2027届新高考物理热点精准复习　电容器　带电粒子在电场中的直线运动+实验　观察电容器的充、放电现象

【学习目标】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。考点一电容器及平行板电容器的动态分析考点二实验：观察电容器的充、放电现象考点三带电粒子在电场中的直线运动内容索引课时作业2027届新高考物理热点精准复习电容器带电粒子在电场中的直线运动实验观察电容器的充、放电现象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中，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量。

考点一电容器及平行板电容器的动态分析绝缘绝对值异种电荷电场能

电荷量电势差1061012容纳电荷无关3.平行板电容器的电容(1)决定因素：_________________、__________________、_________________。

(2)决定式：C=__________。

正对面积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.放电后电容器的电荷量为零，电容为零。(

)3.使电容器带电的过程中，正电荷由正极板移动到负极板并与负电荷中和。(

)4.电容器的电容与电容器所带电荷量成正比，与电压成反比。(

)相对介电常数两板间的距离

✕✕✕✕

例1

B(2025·浙江9＋1联盟)如图所示为“研究影响平行板电容器电容大小的因素”实验，保持电荷量不变，下列说法中，正确的是(

)A.图甲中减小极板间的正对面积，极板间的电势差减小B.图乙中增大极板间距，极板间电场强度增大C.图丙中在极板间插入电介质，电容器的电容变小D.图乙中增大极板间距，电容器储存的能量增大例2D甲

乙

丙

(多选)如图所示，两平行金属板M、N与电源相连，N板接地，在初始时与两板等距离的P点固定一个带负电的点电荷。下列说法中，正确的有(

)A.若保持S接通，将M板下移一小段距离，则M板带的电荷量增加B.若保持S接通，将M板下移一小段距离，则P点的电势升高C.若将S接通后再断开，将N板下移一小段距离，则两板间场强增大D.若将S接通后再断开，将N板下移一小段距离，则点电荷在P点的电势能保持不变例3

AB动态分析思路技能点拨U不变Q不变③根据UAB=Ed分析某点的电势变化

1.实验目的：观察电容器在充电、放电时电路中的电流情况，观察充电、放电过程中电容器两极板的电压情况，以形成对充电、放电过程的正确认识。2.实验原理(1)电容器的充电过程

如图所示，当开关S接1时，电容器接通电源，在静电力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动，正极板因__________电子而带_______电，负极板因_________电子而带_________电。正、负极板带__________的正、负电荷，电荷在移动的过程中形成电流。

考点二实验：观察电容器的充、放电现象失去正获得负等量在充电开始时电流比较_________(填“大”或“小”)，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐____________(填“增大”或“减小”)，当电容器两极板间的电压等于电源电压时，电荷停止定向移动，电流I=0。

(2)电容器的放电过程

如图所示，当开关S接2时，相当于将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上电荷发生____________，在电子移动过程中，形成电流。

在放电开始时电流较_________(填“大”或“小”)，之后随着两极板的带电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐____________(填“增大”或“减小”)，两极板间的电压也逐渐减小到零。

大减小中和大减小3.实验步骤(1)按图连接好电路。

(2)把单刀双掷开关S打在上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中。(3)将单刀双掷开关S打在下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中。(4)记录好实验结果，关闭电源。4.注意事项(1)电流表要选用小量程的灵敏电流计。(2)要选择大容量的电容器。(3)实验要在干燥的环境中进行。(4)在做放电实验时，在电路中串联一个电阻，避免烧坏电流表。(2025·温州期末)某学习小组在做“用电流传感器观察电容器的放电过程”实验。实验器材如下：电池E、电容器C、电阻箱R、计算机、电流传感器、单刀双掷开关S以及导线若干。

(1)甲同学利用所给器材设计了如图所示的实验电路。将开关S与“2”端相连，电源向电容器充电。充电完成后将开关S由“2”掷向“1”，电容器通过电阻箱放电。放电过程中电流传感器检测到的电流方向是_____________。(填“a→b”或“b→a”)

例4【解析】将开关S与“2”端相连，电源向电容器充电，由电路图可知，上极板带正电，下极板带负电。充电完成后将开关S由“2”掷向“1”，电容器通过电阻箱放电，则放电过程中电流传感器检测到的电流方向是a→b。a→b(2)电容器放电过程中，传感器将电流信息输入电脑，屏幕上会显示出电流随时间变化的i－t图像，下列图像中，正确的是________。

A.

B.C.D.B(2025·台州期末)某探究小组利用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源(内阻不计)，R为定值电阻，C为电容器，A为毫安表，V为数字电压表(内阻近似无穷大)。操作时，先把开关S接1，待稳定后，再把开关S接2。(1)开关接2后，R中电流方向________________(填“自左向右”或“自右向左”)。

(2)关于充电过程，下列说法中正确的有_______。(多选)

A.电流表的示数逐渐增大，后保持不变B.电压表的示数逐渐增大，后保持不变C.充电完毕，电流表的示数为零D.充电完毕，电压表的示数为零例5【解析】(1)电容器的下极板带正电，上极板带负电，则R中电流方向为自右向左。甲

