第九章物理

大一輪復(fù)習(xí)靜電場(chǎng)第45課時(shí)電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)目標(biāo)要求1.知道電容器的基本構(gòu)造，了解電容器的充電、放電過程。2.理解電容的定義及動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。3.掌握帶電粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。內(nèi)容索引考點(diǎn)一電容器電容考點(diǎn)二平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析課時(shí)精練考點(diǎn)三帶電粒子(帶電體)在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)1.電容器(1)組成：由兩個(gè)彼此

又相距很近的導(dǎo)體組成。(2)帶電荷量：一個(gè)極板所帶電荷量的

。(3)電容器的充、放電：①充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩極板帶上等量的______

，電容器中儲(chǔ)存電場(chǎng)能。②放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中

轉(zhuǎn)化為其他形式的能。電容器電容考點(diǎn)一絕緣絕對(duì)值異種電荷電場(chǎng)能定義電容器所帶的

與電容器兩極板之間的

之比定義式C＝單位法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)。1F＝

μF＝1012pF意義表示電容器容納電荷本領(lǐng)的高低決定因素由電容器本身物理?xiàng)l件(大小、形狀、極板相對(duì)位置及電介質(zhì))決定，與電容器是否帶電及兩極板間是否存在電壓無關(guān)2.電容電荷量Q電勢(shì)差U106判斷正誤1.電容器的電荷量等于兩個(gè)極板所帶電荷量絕對(duì)值的和。(

)2.電容器的電容與電容器所帶電荷量成正比，與電壓成反比。(

)3.放電后電容器的電荷量為零，電容也為零。(

)×××(2024·甘肅卷·7)一平行板電容器充放電電路如圖所示。開關(guān)S接1，電源E給電容器C充電；開關(guān)S接2，電容器C對(duì)電阻R放電。下列說法正確的是A.充電過程中，電容器兩極板間電勢(shì)差增加，充電電流

增加B.充電過程中，電容器的上極板帶正電荷、流過電阻R

的電流由M點(diǎn)流向N點(diǎn)C.放電過程中，電容器兩極板間電勢(shì)差減小，放電電流減小D.放電過程中，電容器的上極板帶負(fù)電荷，流過電阻R的電流由N點(diǎn)流向

M點(diǎn)例1√充電過程中，電容器的上極板帶正電荷、流過電阻R的電流由N點(diǎn)流向M點(diǎn)，隨著電容器帶電荷量的增加，電容器兩極板間電勢(shì)差增加，充電電流在減小，故A、B錯(cuò)誤；放電過程中，電容器的上極板帶正電荷，流過電阻R的電流由M點(diǎn)流向N點(diǎn)，電容器兩極板間電勢(shì)差減小，放電電流在減小，故C正確，D錯(cuò)誤。返回平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析考點(diǎn)二

正對(duì)面積相對(duì)介電常數(shù)兩板間的距離(2024·浙江6月選考·6)圖示是“研究電容器兩極板間距對(duì)電容大小的影響”實(shí)驗(yàn)，保持電荷量不變，當(dāng)極板間距增大時(shí)，靜電計(jì)指針張角增大，則A.極板間電勢(shì)差減小

B.電容器的電容增大C.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大

D.電容器儲(chǔ)存能量增大例2√

兩類典型動(dòng)態(tài)分析思路比較總結(jié)提升(多選)在如圖所示的電路中，開關(guān)S閉合時(shí)，平行板電容器M、N間有一帶電小球剛好靜止，此時(shí)兩板之間的距離為d，已知小球的比荷為k，重力加速度為g。則下列說法正確的是A.兩極板之間的電壓為kgdB.僅將下板向下移動(dòng)d，小球以加速度g向下加速運(yùn)動(dòng)C.斷開開關(guān)S，僅將下板向下移動(dòng)d，小球的電勢(shì)能減小D.斷開開關(guān)S，僅將下板向下移動(dòng)d，小球仍然靜止不動(dòng)例3√√

不變，小球仍然靜止不動(dòng)。小球與下極板的電壓U'＝Ed'，將下板向下移動(dòng)，小球與下極板的電壓增大；又下極板接地，則下極板的電勢(shì)為0，由U'＝φ－0，可知小球所在處的電勢(shì)升高；由小球所受靜電力向上可知小球帶負(fù)電，由Ep＝

qφ可知小球的電勢(shì)能減小，故C、D正確。返回帶電粒子(帶電體)在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)三1.對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析時(shí)應(yīng)注意的問題(1)要掌握靜電力的特點(diǎn)。靜電力的大小和方向不僅跟電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向有關(guān)，還跟帶電粒子的電性和電荷量有關(guān)。(2)是否考慮重力依據(jù)情況而定?；玖Ｗ樱喝珉娮?、質(zhì)子、α粒子、離子等除有特殊說明或明確的暗示外，一般不考慮重力(但不能忽略質(zhì)量)。帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有特殊說明或明確的暗示外，一般都不能忽略重力。

