《2019高考一轮复习人教物理课件：第七章 静电场7-3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高考一轮复习人教物理课件：第七章 静电场7-3（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3节 电容器 带电粒 子在 电场中的运动 必备知识关键能力-2-2-2- -2- 知识梳理考点自诊 一、电容器 1.电容器 (1)组成:由两个彼此 绝缘 又相互 靠近 的导体组成。 (2)带电荷量:一个极板所带电荷量的 绝对值 。 (3)电容器的充、放电: 充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两板带上等量的 异 种电荷 ,电容器中储存 电场能 。 放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中 电场能 转化为其他形式的能。 必备知识关键能力-3-3-3- -3- 知识梳理考点自诊 2.电容 (1)定义:电容器所带的 电荷量 Q与电容器两极板间的电势差U 的比值。 (3)物理意义:表示电容
2、器 容纳电荷 本领大小的物理量。 (4)单位:法拉(F),1 F= 106 F=1012 pF。 3.平行板电容器 (1)影响因素:平行板电容器的电容与 正对面积 成正比,与介质 的介电常数成 正 比,与 两极板间距离 成反比。 必备知识关键能力-4-4-4- -4- 知识梳理考点自诊 二、带电粒子在电场中的运动 1.加速问题 (1)在匀强电场中:W=qEd=qU= 。 (2)在非匀强电场中:W=qU= 。 2.偏转问题 (1)条件分析:不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞 入匀强电场。 (2)运动性质: 匀变速曲线 运动。 (3)处理方法:利用运动的合成与分解。 沿初速度方向:做
3、匀速 运动。 沿电场方向:做初速度为零的 匀加速 运动。 必备知识关键能力-5-5-5- -5- 知识梳理考点自诊 必备知识关键能力-6-6-6- -6- 知识梳理考点自诊 三、示波管 1.示波管装置 示波管由 电子枪 、 偏转电极 和 荧光屏 组成,管内抽成真 空。如图所示。 必备知识关键能力-7-7-7- -7- 知识梳理考点自诊 2.工作原理 (1)如果在偏转电极XX和YY之间都没有加电压,则电子枪射出的 电子束沿直线运动,打在荧光屏 中心 ,在那里产生一个亮斑。 (2)YY上加的是待显示的 信号电压 。XX上是机器自身产生的 锯齿形电压,叫作扫描电压。若所加扫描电压和信号电压的周期相
4、同,就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳 定图象。 必备知识关键能力-8-8-8- -8- 知识梳理考点自诊 1.(多选)有一只电容器的规格是“1.5 F,9 V”,那么 ( ) A.这只电容器上的电荷量不能超过1.510-5 C B.这只电容器上的电荷量不能超过1.3510-5 C C.这只电容器的额定电压为9 V D.这只电容器的击穿电压为9 V 答案解析解析 关闭 9 V为电容器的额定电压(或工作电压),正常工作时的电荷量 Q=CU=1.510-69 C=1.3510-5 C,选项B、C正确。 答案解析 关闭 BC 必备知识关键能力-9-9-9- -9- 知识梳理考点自
5、诊 2.关于电容器及其电容,下列说法正确的是( ) A.平行板电容器一板带电+Q,另一板带电-Q,则此电容器不带电 B.由公式C= 可知,电容器的电容随电荷量Q的增加而增大 C.对一个电容器来说,电容器的电荷量与两板间的电势差成正比 D.如果一个电容器两板间没有电压,就不带电荷,也就没有电容 答案解析解析 关闭 答案解析 关闭 必备知识关键能力-10-10-10- -10- 知识梳理考点自诊 3.一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电 荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C和两极板间的电势差 U的变化情况是( ) A.C和U均增大B.C增大,U减小 C.C减小,U增大D.C和
6、U均减小 答案解析解析 关闭 答案解析 关闭 必备知识关键能力-11-11-11- -11- 知识梳理考点自诊 4.如图所示,电子由静止开始从A板向B板运动,到达B板的速度为 v,保持两极间电压不变,则( ) A.当减小两板间的距离时,速度v增大 B.当减小两极间的距离时,速度v减小 C.当减小两极间的距离时,速度v不变 D.当减小两极间的距离时,电子在两极间运动的时间变长 答案解析解析 关闭 答案解析 关闭 必备知识关键能力-12-12-12- -12- 知识梳理考点自诊 5.如图所示,质子 以相同的初动能垂直射入 偏转电场(粒子不计重力),则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比 为( ) A
7、.11 B.12 C.21 D.14 答案解析解析 关闭 答案解析 关闭 必备知识关键能力-13-13-13- -13- 命题点一命题点二命题点三 平行板电容器的动态分析 1.三先三后 (1)先看常量,后看变量;(2)在变量中先看自变量,后看因变量;(3) 先定性分析,再定量计算。 2.平行板电容器的动态分析问题的两种情况归纳 (1)平行板电容器充电后,保持电容器的两极板与电池的两极相连 接: 必备知识关键能力-14-14-14- -14- 命题点一命题点二命题点三 (2)平行板电容器充电后,切断与电池的连接: 必备知识关键能力-15-15-15- -15- 命题点一命题点二命题点三 例1(2
8、016天津卷)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 答案解析解析 关闭 答案解析 关闭 必备知识关键能力-16-16-16- -16- 命题点一命题点二命题点三 思维点拨首先要分清电容器问题的两种情况:电容器带电荷量一 定和电容器两板间电势差一定;其次要掌握三个基本公 式:C= ,Q=
