《高考物理复习方案 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理复习方案 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 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，充电后电容器两极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，放电过程中电能转化为其他形式的能。图 6312电容(1)定义：电容器所带的电荷量与两个极板间的电势差的比值。(2)定义式：C 。)单位：法拉(F)、微法(F) 、皮法(1 F10 6 F10 12 4)意义：表示电容器容纳电荷本领的高低。(5)决定因素：由电容器本身物理条件( 大小、形状、相对位置及电介质)决定，与
2、电容器是否带电及电压无关。3平行板电容器的电容(1)决定因素：跟正对面积成正比，跟介电常数成正比，跟 两板间的距离成反比。(2)决定式：C 。)主要的理论依据：平行板电容器的电容 C 与板间距 d、正对面积 S、介质介电常数 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 。行板电容器内部是匀强电场，所以场强 E 。容器所带电荷量 Q由以上三式得 E ，该式常用于 Q 保持不变的情况中。4)两类典型的动态变化分析流程图：第一类动态变化：两极板间电压 U 恒定不变。第二类动态变化：电容器所带电荷量 Q 恒定不变。1(2012江苏高考)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
3、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()AC 和 U 均增大 BC 增大，U 减小CC 减小，U 增大 DC 和 U 均减小光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：选 B由 C 知插入电介质，C 增大，再由 C 知，Q 不变时，U 减小，。带电粒子在电场中的运动1带电粒子在电场中加速带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量。(1)在匀强电场中：W12 12 20(2)在非匀强电场中：W12 12 202带电粒子在电场中的偏转(1)运动性质：受恒力作用，是匀变速曲线运动。图 632(2)处理方法：类似于平抛运动，应用运动的
4、合成与分解的方法。平行于极板方向：匀速直线运动。垂直于极板方向：匀加速直线运动。侧位移及偏角对带电粒子进行受力分析时应注意的问题(1)电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关，还跟带电粒子的电性和电荷量有关：在匀强电场中，同一带电粒子所受电场力处处是恒力；在非匀强电场中，同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同。(2)是否考虑重力要依据情况而定：基本粒子：如电子、质子、 粒子、离子等除有说明或明确的暗示外，一般不考虑重力( 但不能忽略质量)。带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确暗示外，一般都不能忽略重力。2粒子在匀强电场中偏转时的两个结论光世昌老师高中物理精品
5、资源免费下载地址 (1)以初速度 入偏转电场：偏移量 y ( )2，经飞出电场的点作粒子12 12交于 O 点，O 点与电场边缘的距离为 x，则：图 633x 子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的 处沿直线射出。)经加速电场加速再进入偏转电场：若不同的带电粒子是从静止经同一加速电压 由动能定理 偏移量： y ，偏转角正切：2 20 1论带电粒子的 m、q 如何，只要经过同一加速电场加速，再垂直进入同一偏转电场，它们飞出的偏移量 y 和偏转角 都是相同的，也就是轨迹完全重合。2(2012湖南师大附中模拟) 如图 634 为示波管的示意图。左边为加速电场，右边水平放置的两极板之间有竖直方向的偏转
6、电场。电子经电压为 电场加速后，射入偏转电压为 偏转电场，离开偏转电场时，电子离荧光屏中心 O 的侧移为 y。单位偏转电压引起的偏转距离(y /为示波器的灵敏度。设极板长度为 L，极板间距为 d，通过调整一个参量，下列方法可以提高示波器的灵敏度的是()图 634A增大 L B增大 大 D减小 A电子在电场中加速： 在偏转电场中偏转时：y 12 20 ，灵敏度： ，所以要想提高灵敏度，可以采用增大 L、减小距离 2241 的方法，选项 A 正确。光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)示波管装置：示波管由电子枪、偏转电板和荧光屏组成，管内抽成真空，如图635 所示。图 635(2)如果在偏