例4√小球做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，合力方向一定和速度方向在同一直線上，即在ON直線上，因?yàn)閙g＝qE，所以靜電力qE與重力關(guān)于ON對(duì)稱，根據(jù)幾何關(guān)系可知靜電力qE與水平方向夾角為30°，受力情況如圖所示，

(2022·北京卷·18)如圖所示，真空中平行金屬板M、N之間距離為d，兩板所加的電壓為U。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從M板由靜止釋放。不計(jì)帶電粒子的重力。(1)求帶電粒子所受的靜電力的大小F；例5

(2)求帶電粒子到達(dá)N板時(shí)的速度大小v；

(2)粒子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t'。

(來自教材改編)(2025·山東菏澤市開學(xué)考)如圖甲為直線加速器原理圖，由多個(gè)橫截面積相同的金屬圓筒依次排列，其中心軸線在同一直線上。序號(hào)為奇數(shù)的圓筒和交流電源的一個(gè)極相連，序號(hào)為偶數(shù)的圓筒和該電源的另一個(gè)極相連。交流電源兩極間電勢(shì)差的變化規(guī)律如圖乙所示。已知電子的質(zhì)量為m、元電荷為e、電壓的絕對(duì)值為u，周期為T，電子通過圓筒間隙的時(shí)間可以忽略不計(jì)。在t＝0時(shí)，奇數(shù)圓筒相對(duì)偶數(shù)圓筒的電勢(shì)差為正值，此時(shí)位于和偶數(shù)圓筒相連的金屬圓板(序號(hào)為0)中央有一個(gè)初速度為零的電子。例6

√由于金屬圓筒處于靜電平衡狀態(tài)，圓筒內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零，則電子在金屬圓筒中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)加速器原理可知，本裝置應(yīng)采用交流電進(jìn)行加速，故B錯(cuò)誤；

拓展保持加速器筒長(zhǎng)、加速電壓不變，若要加速比荷更大的粒子，則要怎樣調(diào)整交流電壓的周期？

返回課時(shí)精練對(duì)一對(duì)題號(hào)123456答案CDABDCBAB題號(hào)7891011答案CCC(1)8∶1

(2)a帶負(fù)電b帶正電4∶1CD答案12345678910111.(多選)(來自教材改編)(2025·山東省模擬)如圖所示，四個(gè)圖像描述了對(duì)給定的電容器充電時(shí)，電容器帶電荷量Q、電壓U和電容C三者的關(guān)系，正確的圖像有1234567891011基礎(chǔ)落實(shí)練答案√√電容器的電容是由電容器本身的結(jié)構(gòu)決定的，與兩極板間的電壓以及帶電荷量無關(guān)，故A、B錯(cuò)誤，D正確；根據(jù)Q＝CU可知，Q－U圖像是過原點(diǎn)的直線，故C正確。1234567891011答案2.(多選)如圖所示為“質(zhì)子治療儀”，質(zhì)子先被加速到較高的能量，然后被引向并轟擊腫瘤，殺死細(xì)胞，達(dá)到治療效果。若質(zhì)子由靜止經(jīng)過電場(chǎng)被勻加速到速度v的過程中，通過的位移大小為x，已知質(zhì)子的質(zhì)量為m，電荷量為e，由以上信息可以推算出A.該加速電場(chǎng)的電壓B.該加速電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.質(zhì)子加速后的電勢(shì)能D.運(yùn)動(dòng)過程中靜電力對(duì)質(zhì)子所做的功√√√1234567891011答案

因零電勢(shì)能點(diǎn)不確定，則不能確定質(zhì)子加速后的電勢(shì)能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。1234567891011答案3.(2024·山東棗莊市期末)如圖所示，一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板(M板)接地，在兩板間的P點(diǎn)固定一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷。若正極板N保持不動(dòng)，將負(fù)極板M緩慢向右平移一小段距離(M板仍在P點(diǎn)左邊)，下列說法正確的是A.P點(diǎn)電勢(shì)升高B.兩板間電壓增大C.試探電荷的電勢(shì)能增大D.試探電荷受到的靜電力增大√1234567891011答案

