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1、【 想一想 】 如图所示的实验装置中 ， 平行板电容器的极板 极板 若极板 由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是什么 ？ 第 3单元 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动 基础探究 电容器和电容 提示： 静电计指针的变化表现了电容器两极板电势差的变化，在保持电容器带电荷量 Q 不变的条件下，若极板 B 稍向上移动一点，则电容器的电容 C 变小，两极板间电势差 U 【 填一填 】 1 电容器 (1)组成：两个彼此绝缘且又相距很近的 (2)带电荷量：一个极板所带电荷量的 (3)充 、 放电： 充电：把电容器接在电源上后 ， 电容器两个极板分别带上等量的异号电荷的过程 充电
2、后 ， 两极板上的电荷由于互相吸引而保存下来；两极板间有 存在 充电过程中由电源获得的电能储存在电容器中 放电：用导线将充电后的电容器的两极板接通 ， 两极板上的电荷 的过程 放电后的两极板间不再有电场 ， 电场能转化为其他形式的能量 导体 绝对值 电场 中和 2 电容 (1)定义：电容器所带的 与电容器两极板间的 的比值 (2)意义：表示电容器 的物理量 (4)单位： 1法拉 (F) 微法 (F) 皮法 ( 3 平行板电容器的电容 (1)决定因素：平行板电容器的电容 ， 跟正对面积 ， 跟极板间的距离 ( 3) 定义式： C ( 2) 决定式： C r 电荷量 Q 电势差 容纳电荷本领 10
3、6 1012 反比 正比 正比 温馨提示 ( 1) 电容由电容器本身决定，与极板的带电情况无关 ( 2) 公式 C 是电容的定义式，对任何电容器都适用，公式 C r 对平行板电容器适用 【 想一想 】 如图所示 ， 在点电荷 、 将质子和 粒子分别从 点时 ， 它们的速度大小之比为多少 ？ 带电粒子在电场中的运动 提示： 质子和 粒子都是正离子，从 A 点释放 将受静电力作用加速运动到 B 点，设 A 、 B 两点间的电势差为 U ，由动能定理有： 对质子：12m H q H U ，对 粒子：12m q U . 所以v q H m q m H1 42 121. 【 填一填 】 1 带电粒子在电
4、场中的加速 带电粒子在电场中加速 ， 若不计粒子的重力 ， 则静电力对带电粒子做的功等于带电粒子 的增量 动能 ( 1) 在匀强电场中， W 12 m 12 m ( 2) 在非匀强电场中： W 12 m 12 m 加速度： a Fma. 能飞出平行板电容器： t 打在平行极板上： y 122t 2 m y 12qU m ta n qU lm 想一想 】 一台正常工作的示波管 ， 突然发现荧光屏上画面的高度缩小 ， 则产生故障的原因可能是什么 ？ 示波管 提示： 示波管正常工作时，有关结构的几何尺寸都不会发生变化画面高度缩小，说明电子从偏转电场射出时的偏转角 变小，可求出偏转角 的正切 t 2
5、，引起 t 变小的原因可能是加速电压 U 1 偏大，或偏转电压 U 2 偏小 【 填一填 】 1 构造 ， 偏转极板 ， 荧光屏 (如图所示 ) 2 工作原理 (1)加的是待显示的 ， 是机器自身产生的锯齿形电压 ， 叫做 (2)观察到的现象： 如果在偏转电极 间都没有加电压 ， 则电子枪射出的电子沿直线运动 ， 打在荧光屏 ， 在那里产生一个亮斑 电子枪 信号电压 扫描电压 中心 若所加扫描电压和 的周期相等 ， 就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的稳定图象 信号电压 解析： 电容器的电容和它所带的电荷量有关 ， 和板间的电压无关 ，只由电容器本身的结构来决定 ， 因此 A、 B、
6、 故选 D. 答案： D 基础自测 1 根据电容器电容的定义式 C 知 ( ) A 电容器所带的电荷量 Q 越多，它的电容就越大， C 与 Q 成正比 B 电容器不带电时，其电容为零 C 电容器两极板之间的电压 U 越高，它的电容就越小， C 与 U 成反比 D 以上答案均不对 2 示波管是示波器的核心部件 ， 它由电子枪 、 偏转电极和荧光屏组成 ， 如图所示 如果在荧光屏上 那么示波管中的( ) 极板 极板 X应带正电 极板 极板 Y应带正电 A B C D 解析： 根据亮点的位置 ， 偏向 说明电子受到静电力作用发生了偏转 ， 因此极板 X、 极板 答案： A 3 一充电后的平行板电容器
