高考物理一轮复习考点精讲精练第18讲　电容器 带电粒子在电场中的运动（原卷版）.doc

第18讲电容器带电粒子在电场中的运动

1.理解电容器的基本概念，掌握好电容器的两类动态分析.

2.能运用运动的合成与分解解决带电粒子的偏转问题.

3.用动力学方法解决带电粒子在电场中的直线运动问题．

考点一平行板电容器的动态分析

1．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异种电荷，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，放电过程中电场能转化为其他形式的能．

2．对公式C＝eq\f(Q,U)的理解

电容C＝eq\f(Q,U)，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．

3．两种类型的动态分析思路

(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＝eq\f(εrS,4πkd)分析平行板电容器电容的变化．

(3)用定义式C＝eq\f(Q,U)分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化．

(4)用E＝eq\f(U,d)分析电容器两极板间电场强度的变化．

（2024?嘉兴模拟）如图所示是电容式话筒示意图，振动膜片涂有薄薄的金属层，膜后几十微米处是固定的金属片，两者构成了电容器的两极。当声音传至振动膜片时，带动膜片振动，引起两极板间距变化。则（）

A．膜片振动过程中电容器两极间电压恒定

B．膜片向右振动时通过电阻R的电流向左

C．声音频率越高时话筒的输出信号越强

D．膜片振动频率与声音频率无关

（2024?琼山区校级模拟）磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为k的轻质弹簧。细胞膜上的离子泵可以输运阴阳离子，使其均匀地分布在分子层上，其结构示意如图所示。已知无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，静电力常量为k，介质的相对介电常数为εr，细胞膜的面积S?d2。当内外两膜层分别带有电荷量Q和﹣Q时，关于两分子膜层之间距离的变化情况，下列说法正确的是（）

A．分子层间的距离增加了2πkQ

B．分子层间的距离减小了2πkQ

C．分子层间的距离增加了4πkQ

D．分子层间的距离减小了4πk

（多选）（2024?江西模拟）电容式加速度传感器是常见的手机感应装置，结构如图所示。质量块的上端连接轻质弹簧，下端连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上，质量块带动电介质移动改变电容，则下列说法正确的是（）

A．电介质插入极板越深，电容器电容越大

B．当传感器处于静止状态时，电容器不带电

C．当传感器由静止突然向前加速时，会有电流由a流向b

D．当传感器以恒定加速度向前运动，达到稳定后电流表指针不偏转

考点二带电粒子(或带电体)在电场中的直线运动

1．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)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．

2．用功能观点分析

a＝eq\f(F合,m)，E＝eq\f(U,d)，v2－veq\o\al(2,0)＝2ad.

3．用功能观点分析

匀强电场中：W＝Eqd＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)

非匀强电场中：W＝qU＝Ek2－Ek1

（多选）（2023?大连模拟）静电植绒技术于3000多年前在中国首先起步。如图所示为植绒流程示意图，将绒毛放在带负电荷的容器中，使绒毛带负电，容器与带电极板之间加恒定电压，绒毛成垂直状加速飞到需要植绒的布料表面上。已知绒毛到达布料表面时速率越大，植绒效果越好。带电极板与布料间距忽略不计，下列判断正确的是（）

A．带电极板带负电

B．绒毛在飞往需要植绒的物体的过程中，电势能不断减少

C．带电量相同，质量大的绒毛，植绒效果越好

D．若减小容器与带电极板之间的距离，植绒效果不变

（2024?合肥二模）我国是世界上第三个突破嵌套式霍尔电推进技术的国家。霍尔推进器的工作原理简化如图所示，放电通道的两极间存在一加速电场。工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子，经电场加速后以某一速度喷出，从而产生推力。某次实验中，加速电压为U，氙离子向外喷射形成的电流强度为I。氙离子的电荷量与质量分别为q和m，忽略离子的初速度及离子间的相互作用，则离子推进器产生的推力为（）

A．ImU2q B．12ImUq C．I

（多选）（2023秋?广州期末）水平地面上方存在水平方向的匀强电场。质量为m、带负电且电荷量为q的小球A以一定的初速度v0从地面上的O点射入匀强电场，速度方向与水平方向的夹角为53°，恰好沿v0方向离开地面在竖直平面内做直线运动，则（）

A．电场方向水平向右且电场力大小为34mg

B．从地面到最高点