（新课标）2020年高考物理大一轮复习 第6章 静电场 第3节 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动课时规范训练.doc

在高中物理的学习中，电容器和电容是静电场中的重要概念，而带电粒子在电场中的运动则是电动力学的基础部分。本课时规范训练主要围绕这两个主题展开。 电容器的电容是衡量电容器储存电荷能力的物理量，它不依赖于电容器是否带电或带电多少，而是由电容器自身的结构决定，例如两极板的面积、距离以及介质的介电常数。平行板电容器是最常见的模型，其电容公式为\( C = \varepsilon_0 \frac{A}{d} \)，其中\( C \)是电容，\( \varepsilon_0 \)是真空介电常数，\( A \)是极板面积，\( d \)是极板间距离。 电容器与电压的关系可以通过电容的定义式理解，即\( C = \frac{Q}{U} \)，其中\( Q \)是电荷量，\( U \)是电压。如果电容器连接到电源，改变电容器的结构（如改变距离\( d \)）会改变电荷量\( Q \)和电压\( U \)的比值，但电容\( C \)保持不变。例如，题目中提到的开关S接b后，电容器通过灯泡放电，电荷量\( Q \)减少，电压\( U \)也会相应减小。 带电粒子在电场中的运动遵循牛顿第二定律和电场力的作用。例如，题目中提到的粒子P在电容器中受到电场力和重力的作用，当金属板被快速抽出时，极板间距变化导致电场强度改变，进而影响粒子的加速度。通过分析平衡条件和牛顿第二定律，可以计算出粒子的加速度。 对于带电小球M和N的问题，它们在匀强电场中保持静止，意味着它们各自受到的电场力和库仑力平衡。由于电场力相等且方向相反，库仑力也必须相等，因此M和N的电荷量相等，但电性相反。若改变它们的位置，电场力和库仑力的平衡条件依然成立，但电场对小球可能做负功，改变它们的动能。 涉及粒子在电场中的类平抛运动问题，如粒子在匀强电场中的轨迹相切，可以通过平抛运动的分运动公式来求解。粒子的初速度\( v_0 \)与电场力、粒子的质量和电荷量有关，通过分析水平和垂直方向的运动，可以解出正确答案。 这个课时规范训练涵盖了电容器的电容概念、电荷与电压的关系、带电粒子在电场中的运动规律以及电场力和库仑力的平衡等问题，旨在帮助学生巩固电动力学的基本原理，并通过实际题目进行应用训练。