2025版物理分类试卷复习讲义第3讲　电容器　带电粒子在电场中的运动.docxVIP

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第3讲电容器带电粒子在电场中的运动

考点一电容器及平行板电容器的动态分析

1.电容器

（1）组成：由两个彼此又相互靠近的导体组成。

（2）带电荷量：一个极板所带电荷量的。

（3）充电与放电

①充电：使电容器的过程，充电后电容器两极板带上电荷，电容器中储存电场能。

②放电：使充电后的电容器电荷的过程，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的比值。

（2）定义式：C＝。

（3）单位：法拉（F）、微法（μF）、皮法（pF）。1F＝μF＝pF。

（4）意义：表示电容器本领的高低。

3.平行板电容器的电容

（1）决定因素：正对面积、相对、两板间的。

（2）决定式：C＝，k为静电力常量。

?判断小题

1.电容器的电荷量等于两个极板所带电荷量绝对值的和。（）

2.电容器的电容与电容器所带电荷量成正比，与电压成反比。（）

3.放电后电容器的电荷量为零，电容也为零。（）

4.平行板电容器的两板间插入一块导体板，其电容将变大。（）

1.动态分析的思路

2.平行板电容器两类动态变化的特点比较

【例1】（多选）如图所示，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.若将A板向右平移一小段位移，电容器的电容C减小

B.若断开S，将B板向下平移一小段位移，带电液滴的电势能减小

C.在S仍闭合的情况下，增大两极板间距离的过程中，电阻R中有从b到a的电流

D.若断开S，减小两极板间的距离，则带电液滴向下运动

听课记录

电容器内固定点的电势及电势能的变化

（1）单纯求电容器内某点的电势，不方便，一般求该点到电势为零的两点间的电势差，两点间的电势差一般采用方程Uab＝El来计算，其中l为a、b两点沿电场方向的距离。

（2）Uab＝El中的电场强度可以利用方程E＝Ud求解，其中U为两板间的电压，d

（3）E＝Ud中两板间的电压，利用U＝QC可求。平行板电容器电容可以利用方程C＝

（4）由于已经知道了电容器内某点的电势，求电势能主要利用方程Ep＝φq。

1.【电容器的电容】“超级电容器”由于电极中加入了表面积非常大的石墨烯，所以具备超大的容量，适合作为动力电池的助力动力源。相对于普通电容器，“超级电容器”（）

A.极板电荷量较大 B.极板间的电场强度较大

C.单位电压容纳的电荷量较大 D.带相同电荷量时电压较大

2.【电容器的动态分析】（2022·重庆高考2题）如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则（）

A.材料竖直方向尺度减小 B.极板间电场强度不变

C.极板间电场强度变大 D.电容器电容变大

考点二带电粒子（体）在电场中的直线运动

做直线运动的条件

（1）粒子所受合外力F合＝0，粒子或，或做运动。

（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，带电粒子将做直线运动或直线运动。

1.带电粒子在电场中运动时重力的处理

（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，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。

2.两大观点解决带电粒子在电场中的直线运动

（1）用动力学观点分析（只适用于匀强电场）

a＝qEm，E＝Ud，v2－v02

（2）用功能观点分析

①匀强电场中：W＝Eqd＝qU＝12mv2－12m

②非匀强电场中：W＝qU＝Ek2－Ek1。

【例2】如图所示，一平行板电容器水平放置，板间距离为d，上下极板开有一小孔，四个质量均为m、带电荷量均为q的带电小球，其间用长均为d4的绝缘轻杆相连，处于竖直状态，今使下端小球恰好位于上极板小孔中，且由静止释放，让四个小球竖直下落。当下端第二个小球到达下极板时，速度恰好为零。已知仅两极板间存在电场，重力加速度为g，试求

（1）两极板间的电压；

（2）小球运动的最大速度。

尝试解题

1.如图为静电植绒流程示意图，将绒毛放在带负电荷的容器中，使绒毛带上负电，容