金版教程 · 高三物理核心考点导学 考向案例研究 单元精彩视窗 限时规范特训

第三单元

电容器

电场中带电粒子的运动

第六章 第三单元

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核心考点导学

第六章 第三单元

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师说：本节在高考中考查的题目多、分值高、几率大，考查形式 一般为选择题和计算题，其中带电粒子在电场中加速和偏转是 考查的重点和热点，可以说是年年考、卷卷考.命题内容主要 是电场知识与力学知识的综合，有的考题是考查带电粒子在电 场中的直线运动、振动，有的是考查带电粒子在电场中的曲线 运动、类平抛运动，也有的是考查带电粒子在电场、磁场、重 力场、复合场中的直线运动、曲线运动、匀速圆周运动等等，

同时还涉及到与实际相联系的题目，所以要求考生能灵活地运用电磁学、力学及其相关的数学知识综合解答.题目难度一般 为中等或较难.第六章 第三单元第3页

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1.电容器

(1)组成：两个彼此 绝缘 且又

相互靠近 的导体.

(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的 绝对值 .

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(3)充、放电 ①充电：把电容器接在电源上后，电容器两个极板分别带 上等量的 异种 电荷的过程.充电后，两极板间有 电场 存 在 ，

电容器储存 电荷 .②放电：用导线将充电后的电容器的两极板接通，极板上 电荷 中和 的过程.放电后的两极板间不再有电场，电场能转 化为 其他形式 的能量.

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2.电容 (1)定义：电容器所带的 的 电势差 的比值. 电荷量 与电容器两极板间

(2)意义：表示电容器容纳电荷 本领 的物理量.Q (3)定义式：C= U.

(4)单位：1法拉(F)= 106 微法(μF)= 1012 皮法(pF).

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3.平行板电容器的电容 (1)决定因素：平行板电容器的电容C跟板间电介质的介电 常数ε成 反比 . 正比 ，跟正对面积S成 正比 ，跟极板间的距离d成

εS (2)决定式：C= 4πkd(3)熟记两点：

.

①保持两极板与电源相连，则电容器两极板间 电压 不变. ②充电后断开电源，则电容器所带的 电荷量 不变.

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(1)电容由电容器本身决定，与极板的带电情况无关，如相 同水桶中水深每增加 1 cm, 所增加的水的量一样是由桶本身因 素(形状)决定，与装水情况无关. Q ΔQ (2)公式 C=U= 是电容的定义式，对任何电容器都适 ΔU εS 用.公式 C= 是平行板电容器的决定式，只对平行板电容 4πkd 器适用.

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1.平行板电容器动态问题分析的理论依据 (1)平行板电容器的电容 C 与板距 d、正对面积 S、介质介 εrS 电常数 εr 间的关系 C= . 4πkd U (2)平行板电容器内部是匀强电场，所以场强 E= d .

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(3)电容器所带电荷量 Q=CU. 4kπQ (4)由以上三式得 E= , 该式为平行板电容器极板间匀 εrS Q 强电场的场强的决定式，常通过 S 来分析场强的变化.

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2.两类动态问题分析比较 (1)第一类动态变化：两极板间电压U恒定不变

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(2)第二类动态变化：电容器所带电荷量Q恒定不变

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1.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地.一带电油滴位于电容器中的P点且 恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动 一小段距离( )

A.带电油滴将沿竖直方向向上运动

B.P点的电势将降低C.带电油滴的电势能将减小 D.若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大第六章 第三单元第13页

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解析：保持电源与电容器相连，则两板间电压 U 不变，而 U 板间距离 d 增大，则 E= d 将减小，原来 qEo=mg,则上极板 稍上移后，qE<mg,油滴将沿竖直方向向下运动，A 错；设下 极板上接地点为 O,则 φP=UPO=E·PO,E 减小，则 P 点电势 d φP 减小，B 正确；油滴向下运动，电场力做负功，其电势能将 增大，C 错；由 Q=CU 知：U 一定，C 减小，则 Q 减小，D 错.

答案：B第六章 第三单元

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范特训

思维升华：两类基本问题：(1)讨论板间带电粒子的运动问 题，先分析板间电场强度的变化，再进一步分析运动情况；

(2)讨论回路的充放电问题，先分析极板的带电荷量的变化，再进一步分析充放电时电流的方向.

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1.带电粒子在电场中的加速 (1)运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀 强电场，受到的电场力与速度方向在同一直线上，做匀加速直 线运动. (2)用动力学规律分析： qE U a= m ,E= d ,v2-v2=2ad. 0第六章 第三单元第16页