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（全国专用）2017版高考物理大二轮总复习与增分策略专题十二电容器带电粒子在电场中的
运动
专题十二 电容器 带电粒子在电场中的运动
考纲解读
章 内容 电容器的电容 考试要求 必考 b 加试 c 说明 1.不要求应用平行板电容器电容的决定式进行计算． 2．示波管问题的分析与计算不涉及两静电场 带电粒子在电场中的运动 b d 个偏转电极同时加电压的情形． 3．解决带电粒子偏转运动问题只限于垂直电场方向入射且偏转电极加恒定电压的情形.
一、电容器的电容 1．电容器
(1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成． (2)带电量：一个极板所带电荷量的绝对值． (3)电容器的充电、放电
①充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能．
②放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能． 2．电容 (1)公式 ①定义式：C＝. ΔQ②推论：C＝.
ΔU(2)电容与电压、电荷量的关系：电容C的大小由电容器本身结构决定，与电压、电荷量无关．不随Q变化，也不随电压变化． 3．平行板电容器及其电容
(1)影响因素：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的介电常数成正比，与两板间的距离成反比．
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（全国专用）2017版高考物理大二轮总复习与增分策略专题十二电容器带电粒子在电场中的
运动 (2)决定式：C＝，k为静电力常量．εr为相对介电常数，与电介质的性质有关．
4πkd二、带电粒子在电场中的运动
1．加速问题：若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子的动能的增量． 1212(1)在匀强电场中：W＝qEd＝qU＝mv－mv0.
221212
(2)在非匀强电场中：W＝qU＝mv－mv0.
222．偏转问题：
(1)条件分析：不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场． (2)运动性质：类平抛运动．
(3)处理方法：利用运动的合成与分解． ①沿初速度方向：做匀速直线运动．
②沿电场力方向：做初速度为零的匀加速运动． 3．示波管的构造：
①电子枪，②偏转电极，③荧光屏．(如图1所示)
εrS
图1
1．电容器是一种常用的电子元件．下列对电容器认识正确的是( ) A．电容器的电容表示其储存电荷的能力 B．电容器的电容与它所带的电量成正比 C．电容器的电容与它两极板间的电压成正比 D．电容器的常用单位有μF和pF,1 μF＝10 pF 答案 A
解析 由电容的物理意义知A正确．电容定义式为C＝，但C跟Q和U无关，仅跟电容器本身特征量有关；1 μF＝10 pF.B、C、D都错．
2．(2015·浙江学考模拟)如图2为可变电容器，由一组动片和一组定片组成，这两组金属片之间是互相绝缘的，动片旋入得越多，则( )
6
3
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运动
图2
A．正对面积越大，电容越大 B．正对面积越大，电容越小 C．动片、定片间距离越小，电容越大 D．动片、定片间距离越小，电容越小 答案 A
解析 可变电容器动片旋入得越多，正对面积越大．由平行板电容器的电容决定式C＝
4πkd知，电容器的正对面积越大，电容越大，A项正确．
1－4
3．一个已充电的电容器，若使它的电荷量减少3×10 C，则其电压减少为原来的，则( )
3A．电容器原来的电荷量为9×10 C B．电容器原来的电荷量为4.5×10 C C．电容器原来的电压为1 V 1
D．电容器的电容变为原来的
3答案 B
ΔQ1223×ΔQ3×3×10
解析 由C＝得ΔQ＝C·ΔU＝C(U－U)＝CU＝Q，Q＝＝ C＝4.5×10
ΔU33322
－4
－4
－4－4
εrS C，选项A错，B对；因电容器的电容不知，所以无法求出电容器原来的电压，选项C错；
电容器的电容由电容器本身决定，跟电压和电荷量的变化无关，所以电容器的电容不变，选项D错．
4．电场中，初速度为零的带正电粒子在匀强电场中仅在电场力作用下，运动方向正确的是( )
答案 D
5．如图3所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子的入射速度变为原来的2倍，而电子仍从原来位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板间的距离应变为原来的( )
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图3
11
A．2倍 B．4倍 C.倍 D.倍
24答案 C
1UqL21UqL2d解析 第一次d＝·()，第二次d′＝·()，两式相比可得d′＝，所以选项
2mdv02md′2v02C正确.
电容器的动态分析
1．对公式C＝的理解
电容C＝，不能理解为电容C与Q成正比、与U成反比，一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关． 2．两种类型的动态分析思路
(1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变． (2)用决定式C＝分析平行板电容器电容的变化． 4πkd(3)用定义式C＝分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化． (4)用E＝分析电容器两极板间电场强度的变化．
例1 如图4所示，先接通S使电容器充电，然后断开S，增大两极板间的距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两极板间电势差U及场强E的变化情况是( )
QUQUεrSQUUd
图4
A．Q变小，C不变，U不变，E变大 B．Q变小，C变小，U不变，E变小
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