因φ＝Ed'，d'為P點(diǎn)與負(fù)極板之間的距離，d'減小，所以P點(diǎn)電勢(shì)降低，因沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，M板電勢(shì)為零，所以P點(diǎn)電勢(shì)為正，P點(diǎn)固定的試探電荷為負(fù)電荷，電勢(shì)降低，電勢(shì)能增大，故C正確，A錯(cuò)誤。1234567891011答案4.(2022·北京卷·9)利用如圖所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象，其中E為電源，R為定值電阻，C為電容器，A為電流表，V為電壓表。下列說法正確的是A.充電過程中，電流表的示數(shù)逐漸增大后趨于穩(wěn)定B.充電過程中，電壓表的示數(shù)迅速增大后趨于穩(wěn)定C.放電過程中，電流表的示數(shù)均勻減小至零D.放電過程中，電壓表的示數(shù)均勻減小至零√1234567891011答案充電過程中，隨著電容器C兩極板電荷量的積累，電路中的電流逐漸減小，電容器充電結(jié)束后，電流表示數(shù)為零，A錯(cuò)誤；充電過程中，隨著電容器C兩極板電荷量的積累，電壓表測(cè)量電容器兩端的電壓，電容器兩端的電壓迅速增大，電容器充電結(jié)束后，最后趨于穩(wěn)定，B正確；電容器放電的I－t圖像如圖所示，可知電流表和電壓表的示數(shù)都不是均勻減小至零的，C、D錯(cuò)誤。1234567891011答案5.(2022·重慶卷·2)如圖為某同學(xué)采用平行板電容器測(cè)量材料豎直方向尺度隨溫度變化的裝置示意圖，電容器上極板固定，下極板可隨材料尺度的變化上下移動(dòng)，兩極板間電壓不變。若材料溫度降低時(shí)，極板上所帶電荷量變少，則A.材料豎直方向尺度減小B.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變C.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大D.電容器電容變大√1234567891011答案

1234567891011答案6.(2024·黑吉遼·5)某種不導(dǎo)電溶液的相對(duì)介電常數(shù)εr與濃度cm的關(guān)系曲線如圖(a)所示，將平行板電容器的兩極板全部插入該溶液中，并與恒壓電源，電流表等構(gòu)成如圖(b)所示的電路，閉合開關(guān)S后，若降低溶液濃度，則A.電容器的電容減小B.電容器所帶的電荷量增大C.電容器兩極板之間的電勢(shì)差增大D.溶液濃度降低過程中電流方向?yàn)镸→N√1234567891011答案

溶液不導(dǎo)電沒有形成閉合回路，電容器兩端的電壓不變，根據(jù)Q＝CU結(jié)合A選項(xiàng)分析可知，電容器所帶的電荷量增大，故B正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)B選項(xiàng)分析可知電容器所帶的電荷量增大，則電容器充電，結(jié)合題圖可知電路中電流方向?yàn)镹→M，故D錯(cuò)誤。1234567891011答案7.如圖所示，兩平行金屬板帶有等量異種電荷，極板與外電路斷開，一電子從O點(diǎn)沿垂直極板方向射出，最遠(yuǎn)能達(dá)到A點(diǎn)，然后返回。不計(jì)電子的重力，若電子從O點(diǎn)射出的初速度不變，將右極板向右平移一小段距離，則A.電子最遠(yuǎn)能達(dá)到A點(diǎn)右側(cè)某點(diǎn)B.電子最遠(yuǎn)不可能再達(dá)到A點(diǎn)C.電子返回O點(diǎn)所用時(shí)間不變D.電子返回O點(diǎn)時(shí)速度會(huì)變小√1234567891011答案

1234567891011答案能力綜合練

√1234567891011答案

1234567891011答案

1234567891011答案9.(2025·山東棗莊市聯(lián)考)某多級(jí)直線加速器由n個(gè)橫截面積相同的金屬圓筒依次排列，其中心軸線在同一直線上，如圖甲所示，各金屬圓筒依次接在交變電源的兩極M、N上，序號(hào)為0的金屬圓板中央有一個(gè)質(zhì)子源，質(zhì)子逸出的速度不計(jì)，M、N兩極加上如圖乙所示的電壓UMN，一段時(shí)間后加速器穩(wěn)定輸出質(zhì)子流。已知質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為e，不計(jì)質(zhì)子間的相互作用，質(zhì)子通過圓筒間隙的時(shí)間不計(jì)，且忽略相對(duì)論效應(yīng)，則1234567891011答案

√1234567891011答案

1234567