2026高考物理大一轮复习-第九章-第45课时电容器带电粒子在电场中的直线运动【课件】

第九章物理

大一轮复习静电场第45课时电容器带电粒子在电场中的直线运动目标要求1.知道电容器的基本构造，了解电容器的充电、放电过程。2.理解电容的定义及动态变化规律。3.掌握带电粒子在电场中做直线运动的规律。内容索引考点一电容器电容考点二平行板电容器的动态分析课时精练考点三带电粒子(带电体)在电场中的直线运动1.电容器(1)组成：由两个彼此

又相距很近的导体组成。(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的

。(3)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______

，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

转化为其他形式的能。电容器电容考点一绝缘绝对值异种电荷电场能定义电容器所带的

与电容器两极板之间的

之比定义式单位法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)。1F＝

μF＝1012pF意义表示电容器容纳电荷本领的高低决定因素由电容器本身物理条件(大小、形状、极板相对位置及电介质)决定，与电容器是否带电及两极板间是否存在电压无关2.电容电荷量Q电势差U106判断正误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。(

)×××(2024·甘肃卷·7)一平行板电容器充放电电路如图所示。开关S接1，电源E给电容器C充电；开关S接2，电容器C对电阻R放电。下列说法正确的是A.充电过程中，电容器两极板间电势差增加，充电电流

增加B.充电过程中，电容器的上极板带正电荷、流过电阻R

的电流由M点流向N点C.放电过程中，电容器两极板间电势差减小，放电电流减小D.放电过程中，电容器的上极板带负电荷，流过电阻R的电流由N点流向

M点例1√充电过程中，电容器的上极板带正电荷、流过电阻R的电流由N点流向M点，随着电容器带电荷量的增加，电容器两极板间电势差增加，充电电流在减小，故A、B错误；放电过程中，电容器的上极板带正电荷，流过电阻R的电流由M点流向N点，电容器两极板间电势差减小，放电电流在减小，故C正确，D错误。返回平行板电容器的动态分析考点二

正对面积相对介电常数两板间的距离(2024·浙江6月选考·6)图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验，保持电荷量不变，当极板间距增大时，静电计指针张角增大，则A.极板间电势差减小

B.电容器的电容增大C.极板间电场强度增大

D.电容器储存能量增大例2√

两类典型动态分析思路比较总结提升(2024·四川内江市模拟)如图所示，电源电动势E一定，内阻不计，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻，其阻值随光照的增强而减小。开关S闭合，电路稳定后，电容器两板间的一带电液滴恰好能静止在M点。现增强照射电阻R3的光照强度，则A.电容器的电容增大B.M点的电势升高C.液滴向下运动D.R2中有向右的电流例3√电容器的电容由电容器本身性质决定，不随其电压或电荷量的变化而变化，故A错误；增强照射电阻R3的光照强度，R3阻值减小，回路总电阻减小，总电流增大，则R1两端电压增大，电容

根据平衡条件可知，开始时液滴所受静电力与重力平衡，增强照射电阻R3的光照强度，电容器两极板间电场强度增大，液滴所受静电力增大，将大于重力，则液滴所受合外力向上，将向上运动，故C错误；由电路连接方式易知电容器上极板带正电，增强照射电阻R3的光照强度，电容器两极板间电压增大，根据Q＝CU可知电容器充电，R2中有向左的电流，故D错误。返回带电粒子(带电体)在电场中的直线运动考点三1.对带电粒子进行受力分析时应注意的问题(1)要掌握静电力的特点。静电力的大小和方向不仅跟电场强度的大小和方向有关，还跟带电粒子的电性和电荷量有关。(2)是否考虑重力依据情况而定。基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有特殊说明或明确的暗示外，一般不考虑重力(但不能忽略质量)。带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有特殊说明或明确的暗示外，一般都不能忽略重力。

例4√小球做匀变速直线运动，合力方向一定和速度方向在同一直线上，即在ON直线上，因为mg＝qE，所以静电力qE与重力关于ON对称，根据几何关系可知静电力qE与水平方向夹角为30°，受力情况如图所示，

(2022·北京卷·18)如图所示，真空中平行金属板M、N之间距离为d，两板所加的电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。(1)求带电粒子所受的静电力的大小F；例5

(2)求带电粒子到达N板时的速度大小v；

(2)粒子在板间运动的时间t'。

(来自教材改编)(2025·山东菏泽市开学考)如图甲为直线加速器原理图，由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上。序号为奇数的圆筒和交流电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交流电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。已知电子的质量为m、元电荷为e、电压的绝对值为u，周期为T，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。在t＝0时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)中央有一个初速度为零的电子。例6

