高中人教物理专题7.3 电容器、带电粒子在电场中的运动【讲】解析版.docx

专题7.3 电容器、带电粒子在电场中的运动【讲】
目录
一 讲核心素养 1
二 讲必备知识 1
【知识点一】　平行板电容器及其动态分析问题 1
【知识点二】带电粒子在电场中的直线运动 4
【知识点三】带电粒子在电场中的偏转运动 6
三．讲关键能力------带电粒子在电场中的力电综合问题 10
【能力点一】带电粒子在交变电场中的运动 10
【能力点二】电场中的力、电综合问题 12
四．讲模型思想----等效重力场模型 15
一 讲核心素养
1.物理观念：电容器及电容。
观察常见电容器，了解电容器的电容，观察电容器的充、放电现象。能举例说明电容器的应用。
2.科学思维：带电粒子（带电体）在电场中的运动。
(1).会用动力学观点和能量观点解决电场作用下的直线运动.
(2)应用带电粒子在匀强电场中的偏转规律解决问题、会分析带电粒子在重力、电场力作用下的偏转。
3.科学态度与责任：静电现象应用与安全。
(1).了解生产生活中关于静电的利用与防护的实例。
(2)能分析带电粒子在电场中的运动情况，能解释相关的物理现象。
二 讲必备知识
【知识点一】　平行板电容器及其动态分析问题
1．两类典型问题
(1)电容器始终与恒压电源相连，电容器两极板间的电势差U保持不变。
(2)电容器充电后与电源断开，电容器两极板所带的电荷量Q保持不变。
2．动态分析思路
(1)U不变
①根据C＝和C＝，先分析电容的变化，再分析Q的变化。
②根据E＝分析场强的变化。
③根据UAB＝Ed分析某点电势变化。
(2)Q不变
①根据C＝和C＝，先分析电容的变化，再分析U的变化。
②根据E＝分析场强变化。
【例1】(多选)(2021·安徽合肥市第二次教学质检)如图所示，平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度。若不改变电容器的带电荷量，下列操作可能使静电计指针的偏转角度变小的是(　　)
A.将左极板向左移动少许，同时在两极板之间插入电介质
B.将左极板向左移动少许，同时取出两极板之间的金属板
C.将左极板向左移动少许，同时在两极板之间插入金属板
D.将左极板向下移动少许，同时取出两极板之间的电介质
【答案】　AC
【解析】　将左极板向左移动少许，则d变大，同时在两极板之间插入电介质，根据C＝可知C可能变大，根据Q＝CU可知，U可能减小，即静电计指针的偏转角度可能变小，选项A正确；将左极板向左移动少许，则d变大，同时取出两极板之间的金属板，则也相当于d变大，根据C＝可知C一定变小，根据Q＝CU可知，U变大，即静电计指针的偏转角度变大，选项B错误；将左极板向左移动少许，则d变大，同时在两极板之间插入金属板，则相当于d变小，根据C＝可知C可能变大，根据Q＝CU可知，U可能变小，即静电计指针的偏转角度可能变小，选项C正确；将左极板向下移动少许，则S减小，同时取出两极板之间的电介质，根据C＝可知C一定减小，根据Q＝CU可知，U一定变大，即静电计指针的偏转角度一定变大，选项D错误。
【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念及科学思维。
【方法总结】电容器动态变化的分析思路
【变式训练1】(多选)(2021·福建南平市第一次质检)如图所示，一水平放置的平行板电容器与电源相连。开始时开关闭合，一带电油滴沿两极板中心线方向以某一初速度射入，恰好沿中心线通过电容器。则下列判断正确的是(　　)
A.保持开关闭合，将B板竖直向上平移一小段距离，粒子可能打在电容器的A板上
B.保持开关闭合，将B板竖直向上平移一小段距离，粒子仍能沿原中心线通过电容器
C.断开开关，将B板竖直向上平移一小段距离，粒子可能打在电容器的A板上
D.断开开关，将B板竖直向上平移一小段距离，粒子仍能沿原中心线通过电容器
【答案】　AD
【解析】　开始时，油滴能沿直线飞过两板，可知油滴受向下的重力和向上的电场力平衡，油滴带负电；若保持开关闭合，将B板竖直向上平移一小段距离，根据E＝可知，两板间场强变大，粒子受向上的电场力变大，粒子向上偏转，则粒子可能打在电容器的A板上，选项A正确，B错误；断开开关，则两板带电荷量不变，根据C＝、E＝以及C＝ 可知E＝，则将B板竖直向上平移一小段距离，两板间场强不变，粒子受电场力不变，则粒子仍能沿原中心线通过电容器，选项C错误，D正确。
【变式训练2】．如图所示，甲图中电容器的两个极板和电源的两极相连，乙图中电容器充电后断开电源。在电容器的两个极板间用相同的悬线分别吊起完全相同的带电小球，小球静止时悬线和竖直方向的夹角均为θ，将两图中的右极板向右平移时，下列说法正确的是(　　)
甲　　　　　　　乙
A．甲图中夹角减小，乙