2020版高考物理新设计一轮复习江苏专版讲义：第六章 第3节 电容器 带电粒子在电场中的运动 含答案.docVIP

第3节电容器__带电粒子在电场中的运动 (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)放电后的电容器电荷量为零，电容也为零。(×) (4)带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动。(×) (5)带电粒子在电场中，只受电场力时，也可以做匀速圆周运动。(√) (6)示波管屏幕上的亮线是由于电子束高速撞击荧光屏而产生的。(√) (7)带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计。(×) 突破点(一)　平行板电容器的动态分析 1．平行板电容器动态变化的两种情况 (1)电容器始终与电源相连时，两极板间的电势差U保持不变。 (2)充电后与电源断开时，电容器所带的电荷量Q保持不变。 2．平行板电容器动态问题的分析思路 3．平行板电容器问题的一个常用结论 电容器充电后断开电源，在电容器所带电荷量保持不变的情况下，电场强度与极板间的距离无关。 [题点全练] 1．(2018·江苏高考)如图所示，水平金属板A、B分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态。现将B板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴(　　) A．仍然保持静止　　　　　 　B．竖直向下运动 C．向左下方运动 D．向右下方运动 解析：选D　开始时油滴处于静止状态，有mg＝qeq \f(U,d)，B板右端下移时，U不变，d变大，电场力F＝qeq \f(U,d)变小，mg＞F。并且A、B两板之间的等差等势面右端将均匀地顺次向下移动，又电场强度垂直于等势面，可得油滴的受力如图所示，mg与F的合力方向为向右下方，故油滴向右下方运动。 2．[多选](2019·苏州模拟)如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带负电小球悬挂在电容器内部。闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则(　　) A．保持开关S闭合，略向右移动A板，则θ增大 B．保持开关S闭合，略向右移动A板，则θ不变 C．断开开关S，略向上移动A板，则θ增大 D．断开开关S，略向上移动A板，则θ不变 解析：选AC　保持开关S闭合，电容器两端间的电势差不变，带负电的A板向右移动，极板间距离减小，电场强度E增大，小球所受的电场力变大，θ增大，故A正确，B错误。断开开关S，电容器所带的电量不变，根据C＝eq \f(εrS,4πkd)，U＝eq \f(Q,C)得，E＝eq \f(U,d)＝eq \f(Q,Cd)＝eq \f(4πkQ,εrS)，知略向上移动A板，则S减小，E变大，电场力变大，则θ增大，故C正确，D错误。 3.如图所示，两块平行放置的金属板A、B与一电源相连，S闭合后，两板间有一质量为m，带电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，以下说法正确的是(　　) A．若将S断开，则油滴立即做自由落体运动，G中无电流 B．若将A板向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G中有a→b的电流 C．若将A板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有b→a的电流 D．若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中有b→a的电流 解析：选C　若将S断开，则电容器两板所带电荷量一定，电场强度不变，则油滴仍静止，G中无电流，选项A错误。开始时，重力和电场力平衡，有mg＝qE；若将A板向左平移一小段位移，则由E＝eq \f(U,d)可知，E不变，故油滴仍静止；由于相对面积S减小，根据C＝eq \f(Q,U)和C＝eq \f(εrS,4πkd)可知，C减小，Q减小，电容器放电，G中有b→a的电流，选项B错误。若将A板向上平移一小段位移，由E＝eq \f(U,d)可知，E变小，则油滴向下加速运动；由于d变大，根据C＝eq \f(Q,U)、C＝eq \f(εrS,4πkd)可知，C减小，Q减小，电容器放电，G中有b→a的电流，选项C正确。若将S断开，Q不变，A向下平移一小段距离，根据C＝eq \f(Q,U)、C＝eq \f(εrS,4πkd)以及E＝eq \f(U,d)可得E＝eq \f(4πkQ,εrS)，知E不变，油滴仍静止不动，由于电荷量不变，故G中无电流，选项D错误。 突破点(二)　带电粒子在电场中的直线运动 1．带电粒子在电场中运动时重力的处理 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)。 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．解决带电粒子在电场中的直线运动问题的两种思路 (1)根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的运动情况。此方法只适用于匀强电场。 (2)根据电场力对带电粒子所做的功等于带电粒子动能的变化求解。此方法既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场。 [典例]