9、CU;同时记住一个特殊的结论:电容器带电荷 量一定时,电容器两板间的电场强度大小与两板间距无关。 必备知识关键能力-17-17-17- -17- 命题点一命题点二命题点三 即学即练 1.(2016全国卷)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 答案解析解析 关闭 答案解析 关闭 必备知识关键能力-18-18-18- -18- 命题点一命题点二命题点三 2.(2017江
10、苏卷)如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C 中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电 子恰好能运动到P点。现将C板向右平移到P点,则由O点静止释放 的电子( ) A.运动到P点返回B.运动到P和P点之间返回 C.运动到P点返回D.穿过P点 答案解析解析 关闭 答案解析 关闭 必备知识关键能力-19-19-19- -19- 命题点一命题点二命题点三 带电粒子在匀强电场中的直线运动 1.做直线运动的条件 (1)粒子所受合外力F合=0,粒子静止或做匀速直线运动。 (2)粒子所受合外力F合0,且与初速度方向在同一条直线上,带电 粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动。 2
11、.用动力学观点分析 3.用功能观点分析 必备知识关键能力-20-20-20- -20- 命题点一命题点二命题点三 例2如图所示,一充电后的平行板电容器的两极板相距l。在正极 板附近有一质量为m0、电荷量为q(q0)的粒子;在负极板附近有另 一质量为m、电荷量为-q的粒子。在电场力的作用下,两粒子同时 从静止开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相 距 l的平面。若两粒子间相互作用力可忽略,不计重力,则m0m为( ) A.32 B.21 C.52D.31 答案解析解析 关闭 答案解析 关闭 必备知识关键能力-21-21-21- -21- 命题点一命题点二命题点三 思维点拨 1.带电体是
12、否考虑重力的判断 (1)微观粒子(如电子、质子、离子等),一般都不计重力。 (2)带电微粒(如油滴、液滴、尘埃、小球等),一般要考虑重力。 (3)原则上,所有未明确交代的带电体,都应根据题中运动状态和过 程,反推是否考虑重力(即隐含条件)。 必备知识关键能力-22-22-22- -22- 命题点一命题点二命题点三 2.带电体在匀强电场中的直线运动问题的分析方法 必备知识关键能力-23-23-23- -23- 命题点一命题点二命题点三 即学即练 3.(2017广东汕尾城区校级月考)如图所示,板长l=4 cm的平行板电 容器,板间距离d=3 cm,板与水平线夹角=37,两板所加电压为 U=100
13、V。有一带负电液滴,电荷量为q=310-10 C,以v0=1 m/s的水 平速度自A板边缘水平进入电场,在电场中仍沿水平方向并恰好从 B板边缘水平飞出(g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)。求: (1)液滴的质量; (2)液滴飞出时的速度。 必备知识关键能力-24-24-24- -24- 命题点一命题点二命题点三 解析:(1)根据题意画出带电液滴的受力图如图所示,可得 qEcos =mg 代入数据得m=810-8 kg。 (2)因液滴沿水平方向运动,所以重力做功为零。对液滴由动能定理 得 必备知识关键能力-25-25-25- -25- 命题点一命题点二命题点三 4.
14、(2017北京东城区检测)如图所示,一电荷量为+q、质量为m的小 物块处于一倾角为37的光滑斜面上,整个装置被置于一水平向右 的匀强电场中,小物块恰好静止。重力加速度为g,sin 37=0.6,cos 37=0.8。求: (1)水平向右电场的电场强度的大小; (2)若将电场强度减小为原来的 ,小物块的加速度是多大; (3)电场强度变化后小物块下滑距离L时的动能。 必备知识关键能力-26-26-26- -26- 命题点一命题点二命题点三 解析:(1)小物块静止在斜面上,受重力、电场力和斜面支持力(如图 所示),则 FNsin 37=qE FNcos 37=mg (3)电场强度变化后小物块下滑距离
15、L时,重力做正功,电场力做负 功,由动能定理得mgLsin 37-qELcos 37=Ek-0 可得Ek=0.3mgL。 必备知识关键能力-27-27-27- -27- 命题点一命题点二命题点三 带电粒子在匀强电场中的偏转 求解电偏转问题的两种思路 以示波管模型为例,带电粒子经加速电场U1加速,再经偏转电场 U2偏转后,需再经历一段匀速直线运动才会打到荧光屏上而显示亮 点P,如图所示。 (1)确定最终偏移距离OP的两种方法 方法1: 必备知识关键能力-28-28-28- -28- 命题点一命题点二命题点三 方法2: (2)确定粒子经偏转电场后的动能(或速度)的两种方法 方法1: 必备知识关键能
16、力-29-29-29- -29- 命题点一命题点二命题点三 利用动能定理求粒子偏转后的动能时,电场力做功W=qU=qEy,其中 “U”为初末位置的电势差,而不一定是U= 。 必备知识关键能力-30-30-30- -30- 命题点一命题点二命题点三 例3(2017黑龙江哈尔滨香坊区二模)如图甲所示,热电子由阴极 飞出时的初速度忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0。电容器 板长和板间距离均为L=10 cm,下极板接地。电容器右端到荧光屏 的距离也是L=10 cm。在电容器两极板间接一交流电压,上极板的 电势随时间变化的图象如图乙所示。(每个电子穿过平行板的时间 极短,可以认为电压是不变的) 必备知识关键能力-31-31-31- -31- 命题点一命题点二命题点三 (1)在t=0
