极板，电源电压不变，那么电容器两端电压不变；U 不变，d 变大，那么电容C 变小，由QCU 知Q 变小，故两极板间场强变小，Ep 变小，A 选项正确答案：A)与加速电场、偏转电场的关系，以下说法中正5(双选)如图 737 所示，示波器的示波管可以视为加速电场与偏转电场的组合，假设知加速电压为 U1，偏转电压为U2，偏转极板长为 L，板间距为 d，且电子被加速前的初速度可忽略，那么关于示波器的灵敏度(即偏转电场中每单位偏转电压所引起的偏转量hU2确的是()AL 越大，灵敏度越高Bd 越大，灵敏度越高CU1 越大，灵敏度越小DU2 越大，灵敏度越小图 737答案：AC6真空室中有如图 738 所示的安装电极K发出的电子(初速度不计)经过加速电场后，由小孔 O 沿程度放置的偏转板 M、N 间的中心轴线 OO射入M、N 板长为 L，两板间加有恒定电压，它们间的电场可看做匀强电场偏转板右端边缘到荧光屏 P 的间隔为 s.当加速电压为 U1 时，电子恰好打在 N板中央的 A 点；当加速电压为 U2 时，电子打在荧光屏的 B 点知 A、B 点到中心轴线 OO的间隔相等求 U1U2.图 738当加速电压为U2 时，设电子进入偏转电场时的速度为v2，有设偏转间隔为y2，沿板方向的位移为L如图32，电子从C点分开电场，沿直线CB匀速运动打在B点图32热点1电容器问题的动态分析【例1】(2021 年天津卷)板间距为 d 的平行板电容器所带电荷量为 Q 时，两极板间的电势差为 U1，板间场强为 E1.现将电时两极板间电势差为 U2，板间场强为 E2，以下说法正确的选项是()AU2U1，E2E1 BU22U1，E24E1CU2U1，E22E1 DU22U1，E22E1答案：C备考战略：对电容器的动态分析常与传感器的有关知识相结合，在分析问题的时候同样是先要判别标题中描画的过程属于电压不变的情况还是电量不变的情况，再根据影响电容器的电容的要素进展判别.1(2021 年重庆卷)某电容式话筒的原理表示图如图 739 所示，E 为电源，R 为电阻，薄片 P 和 Q 为两金属极板对着话筒说话时，P 振动而 Q 可视为不动在 P、Q 间距增大过程中()图 739AP、Q 构成的电容器的电容增大BP 上电荷量坚持不变CM 点的电势比 N 点的低DM 点的电势比 N 点的高答案：DA.0t0DTt0热点2带电粒子在电场中的运动【例2】 (2021 年安徽卷)如图 7310 甲所示，两平行正对的金属板 A、B 间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间 P 处假设在 t0 时辰释放该粒子，粒子会时而向 A 板运动，时而向 B 板运动，并最终打在 A 板上那么 t0 能够属于的时间段是( )图 7310T4TB. t023T4C.3Tt0T49T8思绪点拨：调查带电粒子在电场中的直线运动，利用动力学知识结合交变电压图象仔细进展带电粒子运动情况分析是解决此题的关键加速向A 板运动、再减速运动至速度为零；然后再反方向加速运动、减速运动至速度为零；如此反复运动，每次向左运动的间隔大于向右运动的间隔，最终打在 A 板上，所以B 正确t0T，带正电粒子先加速向A 板运动、再减速运动至，带正电粒子先加速向B假设3T4速度为零；然后再反方向加速运动、减速运动至速度为零；如此反复运动，每次向左运动的间隔小于向右运动的间隔，最终打在B 板上，所以C 错误假设Tt09T8板运动、再减速运动至速度为零；然后再反方向加速运动、减速运动至速度为零；如此反复运动，每次向右运动的间隔大于向左运动的间隔，最终打在 B 板上，所以D 错误答案：B2(2021 年珠海二模)如图 7311 所示，电子在电势差为 U1 的加速电场中由静止开场加速，然后程度射入电势差为U2 的两块平行金属板间的电场，整个安装处在真空中，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电图 7311子的偏转位移 y 变大的是( )AU1 变大，U2 变大BU1 变大，U2 变小CU1 变小，U2 变大DU1 变小，U2 变小答案：C易错点复合场中等效法分析【例题】如图 7312 所示，AB为光滑程度面，BCD为半径为 R 的光滑竖直半圆轨道，直径 BD 恰好竖直空间存在程度向右的匀强电场，场强为E.现有一带电为q、质量为 mqEg的小球从 A 点以初速度 v0 沿程度面运动后滑上圆弧，AB间的间隔为 L2R，要使小球恰能到达 D 点，v0 至少为多少？图7312图7313指点迷津：处理带电粒子在复合场中的运动时，可以把电场力与重力的合力当成一个新的场力，再找在该力作用下的等效最高点和最低点.1(双选，豫南九校2021 届高三联考)如图 7314 所示，在场强大小为 E 的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为 m、电荷量为 q 的带负电小球，另一端固定在 O点把小球拉到使细线程度的位置 A，然后将小球由静止释放，小球沿弧线运动到细线与程度方向成60的位置 B 时速度为零以下说法正确的选项是( )答案：BC图 73141(2021 年安徽卷)图 7315 甲为示波管的原理图如果在电极 YY之间所加的电压图按图乙所示的规律变化，在电极 XX之间所加的电压按图丙所示的规律变化，那么在荧光屏上会看到的图形是()图 7315解析：由于电极XX加的是扫描电压，电极YY之间所加的电压信号电压，所以荧光屏上会看到的图形是B，答案B正确.答案：B2(2021 年广东理基)关于电容器的电容 C、电压 U 和所带)电荷量 Q 之间的关系，以下说法正确的选项是(AC 由 U 确定BC 由 Q 确定CC 一定时，Q 与 U 成正比DC 一定时，Q 与 U 成反比答案：C