1、第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动知识点常见电容器电容器的电压、电荷量和电容的关系1.电容器(1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。(2)带电量：一个极板所带电荷量的绝对值。(3)电容器的充电、放电充电：使电容器带电的过程。充电后电容器两极板带上等量的异号电荷，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。放电过程中电场能转化为其他形式的能。充电时电流流入正极板，放电时电流流出正极板。2常见的电容器(1)分类：从构造上可分为固定电容器和可变电容器。(2)击穿电压：加在电容器极板上的极限电压，超过这个电压，电介质将被击穿，电容器损坏；电容器外壳上标的电压是额定电压，这个
2、电压比击穿电压低。3电容(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值。(2)定义式：C。推论：C。(3)单位：法拉(F)，1 F106 F1012 pF。(4)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。(5)决定因素电容C的大小由电容器本身结构(大小、形状、正负极相对位置及电介质)决定，与电容器是否带电及所带电荷量(或两端所加电压)无关。4平行板电容器及其电容(1)影响因素：平行板电容器的电容与两极板正对面积成正比，与两极板间介质的相对介电常数成正比，与两板间的距离成反比。(2)决定式：C，k为静电力常量。知识点带电粒子在匀强电场中的运动1加速问题若不计粒子的重力，则电场力
3、对带电粒子做的功等于带电粒子的动能的增量。(1)在匀强电场中：WqEdqUmv2mv。(2)在非匀强电场中：WqUmv2mv。2偏转问题(1)条件分析：不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场。(2)运动性质：类平抛运动。(3)处理方法：利用运动的合成与分解。 沿初速度方向：做匀速直线运动，运动时间t。沿电场方向：做初速度为零的匀加速直线运动。运动过程，如图所示：知识点示波管1构造示波管的构造如图所示，它主要由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。2工作原理(1)如果偏转电极XX和YY之间都没有加电压，则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。(2
4、)示波管的YY偏转电极上加的是待显示的信号电压，XX偏转电极上加的是仪器自身产生的锯齿形电压，叫做扫描电压。若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象。一 堵点疏通1电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。()2电容器的电容与电容器所带电荷量成反比。()3标有“1.5 F,9 V”规格的电容器，其所带电荷量定为1.35105 C。()4平行板电容器充电后与电源断开，则电荷量Q一定；若一直与稳压电源连接，则电压U不变。()5带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动。()6带电粒子在电场中运动时，不加特别说明重力可以忽略不计，带电微粒、带
5、电液滴在电场中运动时，不加特别说明重力不可以忽略不计。()答案1.2.3.4.5.6.二 对点激活1(教科版选修31P40T9)关于电容器的电容，下列说法中正确的是()A电容器所带电荷量越多，电容越大B电容器两板间电压越低，其电容越大C电容器不带电时，其电容为零D电容器的电容只由它本身的特性决定答案D解析电容器所带电荷量越多，板间电压越大，但电容不变，A错误；电容器所带电荷量越少，其两板间电压越低，但电容不变，B错误；电容表示电容器容纳电荷本领的大小，电容器不带电时，其电容不为零，C错误；电容表示电容器容纳电荷本领的大小，由电容器本身的特性决定，D正确。2(人教版选修31P32T1改编)(多选
6、)如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U，电容器已带电，则下列判断正确的是()A增大两极板间的距离，指针张角变大B将A板稍微上移，静电计指针张角变大C若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D若减小两板间的距离，则静电计指针张角变小答案ABD解析静电计的原理是电势差U变大(小)，指针张角变大(小)。电容器所带电荷量一定，由公式C知，当d变大时，C变小，再由C得U变大，指针张角变大，A正确；当A板上移时，正对面积S变小，C也变小，U变大，指针张角变大，B正确；当插入玻璃板时，相对介电常数r增大，C变大，U变小，指针张角变小，C错误；当两板间的距离减小时，C变大，U
7、变小，指针张角变小，D正确。3(人教版选修31P39T3)先后让一束电子和一束氢核通过同一对平行板形成的偏转电场，进入时速度方向与板面平行，在下列两种情况下，分别求出离开时电子偏角的正切与氢核偏角的正切之比。(1)电子与氢核的初速度相同；(2)电子与氢核的初动能相同。答案(1)(2)1解析设偏转电压为U，带电粒子的电荷量为q，质量为m，垂直进入偏转电场的速度为v0，偏转电场两极板间距离为d，极板长为l，则粒子在偏转电场中的加速度a，在偏转电场中运动的时间为t，粒子离开偏转电场时沿静电力方向的速度vyat，粒子离开偏转电场时速度方向的偏转角的正切值tan。(1)若电子与氢核的初速度相同，则。(2
8、)若电子与氢核的初动能相同，则1。考点细研 悟法培优考点1平行板电容器的动态分析1.对公式C的理解电容C，不能理解为电容C与Q成正比、与U成反比，一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关。2运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路(1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变。(2)用决定式C分析平行板电容器电容的变化。(3)用定义式C分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。(4)用E分析电容器两极板间电场强度的变化。3电容器两类问题的比较(1)U不变根据C先分析电容的变化，再分析Q的变化。根据E分析场强的变化。根据UABEdAB分析某点电
9、势变化。(2)Q不变根据C先分析电容的变化，再分析U的变化。根据E分析场强变化。结论：分类充电后与电池两极相连充电后与电池两极断开不变量UQd变大C变小Q变小、E变小C变小U变大、E不变S变大C变大Q变大、E不变C变大U变小、E变小r变大C变大Q变大、E不变C变大U变小、E变小特别提醒：在平行板电容器两板间加入介电物质，例如云母片，相当于r增大；加入与极板等大的导体板，相当于d减小。例1(2019河南郑州模拟)如图所示，M、N为平行板电容器的两个金属极板，G为静电计，开始时闭合开关S，静电计张开一定角度。则下列说法正确的是()A开关S保持闭合状态，将R的滑片向右移动，静电计指针张开角度增大B开
10、关S保持闭合状态，将两极板间距增大，静电计指针张开角度增大C断开开关S后，将两极板间距增大，板间电压不变D断开开关S后，紧贴下极板插入金属板，板间场强不变(1)静电计张角增大，表示什么含义？提示：表示平行板电容器两极板间电压增大。(2)平行板电容器充电完毕后与电源断开后，不变量是什么？提示：电量。尝试解答选D。保持开关S闭合，电容器两端的电势差等于电源的电动势，故电容器两端的电势差总不变，因此无论将R的滑片向右移动，还是将两极板间距增大，静电计指针张角都不变，A、B错误；断开开关S后，电容器带电量不变，将两极板间距增大，即d增大，根据C知，电容减小，根据U知，板间电压增大，C错误；断开开关S后，电容器带电量不变，若紧贴下极板插入金属板，则d减小，根据E知，极板间的电场强度不变，D正确。解决电容器板间场强的技巧(1)在电压不变的情况下，由E来判断场强变化，发现场强E只随板间距离而变。(2)在电荷量保持不变的情况下，由E知，电场强度与板间距离无关。(3)针对两极板带电量保持不变的情况，还可以认为一定量的电荷对应着一定数目的电场线，两极板间距离变化时，场强不变，如图甲、乙所示；两极板正对面积变化(变小)时，如图丙，电场线变密，
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