2025版高考物理一輪總復(fù)習(xí)考點(diǎn)突破第9章靜電場第24講電容器帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)1平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析

考點(diǎn)1平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析(實(shí)力考點(diǎn)·深度研析)1．對公式C＝eq\f(Q,U)的理解電容C＝eq\f(Q,U)，不能理解為電容C與Q成正比、與U成反比，一個(gè)電容器電容的大小是由電容器本身的因素確定的，與電容器是否帶電及帶電多少無關(guān)。2．電容器兩類問題的比較分類充電后與電池兩極相連充電后與電池兩極斷開不變量UQd變大C變小→Q變小、E變小C變小→U變大、E不變S變大C變大→Q變大、E不變C變大→U變小、E變小εr變大C變大→Q變大、E不變C變大→U變小、E變小3.運(yùn)用電容的定義式和確定式分析電容器相關(guān)物理量變更的思路(1)確定不變量，分析是電壓不變還是所帶電荷量不變。(2)用確定式C＝eq\f(εrS,4πkd)分析平行板電容器電容的變更。(3)用定義式C＝eq\f(Q,U)分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變更。(4)用E＝eq\f(U,d)分析電容器兩極板間電場強(qiáng)度的變更。(5)用E＝eq\f(4πkQ,εrS)分析電容器兩極板間電場強(qiáng)度的變更。?考向1電容器動(dòng)態(tài)分析的兩種狀況(多選)(2024·河南高三階段練習(xí))如圖所示，水平正對的金屬板A、B與干電池連接，B板接地，靜電計(jì)的電荷量、導(dǎo)線以及電池的內(nèi)阻均不計(jì)。開關(guān)S閉合，一帶負(fù)電的油滴靜止于兩板間的P點(diǎn)。下列說法正確的是(BC)A．若僅將A板上移一些，則靜電計(jì)指針的張角減小B．若僅將B板下移一些，則油滴向下運(yùn)動(dòng)C．若斷開S，且僅將B板下移一些，則油滴的電勢能減小D．若斷開S，且僅在A、P間插入玻璃板，則油滴向上運(yùn)動(dòng)[解析]金屬板A、B與干電池連接，兩板間電勢差不變，A板上移，靜電計(jì)指針的張角不變，故A錯(cuò)誤；依據(jù)E＝eq\f(U,d)，若僅將B板下移一些，板間電場強(qiáng)度減小，豎直向上的電場力減小，而重力不變，則油滴受合外力向下，將向下運(yùn)動(dòng)，故B正確；若斷開S，極板電荷量不變，依據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)，Q＝CU，E＝eq\f(U,d)，可得E＝eq\f(4πkQ,εrS)，僅將B板下移一些，板間電場強(qiáng)度不變，P點(diǎn)與零電勢B板間電勢差U′＝Ed′增大，則P點(diǎn)電勢增大，帶負(fù)電的油滴在P點(diǎn)的電勢能減小，故C正確；若斷開S，且僅在A、P間插入玻璃板，則介電常數(shù)增大，由E＝eq\f(4πkQ,εrS)可知，電場強(qiáng)度減小，則豎直向上的電場力減小，而重力不變，則油滴受合外力向下，將向下運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。?考向2電容器中的平衡問題如圖所示，M、N是平行板電容器的兩個(gè)極板，R為滑動(dòng)變阻器，用絕緣細(xì)線將一帶負(fù)電的小球懸于電容器內(nèi)部。閉合開關(guān)S，給電容器充電后，懸線偏離豎直方向的夾角為θ，下列說法正確的是(D)A．保持S閉合，將滑動(dòng)變阻器的滑片向b端滑動(dòng)，則θ減小B．保持S閉合，將M板向N板靠近，則θ不變C．?dāng)嚅_S，在靠近M板內(nèi)側(cè)插入確定厚度的陶瓷片，則θ增大D．?dāng)嚅_S，將N板向上移動(dòng)少許，則θ增大[解析]小球平衡時(shí)，由平衡條件知qE＝mgtanθ，保持S閉合，電容器兩極板間的電勢差等于電源的電動(dòng)勢，保持不變，將滑動(dòng)變阻器的滑片向b端滑動(dòng)，則θ不會(huì)變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；保持S閉合，電容器兩極板間的電勢差等于電源的電動(dòng)勢，保持不變，依據(jù)公式E＝eq\f(U,d)可知，將M板向N板靠近時(shí)，電場強(qiáng)度變大，電場力變大，故θ增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；斷開S，電容器帶電荷量不變，依據(jù)電容的定義式C＝eq\f(Q,U)，平行板電容器的電容公式C＝eq\f(εrS,4kπd)，電壓與電場強(qiáng)度公式U＝Ed，可得E＝eq\f(4kπQ,εrS)，在靠近M板內(nèi)側(cè)插入確定厚度的陶瓷片，則εr變大，電場強(qiáng)度減小，故θ減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；斷開S，電容器帶電荷量不變，據(jù)E＝eq\f(4kπQ,εrS)，將N板向上移動(dòng)少許，S減小，電場強(qiáng)度增大，電場力增大，則θ增大，D項(xiàng)正確。故選D項(xiàng)。對于電容器中的平衡問題，主要分析電容器的變更對物體平衡的影響，