第九章靜電場(chǎng)第47課時(shí)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(guò)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。電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)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)分析考點(diǎn)三帶電粒子(帶電體)在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)電容器電容考點(diǎn)一1.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(guò)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(guò)程，放電過(guò)程中_______轉(zhuǎn)化為其他形式的能。電場(chǎng)能絕緣絕對(duì)值異種電荷定義電容器所帶的________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=1012

pF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(wú)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。(

)×××石墨烯納米混合型超級(jí)電容器的電車，下列說(shuō)法正確的是A.該電容器充滿電時(shí)所帶電荷量為36000CB.電容器充電的過(guò)程中，電荷量逐漸增大，電容也逐漸增大C.電容器放電過(guò)程中，電荷量逐漸減少到0，電容不變D.電容器放電過(guò)程中，電荷量逐漸減少到0，電壓不變(多選)全球首創(chuàng)超級(jí)電容儲(chǔ)存式現(xiàn)代電車在中國(guó)寧波基地下線，沒(méi)有傳統(tǒng)無(wú)軌電車的“辮子”，沒(méi)有尾氣排放，乘客上下車的時(shí)間內(nèi)，可對(duì)車進(jìn)行充電，充電30s能行駛5km以上。如圖為使用“3V

12000F”√基礎(chǔ)自測(cè)√

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1√

手機(jī)和平板電腦的觸摸屏多數(shù)采用的是電容式觸摸屏，其原理可簡(jiǎn)化為如圖所示的電路。平行板電容器的上、下兩極板A、B分別接在一恒壓直流電源的兩端，上極板A為可動(dòng)電極，下極板B為固定電極。當(dāng)用手指觸壓屏幕上某個(gè)部位時(shí)，可動(dòng)電極會(huì)向下移動(dòng)，從而改變電容器的電容。當(dāng)壓力F增大時(shí)A.電容器的電容減小B.電容器所帶電荷量減小C.極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小D.電阻R上有從b流向a的電流例2√

兩類典型動(dòng)態(tài)分析思路比較總結(jié)提升返回帶電粒子(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(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樱喝珉娮印①|(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)。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。

例3√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

(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4

(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(lái)自教材改編)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(guò)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。下列說(shuō)法正確的是例5

√

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)12345678答案CDABDCACBCC題號(hào)

910答案(1)8∶1

(2)a帶負(fù)電b帶正電4∶1CD答案123456789101.(多選)(來(lái)自教材改編)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，正確的圖像有基礎(chǔ)落實(shí)練12345678910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(wú)關(guān)，故A、B錯(cuò)誤，D正確；根據(jù)Q=CU可知，Q-U圖像是過(guò)原點(diǎn)的直線，故C正確。√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(guò)電場(chǎng)被勻加速到速度v的過(guò)程中，通過(guò)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(guò)程中靜電力對(duì)質(zhì)子所做的功12345678910答案√√√12345678910答案

3.如圖所示，一平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，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(shuō)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12345678910√答案12345678910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。4.(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12345678910答案√12345678910答案

5.(2024·甘肅卷·7)一平行板電容器充放電電路如圖所示。開(kāi)關(guān)S接1，電源E給電容器C充電；開(kāi)關(guān)S接2，電容器C對(duì)電阻R放電。下列說(shuō)法正確的是12345678910答案A.充電過(guò)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(guò)程中，電容器的上極板帶正電荷、流過(guò)電阻R的電流由M點(diǎn)流向

N點(diǎn)C.放電過(guò)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(guò)程中，電容器的上極板帶負(fù)電荷，流過(guò)電阻R的電流由N點(diǎn)流向

M點(diǎn)√12345678910答案充電過(guò)程中，電容器的上極板帶正電荷、流過(guò)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(guò)程中，電容器的上極板帶正電荷，流過(guò)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。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(kāi)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(guò)程中電流方向?yàn)镸→N12345678910答案√12345678910答案

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。12345678910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(kāi)，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√能力綜合練12345678910答案

12345678910答案√

12345678910答案9.(2023·新課標(biāo)卷·25)密立根油滴實(shí)驗(yàn)的示意圖如圖所示。兩水平金屬平板上下放置，間距固定，可從上板中央的小孔向兩板間噴入大小不同、帶12345678910答案

答案

8∶1

12345678910答案

(2)判斷油滴a和油滴b所帶電荷的正負(fù)，并求a、b所帶電荷量的絕對(duì)值之比。12345678910答案答案

a帶負(fù)電b帶正電4∶1