2026屆高考物理沖刺復(fù)習(xí)電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情境導(dǎo)思如圖甲是一次心臟除顫器的模擬治療,該心臟除顫器電容器的電容為C,請(qǐng)思考:(1)電容器在充電和放電過(guò)程中電容如何變化?如何確定充電完成后電容器所帶電荷量?放電過(guò)程電流如何變化?(2)若一正點(diǎn)電荷P在如圖乙所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中靜止釋放,如何確定點(diǎn)電荷P到達(dá)B板的動(dòng)能?若該正點(diǎn)電荷具有與電場(chǎng)線垂直的初速度,它的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)及到達(dá)B板的時(shí)間、動(dòng)能、速度等相關(guān)物理量如何確定?知識(shí)構(gòu)建異種中和相等1061012知識(shí)構(gòu)建類平拋合成分解小題試做1.有一電解電容器如圖所示,外殼上標(biāo)有“1000μF,10V”。下列關(guān)于該電容器的說(shuō)法正確的是(

)

[A]該電容器在10V電壓以下不能正常工作[B]當(dāng)所加電壓為8V時(shí),該電容器的電容為800μF[C]該電容器能容納的電荷量最多為1.0×10-3C[D]當(dāng)兩極加1V電壓時(shí),該電容器的電荷量為1.0×10-3CD小題試做2.如圖所示,比荷相同、重力不計(jì)的a、b兩個(gè)帶電粒子,從同一位置水平射入豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,a粒子打在B板的a′點(diǎn),b粒子打在B板的b′點(diǎn),則(

)[A]a、b均帶負(fù)電[B]a的初速度一定小于b的初速度[C]a的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定小于b的運(yùn)動(dòng)時(shí)間[D]該過(guò)程中a所受電場(chǎng)力做的功一定大于b的B考點(diǎn)一電容器平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析如圖,閉合開(kāi)關(guān)S穩(wěn)定后斷開(kāi),電容器所帶電荷量Q保持不變,若增大電容器兩板間的距離d,請(qǐng)完成以下分析:(1)根據(jù)電容的決定式分析電容C大小如何變化?(2)根據(jù)電容的定義式分析電容器兩板間電壓U大小如何變化?(1)一個(gè)電容器電容的大小是由電容器本身的因素決定的,與電容器的帶電情況無(wú)關(guān)。(2)不能理解為電容C與Q成正比,與U成反比。2.平行板電容器兩類動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)比較[例1]【對(duì)電容的理解】(2024·四川綿陽(yáng)階段練習(xí))自動(dòng)體外除顫器是一種便攜式的醫(yī)療設(shè)備,如圖,它可以診斷特定的心律失常,并且給予電擊除顫,是可被非專業(yè)人員使用的用于搶救心臟驟?；颊叩尼t(yī)療設(shè)備。某型號(hào)自動(dòng)體外除顫器的電容器電容是16μF,充電至4kV電壓電容器在4ms時(shí)間內(nèi)完成放電,則(

)[A]電容器充電后的電荷量為0.64C[B]電容器放電的平均電流為16A[C]電容器的擊穿電壓為4kV[D]電容器放電完成后電容為0B[例2]【帶電荷量Q不變時(shí)的動(dòng)態(tài)分析】(2024·浙江6月選考卷,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D[例3]【電壓U不變時(shí)的動(dòng)態(tài)分析】(2024·貴州遵義檢測(cè))(多選)運(yùn)動(dòng)步數(shù)的測(cè)量是通過(guò)手機(jī)內(nèi)電容式傳感器實(shí)現(xiàn)的。其原理如圖所示,R為定值電阻,M和N為電容器兩極板,極板M固定,極板N與兩輕彈簧連接,極板N可動(dòng)。人行走時(shí),若M、N兩極板距離變小,則(

)[A]電容器的電容增大[B]兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變小[C]電容器的帶電量減小[D]電流由a經(jīng)電流表流向bAD[變式]如圖所示,在[例3]電路中電阻R和電源之間連接一個(gè)二極管,試判斷人帶著手機(jī)向前加速運(yùn)動(dòng)階段與靜止時(shí)相比,手機(jī)上的電容器的電容、兩極板間的電壓、兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度,以及兩極板所帶電荷量的變化情況?？键c(diǎn)二帶電粒子(帶電體)在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)1.對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)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),還跟帶電粒子的電荷量和電性有關(guān)。(2)是否考慮重力依據(jù)情況而定。①基本粒子:如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有特殊說(shuō)明或明確的暗示外,一般不考慮重力(但不能忽略質(zhì)量)。②帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等,除有特殊說(shuō)明或明確的暗示外,一般都不能忽略重力。2.分析帶電粒子(帶電體)在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)的方法(1)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)分析(只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng))。[例4]【帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)】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;(2)求帶電粒子到達(dá)N板時(shí)的速度大小v;[例5]【帶電體在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)】(2024·陜西安康期末)如圖所示,一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在電場(chǎng)強(qiáng)度為E、區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,以初速度v0沿ON在豎直面內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。ON與水平面的夾角為30°,重力加速度為g,且mg=qE,則(

)[A]電場(chǎng)方向豎直向上[B]小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C考點(diǎn)三帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)如圖,電性相同的不同帶電粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)同一電場(chǎng)加速后再垂直進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),則從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí),帶電粒子的軌跡是重合的嗎?1.帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)問(wèn)題的兩個(gè)重要結(jié)論(1)粒子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后,速度偏轉(zhuǎn)角θ的正切值是位移偏轉(zhuǎn)角α正切值的2倍,即tanθ=2tanα。2.處理帶電粒子的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題的方法[例6]【示波管的工作原理】(2024·山東濰坊模擬)示波管原理圖如圖甲所示。它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成,管內(nèi)抽成真空。如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′和YY′之間都沒(méi)有加電壓,電子束從電子槍射出后沿直線運(yùn)動(dòng),打在熒光屏中心,產(chǎn)生一個(gè)亮斑如圖乙所示。若板間電勢(shì)差UXX′和UYY′隨時(shí)間變化關(guān)系圖像如丙、丁所示,則熒光屏上的圖像可能為(

)A[A][B][C][D]【解析】UXX′和UYY′均為正值,電場(chǎng)強(qiáng)度方向由X指向X′,由Y指向Y′,電子帶負(fù)電,電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反,所以分別向X、Y方向偏轉(zhuǎn),可知A正確。(1)電子從釋放到打到屏上所用的時(shí)間;(2)電子剛射出電場(chǎng)E2時(shí)的速度方向與AO連線夾角的正切值;【答案】(2)3(3)電子打到屏上的點(diǎn)