2022年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 電容、帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)教案

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1、2022年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 電容、帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)教案 xx年命題特點(diǎn) 1.電容器的考查多以選擇題出現(xiàn)綜合分析平行板電容器結(jié)構(gòu)變化時(shí)電容及相關(guān)物理量的變化. 2.帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)問題，常與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系、能量守恒等內(nèi)容. 3.題型多樣，思維含量高對能力要求高且與實(shí)際短少科學(xué)研究聯(lián)系密切. 預(yù)計(jì)：xx年高考中電容器的實(shí)際應(yīng)用可能出現(xiàn)帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)仍是力電綜合題的首選. 應(yīng)試高分瓶頸 這部分試題主要是學(xué)生對電容器的電容定義式及決定式的理解不夠.對帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)問題的題目設(shè)置情境搞不清楚，解綜合大題時(shí)顯得力不從心.解題過程中應(yīng)用力學(xué)知識(shí)與電場知識(shí)

2、綜合不夠熟練. 命題點(diǎn)1 電容、平行板電容器 命題點(diǎn)2 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng) 命題點(diǎn)1 電容、平行板電容器 本類考題解答錦囊 解答“電容、平行板電容器”一類試題，應(yīng)了解以下內(nèi)容： 電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量定義式，與Q，U無關(guān)．平行板電容器電容 C=是其決定式與ε、s、d變化相聯(lián)系．聯(lián)立定義式與決定式分析是解題的通用手段，涉及電容器中的場強(qiáng)與電勢的變化需綜合分析 I 高考最新熱門題 1 (典型例題)兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖18-1-1 所示．接通開關(guān)S，電源即給電容器充電

3、 A.保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場 的電場強(qiáng)度減小 B．保持S接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極板上的電量增大 C．?dāng)嚅_S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小 D．?dāng)嚅_S，在南極板間插入一塊介質(zhì)，則兩極板間的電勢差增大 命題目的與解題技巧：考查平行板電容器結(jié)構(gòu)變化時(shí)相關(guān)物理量的變化，正確分析各物理量間的關(guān)系非常重要．S接通時(shí)電容器兩極板間電質(zhì)不變，斷開S電容器所帶電荷量不變． [解析] 保持S接通，則電容器兩板間的電勢差U始終等于電源的電動(dòng)勢，當(dāng)減小兩板間的距離d時(shí)，由勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)與電勢差關(guān)系公式E=知，兩板間的電場強(qiáng)度將

4、增大，A項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)在兩板間插入介質(zhì)ε時(shí)，由C= 知，電容C將增大，再由Q=CU知，極板上的電量將增大．故B項(xiàng)對．?dāng)嚅_K，則電容器的帶電量Q不變，當(dāng)減小兩板間的距離d或在兩板間插入介質(zhì)ε時(shí)，電容c都增大，由U= 知，兩板間的電勢差U都將減小．故D項(xiàng)錯(cuò)C項(xiàng)對． [答案] BC 2 (典型例題)如圖18-1-2所示是一個(gè)平行板電容器，其電容器為C，帶電量為Q，上極板帶正電．現(xiàn)將一個(gè)試探電荷q由兩極板間的，A點(diǎn)移動(dòng)到月點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)間的距離為s，連結(jié)AB與極板間的夾角為30°，則電場力對試探電荷q所做的功等于A 答案： C 指導(dǎo)：平行板電容器間的電場是勻強(qiáng)電場，電場力做功與

5、路徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān)．由電容c=平行板間的場強(qiáng)E電場力F=qE，可得，又由題意知點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到O點(diǎn)，沿著電場線的位移為d=s·sin30°，電場力做功故功C正確 Ⅱ 題點(diǎn)經(jīng)典類型題 1 (典型例題)如圖18-1-3所示，電容器C1=6μF，C2=3μF，電阻R1=60，R2=3，U=18 V，當(dāng)電鍵Kc斷開時(shí),A、B兩點(diǎn)間的電壓UAB為多少?當(dāng)K閉合時(shí)，電容器C1的電量改變了多少(設(shè)電壓U=18 V) 命題目的與解題技巧：考查電容器電容與電路問題分析．求解本題的關(guān)鍵是依據(jù)電路絡(luò)構(gòu)的變化，分析求出電容器充放電前后的電壓情況． [解析] 在電路中電容C1、

6、C2的作用是斷路，當(dāng)電鍵K斷開時(shí)，電路中無電流，B、C等電勢，A、D等電勢，因此UAB=UDB =18 V，UAB=UAC=UDB=18V，K斷開時(shí)，電容器C1帶電量為 O1=C1UAC=C1UDC=6×1xx×18 C=1.08×104C，當(dāng)K閉合時(shí)，電路R1、R2導(dǎo)通，電容器C1兩端的電壓即電阻 R1兩端的電壓，由串聯(lián)的電壓分配關(guān)系得：UAC=UBC= =12 V 此時(shí)電容器C1帶電量為：?O1'=C1UAC=7.2×105C電容器C1帶電量的變化量為：△Q=Q1-Q1'=3.6×105C所以C1帶電量減少了3.6×105C [答案] UAB=12V △Q=3.6×10

7、5C 2 (典型例題)如圖18-1-4是一種測定導(dǎo)電液體深度的裝置：包著一層電介質(zhì)的金屬棒與導(dǎo)電液體形成一個(gè)電容器，電容的變化能反映液面的升降情況 A.電容增大反映h增大 B．電容增大反映人減小 C.將金屬棒和導(dǎo)電液體分別接電源兩極再斷開后，液體深度變化時(shí)導(dǎo)電液體與金屬棒間的電壓增大反映h減小 D．將金屬棒和導(dǎo)電液體分別接電源兩極再斷開后，液體深度變化時(shí)導(dǎo)電液體與金屬棒間的電壓增大反映h增大 答案： AC 指導(dǎo)：電容器的d不變，電容C變大，則S變大表明金屬棒插入導(dǎo)電液的深度增加，斷開電源后電容器的電量不變C=，U變大C變小說明S變小表示深度變小．