7、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 的变化情况是 ( ) A 均增大 B C D 均减小 答案： B 解析： 由 C r 插入电介质， C 增大，再由 C ， Q 不变时， U 减小，故选 B. 4 如图所示，静止的电子在加速电压为 经 垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压为 使 想使电子的运动轨迹不发生变化，应该 ( ) A 使 B 使 倍 C 使 倍 D 使 A 解析： 电子经 U 1 加速后获得的动能 E k 12m ，电子在偏转电场中的侧移量为： y 122 U 2 1 d，可见当 U 1 加倍时，要使y 不变，需使 U 2 加倍，显然
8、 A 正确 平行板电容器的动态分析 【互动探究】 1 平行板电容器的动态变化问题有哪两类，各有什么特点？ 2 分析平行板电容器问题的基本思路是什么？ 【核心突破】 1 运用电容器定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路 ( 1) 确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变 ( 2) 用决定式 C ( 3) 用定义式 C ( 4) 用 E 2 电容器两类动态变化的分析比较 (1)第一类动态变化：两极板间电压 (2)第二类动态变化：电容器所带电荷量 【 典例 1】 如图所示 ， 平行板电容器与电动势为 阻不计 )连接 ， 下极板接地 一带电油滴位于电容器中的 现将平行板电容器的上极板竖直向上移动
9、一小段距离 ，则 ( ) A 带电油滴将沿竖直方向向上运动 B C 带电油滴的电势能将减小 D 电容器的电容减小 ， 极板带电荷量增大 思路点拨 解答本题应注意以下两点： (1)确定两种情况下的不变量 ， 是电压不变还是电荷量不变； (2)选择合适公式分析场强怎样变化 答案 B 自主解答 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，油滴所受静电力减小，故油滴将向下运动， P 点的电势大于 0 ，且 P 点与下极板间的电势差减小，所以 P 点的电势降低， B 对；两极板间电场方向竖直向下，所以 P 点的油滴应带负电，当 P 点电势减小时，油滴的电势能应增加， C 错；电
10、容器的电容 C于 d 增大，电容 C 应减小，极板带电荷量 Q 减小，D 错 1 (2014年安庆模拟 )将平行板电容器两极板之间的距离 、 电压 、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用 d、 U、 表示 下列说法正确的是 ( ) A 保持 将 则 B 保持 将 则 C 保持 将 则 D 保持 将 则 答案： A 解析： 由 E U 不变， d 变为原来的两倍时， E 变为原来 的一半， A 项正确；当 E 不变， d 变为原来的一半时， U 变为原来的一半，B 项错误；当电容器中 d 不变时， C 不变，由 C Q 变为原来的两倍时， U 变为原来的两倍， C 项错误； Q 变为原来的一半，
11、 U 变为原来的一半时，则 E 变为原来的一半， D 项错误 【 互动探究 】 1 带电体在电场中运动时 ， 其重力什么情况下可以忽略 ， 什么情况下不能忽略 ？ 2 分析带电体在电场中的直线运动问题时需要注意什么问题 ，基本思路是什么 ？ 【 核心突破 】 1 带电粒子在电场中运动时重力的处理 带电体在电场中的平衡与加速 解题步骤： 选取研究对象； 进行受力分析 ， 注意静电力的方向特点； 由平衡条件列方程求解 3 带电粒子在电场中的变速直线运动 ： 可用运动学公式和牛顿第二定律求解或从功能角度用动能定理或能量守恒定律求解 特别提醒 带电粒子在匀强电场中所受静电力恒定 ， 方向与电场线平行 ， 所受重力恒定 ， 方向竖直向下 ， 因此粒子在匀强电场与重力场的复合场中一定做匀变速运动 轨迹可能为直线 ， 也可能为曲线 【 典例 2】 反射式速调管是常用的微波器件之一 ， 它利用电子团在电场中的振荡来产生微波 ， 其振荡原理与下述过程类似 如图所示 ， 在虚线 一带电微粒从 在静电力作用下沿直线在 A、 已知电场强度的大小分别是 103 N/2 103 N/C，方向如图所示 带电微粒质量 m 10 20 带电量 q 10 9