自右向左【解析】充电过程中，电流逐渐减小，充电完毕，电流为零，A错误，C正确；充电过程中，电容两端的电压逐渐增大，充电完毕后，电压保持不变，B正确，D错误。BC(3)图甲中直流电源电动势E=8V，实验前电容器不带电。现将图甲电路中的电流表换为电流传感器，并与计算机相连，测得当电容器充电、放电时，电流随时间变化的i－t图线如图乙所示。计算机测得图像中的阴影面积S1=1203mA·s，则该电容器的电容为_____________F(结果保留2位有效数字)。

乙0.15电容器充、放电现象中的三点注意事项(1)电容器充电时电流流向正极板，电容器放电时电流从正极板流出，且充、放电电流均逐渐减小至零。(2)电容器充、放电过程，电容器的电容不变，极板上所带电荷量和电压按正比关系变化。(3)电容器充、放电过程，i－t图像中曲线与时间轴围成的面积表示电容器储存的电荷量。技能点拨

考点三带电粒子在电场中的直线运动1.带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动。(

)2.带电粒子只受电场力时，也可以做匀速圆周运动。(

)3.带电粒子在电场中运动时，重力一定可以忽略不计。(

)✕√✕

例6

考向一不考虑重力的情况

微观粒子：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)。B

例7B考向二考虑重力的情况

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。

如图所示，ABCD为匀强电场中相邻的四个等势面，等势面与水平方向的夹角θ=37°，一带正电小球经过等势面A上的a点时，速度方向水平，小球沿直线运动，经过等势面D上的d点时速度恰好为0，已知小球的质量m=0.05kg，带电量q=0.05C，ad间的距离为0.15m，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法中，正确的是(

)A.匀强电场强度大小为7.5N/CB.小球在a点的速度大小为1.5m/sC.A和B两等势面的电势差UAB=0.375VD.若小球从d点沿da方向水平射入，则小球的运动轨迹为曲线例8

B(1)常见的交变电场常见的产生交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等。(2)常见的题目类型①粒子做单向直线运动。②粒子做往复运动。(3)解题技巧①按周期性分段研究。②将电学图像转换成力学图像和运动学图像。考向三带电粒子在交变电场中的直线运动

例9D甲

乙

丙

丁

戊

课时作业答案速对第九单元第24讲电容器带电粒子在电场中的直线运动实验观察电容器的充、放电现象题号12345答案BDDDC题号6789答案D见答案AC

B2.如图所示，两平行的带电金属板水平放置，在两板中间a点由静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°，再在a点由静止释放一同样的微粒，该微粒将(

)A.保持静止状态B.向左上方做匀加速运动C.向正下方做匀加速运动D.向左下方做匀加速运动【解析】在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，微粒受的重力和电场力平衡，故电场力大小F=mg，方向竖直向上；将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°，电场强度大小不变，方向逆时针旋转45°，故电场力逆时针旋转45°，大小仍然为mg，故重力和电场力的大小均为mg，方向夹角为135°，故合力向左下方，微粒的加速度恒定，向左下方做匀加速运动，A、B、C

错误，D正确。D

D4.如图所示为密立根油滴实验示意图，两块水平放置的平行金属板分别与电源的正、负极相接，板间产生匀强电场，用一个喷雾器将许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油滴从喷口出来时由于摩擦而带电，油滴的大小、质量各不相同。油滴间的相互作用及空气对油滴的浮力忽略不计。用显微镜观测油滴的运动，下列说法中，正确的是(

)A.若某油滴在电场中悬浮不动，该油滴一定带正电B.若某油滴在电场中向下加速运动，该油滴一定带正电C.若某油滴在电场中向下减速运动，该油滴一定带正电D.若某油滴在电场中向下减速运动，该油滴的电势能一定增加【解析】若某油滴在电场中悬浮不动，根据平衡条件可知，电场力竖直向上，与场强方向相反，则该油滴一定带负电，A错误；若某油滴在电场中向下加速运动，可知油滴受到的合力向下，则电场力可能向下，也可能向上(小于重力)，该油滴可能带正电，也可能带负电，B错误；若某油滴在电场中向下减速运动，可知油滴受到的合力向上，则电场力竖直向上，该油滴一定带负电，且由于电场力对油滴做负功，所以该油滴的电势能一定增加，C错误，D正确。D

C

D7.(2025·温州期末)某学习小组在做“用电流传感器观察电容器的放电过程”实验。实验器材如下：电池(电源电压为E，内阻不计)、电容器C、电阻箱R、计算机、电流传感器(内阻不计)、单刀双掷开关S以及导线若干。(1)甲同学利用所给的器材设计了如图甲所示的实验电路。将开关S与“2”端相连，电源向电容器充电，直至充电完成。下列关于电容器充电过程中两极板间电压U与时间t的图像，正确的是________。

甲A.

B.C.D.

C

乙

A(3)将电阻箱的阻值调为R2(R2＞R1)，其他条件不变，重做实验。设第1次和第2次实验中，电容器放电过程的i－t图线与坐标轴围成的面积分别为S1和S2，放电时间分别为t1和t2，则有__________。(多选)

A.S1=S2 B.S1＜S2C.t1=t2 D.t1＜t2【解析】将电阻箱的阻值调为R2(R2＞R1)，其他条件不