8、 3 (典型例題)連接在電池兩極上的平行板電容器，當(dāng)兩極板間的距離減小時(shí) A.電容器的電容C變大 B．電容器極板的帶電量Q變大 C.電容器兩極板間的電勢差U變大 D．電容器兩極板間的電場強(qiáng)度E變大 答案： ABD 指導(dǎo)：根據(jù)，當(dāng)兩極板間的距離d減小時(shí)，C增大，由于兩極板連接在電池兩極上，則兩極板間的電勢差U保持不變．電容器所帶電量Q=UC變大，兩極板間的電場強(qiáng)度E=變大，故A、B、D正確． 4.0．15mm 指導(dǎo)：由Δc= 4 (典型例題)有的計(jì)算機(jī)鍵盤的每一個(gè)鍵下面都連—小塊金屬片，與該金屬片隔有一定空隙的是另一塊小的固定金屬片．這兩片金屬

9、片組成一個(gè)小電容器．該電容器的電容C可用公式C=計(jì)算，式中常數(shù)ε=9×1012F/m，S表示金屬片的正對面積，d表示兩金屬片間的距離．當(dāng)鍵被按下時(shí)，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能檢測出是哪個(gè)鍵被按下了，從而給出相應(yīng)的信號(hào)．設(shè)每個(gè)金屬片的正對面積為50mm2，鍵未按下時(shí)兩金屬片間的距離為0.6 mm．如果電容變化0.25pF，電子線路恰能檢測出必要的信號(hào)，則鍵至少需要被按下_______mm． 0．15mm 指導(dǎo)：由Δc= 做題時(shí)要是行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，再結(jié)合平衡條件和牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能觀點(diǎn)進(jìn)行分析和求解． Ⅲ 新高考命題方向預(yù)測 1 對于給定的電容器

10、，在描述電容C、帶電量Q、電勢差U之間的相互關(guān)系的六種圖線(如圖18-1-5所示)中，哪幾種是正確的 答案： ACE 指導(dǎo)：電容器的電容由它本身因素決定，和電容器帶電量多少、電壓大小無關(guān)，故A、C選項(xiàng)正確，B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤．由電容器電容的量度式C= 得Q= CU，∴Q∞U，因而E選項(xiàng)正確，F(xiàn)選項(xiàng)錯(cuò)誤． 2如圖18-1-6是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器．話筒的振動(dòng)膜前面鍍有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器的兩極，在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時(shí)，振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使電容發(fā)生變化，導(dǎo)致話筒所在電路中的其他量發(fā)生變化，使聲音信號(hào)

11、被話筒轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，其中，導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容兩極板間的 A.距離變化 B．正對面積變化 C．介質(zhì)變化 D．電壓變化 答案： A 指導(dǎo)：由題目信息條件可知：電壓U不變(即使變化對電容亦無影響)，兩極正對面積和兩極間的介質(zhì)不變，振動(dòng)膜前后振動(dòng)時(shí)，改變的是兩極間的距離． 3如圖18-1-7所示，平行板電容器兩板間的電場中有一個(gè)帶電液滴處于靜止．當(dāng)發(fā)生下列哪些變化時(shí)，液滴將向上運(yùn)動(dòng) A.將電容器的下極板稍稍下移 B．將電容器的上極板稍稍上移 C.將S斷開，并把電容器的下極板稍稍向左水平移動(dòng) D.將S斷開，并把電容器的上極板

12、稍稍下移 答案： C 指導(dǎo)：因?yàn)榇藭r(shí)液滴處于平衡狀態(tài)，要使它向上運(yùn)動(dòng)，一定要增加電場強(qiáng)度，由對C選項(xiàng)，斷開電源后Q不變，S減小，所以E增大，所以C選項(xiàng)正確；因?yàn)?E和d無關(guān)，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤；對A、B選項(xiàng)，由于電容器和電源相連，故電壓不變，由E=可知，d增大E減小，A、B選項(xiàng)皆錯(cuò)． 4 如圖18-1-8所示，水平放置的兩平行金屬板A、B相距d，電容為C，開始兩板均不帶電，A板接地且中央有孔．現(xiàn)將帶電荷量為叫，質(zhì)量為m的帶電液滴一滴一滴地從小孔正上方h處無初速度地滴下，落向B板的電荷全部傳給B板，問： (1)第幾滴液滴在A、B間做勻速直線運(yùn)動(dòng)? (2)能夠到達(dá)B板的液滴不會(huì)超過多少滴? 答案：(1) 指導(dǎo)：(1)設(shè)第n滴液滴在AB間做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)，板上電荷量為Q=(n-1)q,板上電壓U= 板間電場強(qiáng)度 ① 由平衡條件得Qe=mg ② 由①②得 (2)設(shè)能夠到達(dá)B板的液滴不會(huì)超過x滴，且第x+1滴到B板速度恰為零然后返回 極板上最大電荷量Q=′x·q ③ 極板間最在電壓U′= ④ 極板間最大電場強(qiáng)度 ⑤ 對第x+1滴，由動(dòng)能定理，得 mg(h+d)-qU′=0 ⑥ 由⑤⑥解得 做題時(shí)要是行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，再結(jié)合平衡條件和牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能觀點(diǎn)進(jìn)行分析和求解．