《2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训》专题48 电容器动态分析、带电粒子在电场中的直线和抛体运动（解析版）

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2023 届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训
专题 48 电容器动态分析、带电粒子在电场中的直线和抛体运动
特训目标 特训内容
目标 1 电容器动态分析（1T—4T）
目标 2 电容器的充放电实验（5T—8T）
目标 3 带电粒子在匀强电场中的直线运动（9T—12T）
目标 4 带电粒子在交变电场中的直线运动（13T—16T）
目标 5 带电粒子在匀强电场中的抛体运动（17T—20T）
目标 6 带电粒子在交变电场中的抛体运动（21T—24T）
【特训典例】
一、电容器动态分析
1．如图所示为在竖直平面的电路，闭合开关 S1和S2后，带电油滴在电容器内部处于静止状态， 为滑动
变阻器， 为定值电阻，二极管为理想二极管，电容器的下极板接地，则下列说法正确的是（　　）
A．滑动变阻器的滑动头 P向右滑动，油滴向上运动
B．滑动变阻器的滑动头 P向左滑动，油滴向下运动
C．极板 M向上运动，M板的电势升高
D．断开 S2，油滴不动
【答案】AC
【详解】A．滑动变阻器的滑动头 P向右滑动，则 R1阻值减小，回路电流变大，则 R2两端电压变大，则电
容器要充电，此时电容器两板电压变大，场强变大，则油滴向上运动，选项 A正确；
B．滑动变阻器的滑动头 P向左滑动，则 R1阻值变大，回路电流变小，则 R2两端电压变小，则电容器要放
电，但是由于二极管的单向导电性使得电容器不能放电，则使得电容器两板电压不变，则油滴仍静止，选
项B错误；
C．极板 M向上运动，根据 可知电容器电容减小，则带电量应该减小，但是由于二极管的单向导
电性使得电容器不能放电，则两板间电量不变，结合 可知两板间场强不变，
则根据 U=Ed 可知，两板电势差变大，则 M板的电势升高，选项 C正确；
D．断开 S2，则电容器两板间的电压等于电源的电动势，即电压变大，电容器充电，两板间场强变大，则
油滴向上运动，选项 D错误。故选 AC。
2．如图为手机指纹识别功能的演示，此功能的一个关键元件为指纹传感器。其部分原理为：在一块半导
体基板上集成有上万个相同的小极板，极板外表面绝缘。当手指指纹一面与绝缘表面接触时，指纹的凹点
与凸点分别与小极板形成一个个正对面积相同的电容器，若每个电容器的电压保持不变，则（　　）
A．指纹的凹点与小极板距离远，电容大
B．指纹的凸点与小极板距离近，电容大
C．若手指挤压绝缘表面，电容电极间的距离减小，小极板带电量增多
D．若用湿的手指去识别，识别功能不会受影响
【答案】BC
【详解】AB．根据电容的定义式 可知，指纹的凹点与小极板距离远，即 大
，
则 小；指纹的凸
点与小极板距离近，即 小
，
则 大，故 A错误，B正确；
C．若手指挤压绝缘表面，电容电极间的距离减小，则 增大，由于电容器的电压保持不变，根据
可知小极板带电量 增多，故 C正确；
D．若用湿的手指去识别，由于水是导电的，则使得同一指纹的凹点与凸点与小极板之间的距离将会发生
变化，从而改变了电容器电容，使得识别功能受到影响，故 D错误。故选 BC。
3．微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。其原理如图所示，R为定值电阻，M和
N为电容器两极板，M极板固定在手机上，N极板两端与固定在手机上的两轻弹簧连接。当手机的加速度
变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。手机运动时下列说法正确的是（　　）
A．匀速运动时，电阻 R中有电流
B．由向前匀速突然减速时，电容器所带电荷量增加
C．由静止突然向前加速时，电流由 b向a流过电流表
D．保持向后的匀加速运动时， 之间的电场强度持续减小
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