√由于金属圆筒处于静电平衡状态，圆筒内部电场强度为零，则电子在金属圆筒中做匀速直线运动，故A错误；根据加速器原理可知，本装置应采用交流电进行加速，故B错误；

拓展保持加速器筒长、加速电压不变，若要加速比荷更大的粒子，则要怎样调整交流电压的周期？

返回课时精练对一对题号123456答案CDABDCBAB题号7891011答案CBC(1)8∶1

(2)a带负电b带正电4∶1CD答案12345678910111.(多选)(来自教材改编)如图所示，四个图像描述了对给定的电容器充电时，电容器带电荷量Q、电压U和电容C三者的关系，正确的图像有1234567891011基础落实练答案√√电容器的电容是由电容器本身的结构决定的，与两极板间的电压以及带电荷量无关，故A、B错误，D正确；根据Q＝CU可知，Q－U图像是过原点的直线，故C正确。1234567891011答案2.(多选)如图所示为“质子治疗仪”，质子先被加速到较高的能量，然后被引向并轰击肿瘤，杀死细胞，达到治疗效果。若质子由静止经过电场被匀加速到速度v的过程中，通过的位移大小为x，已知质子的质量为m，电荷量为e，由以上信息可以推算出A.该加速电场的电压B.该加速电场的电场强度C.质子加速后的电势能D.运动过程中静电力对质子所做的功√√√1234567891011答案

因零电势能点不确定，则不能确定质子加速后的电势能，选项C错误。1234567891011答案3.(2025·湖北随州市检测)如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板(M板)接地，在两板间的P点固定一个带负电的试探电荷。若正极板N保持不动，将负极板M缓慢向右平移一小段距离(M板仍在P点左边)，下列说法正确的是A.P点电势升高B.两板间电压增大C.试探电荷的电势能增大D.试探电荷受到的静电力增大√1234567891011答案

因φ＝Ed'，d'为P点与负极板之间的距离，d'减小，所以P点电势降低，因沿电场线方向电势降低，M板电势为零，所以P点电势为正，P点固定的试探电荷为负电荷，电势降低，电势能增大，故C正确，A错误。1234567891011答案4.(2022·北京卷·9)利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是A.充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定B.充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定C.放电过程中，电流表的示数均匀减小至零D.放电过程中，电压表的示数均匀减小至零√1234567891011答案充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电路中的电流逐渐减小，电容器充电结束后，电流表示数为零，A错误；充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电压表测量电容器两端的电压，电容器两端的电压迅速增大，电容器充电结束后，最后趋于稳定，B正确；电容器放电的I－t图像如图所示，可知电流表和电压表的示数都不是均匀减小至零的，C、D错误。1234567891011答案5.(2022·重庆卷·2)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√1234567891011答案

1234567891011答案6.(2024·黑吉辽·5)某种不导电溶液的相对介电常数εr与浓度cm的关系曲线如图(a)所示，将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源，电流表等构成如图(b)所示的电路，闭合开关S后，若降低溶液浓度，则A.电容器的电容减小B.电容器所带的电荷量增大C.电容器两极板之间的电势差增大D.溶液浓度降低过程中电流方向为M→N√1234567891011答案

溶液不导电没有形成闭合回路，电容器两端的电压不变，根据Q＝CU结合A选项分析可知，电容器所带的电荷量增大，故B正确，C错误；根据B选项分析可知电容器所带的电荷量增大，则电容器充电，结合题图可知电路中电流方向为N→M，故D错误。1234567891011答案7.(2024·辽宁朝阳市二模)如图所示，两平行金属板带有等量异种电荷，极板与外电路断开，一电子从O点沿垂直极板方向射出，最远能达到A点，然后返回。不计电子的重力，若电子从O点射出的初速度不变，将右极板向右平移一小段距离，则A.电子最远能达到A点右侧某点B.电子最远不可能再达到A点C.电子返回O点所用时间不变D.电子返回O点时速度会变小√1234567891011答案

1234567891011答案能力综合练8.(2024·天津市滨海新区三模)为了方便在医院输液的病人及时监控药液是否即将滴完，有人发明了一种利用电容器原理实现的输液报警装置，实物图和电路原理如图所示。闭合开关，当药液液面降低时，夹在输液管两侧的电容器C的两极板之间介质由液体改变为气体，介质的相对介电常数减小，蜂鸣器B就会因通过特定方向的电流而发出声音。根据以上说明，下列选项分析正确的是A.液面下降后，电容器两端电压变大B.液面下降后，电容器所带电荷量减少C.液面下降时蜂鸣器电流由a流向bD.输液管较粗时，电容器电容会变大√1234567891011答案开关闭合电路稳定时，电容器两端电压等于电源电动势，即液面下降稳定后，电容器两端电压不变，故A错误；

1234567891011答案根据题图可知，电容器右侧极板带负电，结合上述，液面下降时，极板所带电荷量减少，即右侧极板失去电子，电子从a向b运动，则蜂鸣器电流由b流向a，故C错误；结合上述可知，输液管较粗时，极板之间间距增大，则电容器电容会变小，故D错误。1234567891011答案

√1234567891011答案

123456789