7、转电极 间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线传播，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。(3)加的是待显示的信号电压，是机器自身产生的锯齿形电压，叫做扫描电压。若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的图象。(1)电子打在荧光屏上将出现亮点，若电子打在屏上的位置快速移动，由于视觉暂留效应，能在荧光屏上看到一条亮线。(2)如图 636 所示，如果只在偏转电极 加上如图甲所示 光屏上亮点的偏移也将按正弦规律变化，即 yy t，并在荧光屏上观察到的亮线的形状为图 A(设偏转电压频率较高 )。(3)如果只在偏转电极 加上如图乙所示的电压，在荧光屏上观察到的亮线
8、的形状为图 B(设偏转电压频率较高) 。(4)如果在偏转电极 上图甲所示的电压，同时在偏转电极 加上图乙所示的电压，在荧光屏上观察到亮线的形状为图 C(设偏转电压频率较高)。图 6363示波管原理如图 637 所示，当两偏转电极 压为零时，电子枪发射的电子经加速电压加速后会打在荧光屏上正中间的 O 点，其中 x 轴与 场的场强光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，x 轴正方向垂直于纸面指向纸内，y 轴与 场的场强方向平行。若要电子打在图示坐标系的第象限内，则()图 637AX、Y 接电源的正极， X、Y接电源的负极BX、Y接电源的正极，X、Y 接电源的负极CX、Y 接电源的正极，X、Y接电
9、源的负极DX、Y接电源的正极，X、Y 接电源的负极解析：选 D根据示波管原理以及带电粒子在电场中受到的电场力和运动情况可判定，极板 X 、Y 应带正电，故应接电源的正极，极板 X、Y 应带负电，故应接电源的负极，所以，D 项正确。平行板电容器的动态分析命题分析 平行板电容器的动态分析问题是高考热点，以选择题形式出现。例 1(2012福建高考)如图 638 所示，平行板电容器与电动势为 E 的直流电源(内阻不计 )连接，下极板接地。一带电油滴位于容器中的 P 点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则( )图 638A带点油滴将沿竖直方向向上运动BP 点的电势将降低
10、C带电油滴的电势能将减小D若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大思维流程第一步：抓信息关键点关键点 信息获取光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)电容器与电源连接 板间电压不变(2)上板上移 板间距离增大，电容减小第二步：找解题突破口板间电压不变，板间距离增大，场强减小，进而可分析 P 点电势的变化等。第三步：条理作答解析上极板向上移动一小段距离后，板间电压不变，仍为 E，故电场强度将减小，油滴所受电场力减小，故油滴将向下运动，A 错；P 点的电势大于 0，且 以 对；两极板间电场方向竖直向下，所以 滴的电势能应增加，C 错；电容器的电容 C ，容 板带电荷量 Q减小，D 错。答案B
11、 分析电容器的动态变化类问题要注意两点(1)电容器的带电荷量不变还是电压不变。(2)分析场强时应用公式 E 还是 E 。S互动探究(1)本例中在上极板竖直上移的过程中，回路中的电流是顺时针还是逆时针或电容器是充电还是放电？(2)本例中若电容器充电后与电源断开，上极板向右移动，板间油滴如何移动？解析：(1)上极板竖直上移，板间距离 知 C 板间电压 容器放电，于是回路中有顺时针方向的电流。(2)电容器充电后与电源断开带电荷量 上极板向右移，则正对面积减小，电容 E 知，板间场强变大，油滴受电场力大于重力，将向上移动。41)顺时针，放电(2)上移带电体在电场中的运动光世昌老师高中物理精品资源免费下
12、载地址 命题分析 力电综合题是高考命题热点，常以计算题出现。例 2(2012四川高考)如图 639 所示，固定在竖直平面内的轨道，C 段为光滑圆弧，对应的圆心角 37，半径 r2.5 m，平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为 E210 5 N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量 m5 102 荷量 q110 6 C 的小物体(视为质点)被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在 C 点以速度 m/s 冲上斜轨。以小物体通过 C 点时为计时起点，0.1 s 以后，场强大小不变，方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数 设小物体的电荷量保持不变，取 g10 m/s2，70.6，37 639(1)求弹簧枪对小物体所做的功；(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为 P，求 长度。思维流程第一步：抓信息关键点关键点 信息获取(1)知 C 点的速度 弹簧枪对小物体做的功(2)平直倾斜粗糙 小物体做匀减速直线运动(3)0.1 s 后场强等大反向 引起摩擦力加速度变化第二步：找解题突破口要求弹簧枪做的功应利用动能定理求出。长度为两段匀减速直线运动的位移大小之和。第三步：条理作答解析(1)设弹簧枪对小物体做功为 W，由动能定理得W ) 0
