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高考物理一轮复习考点题型演练专题20电容器、带电粒子在电场中的运动(解析)

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高考物理一轮复习考点题型演练专题20电容器、带电粒子在电场中的运动(解析)

1、2020届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题20 电容器、带电粒子在电场中的运动【专题导航】目录热点题型一平行板电容器及其动态分析问题1U不变时电容器的动态分析2Q不变时电容器的动态分析3平行板电容器中带电粒子的问题分析4热点二带电粒子在电场中的直线运动5电容器中直线运动5带电粒子在匀强电场中的直线运动6带电粒子在交变电场中的直线运动7热点题型三带电粒子在电场中的偏转运动8热点题型四带电粒子在交变电场中的运动12粒子做直线往返运动12粒子做偏转运动问题14热点题型五带电体在电场、重力场中的运动16带电体在电场、重力场中运动的动力学问题16带电体在电场、重力场中运动的动量和能量问题17【

2、题型演练】18 【题型归纳】热点题型一平行板电容器及其动态分析问题1分析思路(1)先确定是Q还是U不变:电容器保持与电源连接,U不变;电容器充电后与电源断开,Q不变(2)用决定式C确定电容器电容的变化(3)用定义式C判定电容器所带电荷量Q或两极板间电压U的变化(4)用E分析电容器极板间场强的变化2两类动态变化问题的比较分类充电后与电池两极相连充电后与电池两极断开不变量UQd变大C变小Q变小E变小C变小U变大E不变S变大C变大Q变大E不变C变大U变小E变小r变大C变大Q变大E不变C变大U变小E变小U不变时电容器的动态分析【例1】(2019湖南长沙模拟)利用电容传感器可检测矿井渗水,及时发出安全警

3、报,从而避免事故的发生;如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图,A为固定的导体芯,B为导体芯外面的一层绝缘物质,C为导电液体(矿井中含有杂质的水),A、C构成电容器已知灵敏电流表G的指针偏转方向与电流方向的关系:电流从哪侧流入电流表则电流表指针向哪侧偏转若矿井渗水(导电液体深度增大),则电流表()A指针向右偏转,A、C构成的电容器充电 B指针向左偏转,A、C构成的电容器充电 C指针向右偏转,A、C构成的电容器放电 D指针向左偏转,A、C构成的电容器放电【答案】B【解析】由图可知,液体与芯柱构成了电容器,由图可知,两板间距离不变;液面变化时只有正对面积发生变化;则

4、由C可知,当液面升高时,只能是正对面积S增大;故可判断电容增大,再依据C和电势差不变,可知电容器的电荷量增大,因此电容器处于充电状态,因电流从哪侧流入电流表则电流表指针向哪侧偏转,因此指针向左偏转,故A、C、D错误,B正确【变式】一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上若将云母介质移出,则电容器()A极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大 B极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大C极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变 D极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变【答案】D.【解析】平行板电容器接在电压恒定的直流电源上,电容器两极板之间的电压U不变若将云母介质移出,电容C减小,由C

5、可知,电容器所带电荷量Q减小,即电容器极板上的电荷量减小由于U不变,d不变,由E可知,极板间电场强度E不变,选项D正确,A、B、C错误Q不变时电容器的动态分析【例2】如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地在两极板间有一个固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,表示静电计指针的偏角若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则()A增大,E增大 B增大,Ep不变 C减小,Ep增大 D 减小,E不变【答案】D.【解析】平行板电容器带有等量异种电荷,当极板正对面积不变时,两极板之间的电场强度E不变保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至题图中虚线位置,由UEd可知,两极板之间的电势差减小,静电计指针的偏角减小,由于下极板接地(电势为零),两极板之间的电场强度不变,所以点电荷在P点的电势能Ep不变综上所述,选项D正确【变式】(2019西北师大附中模拟)如图所示,平行板电容器充电后与电源断开,正极板接地,两板间有一个带负电的试探电荷固定在P点静电计的金属球与电容器的负极板连接,外壳接地以E表示两板间的场强,表示P点的电势,EP表示该试探电荷在P点的电势能,表示静电计指针的偏角若保持负极板将正极板缓

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