《2018届高考物理一轮复习 第3课时 电容 带电粒子在电场中的运动课件 人教大纲版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018届高考物理一轮复习 第3课时 电容 带电粒子在电场中的运动课件 人教大纲版（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3课时 电容 带电粒子在电场中的运动,静电屏蔽：在静电屏蔽现象中，金属网罩可以使罩内不受外界 的影响如果把金属罩 还可以使罩内的带电体对外界不发生影响,电场,接地,处于静电平衡状态的导体有哪些特点？ 1导体内部的场强(E0与E的合场强)处处为零，E内0； 2整个导体是等势体，导体的表面是等势面； 3净电荷只分布在导体外表面上，且与导体表面的曲率有关,1. 如图931所示，用起电机使金属鸟笼带电，站在金属架上的鸟安然无 恙，且不带电，其原因是( ) A鸟的脚爪与金属架绝缘 B鸟与笼电势相同，无电势差 C鸟笼内部场强为零，电荷分布在笼的外表面 D起电机使笼带电，笼的电势不会很高 解析：鸟笼达到静
2、电平衡，其内部场强处处为零，鸟笼是个等势体，无电势差，正 确选项为BC. 答案：BC,图931,1电容器 (1)组成：两个彼此 且又 的导体 (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 电 荷的过程充电后，两极板间有 存在，电容器储存 放电：用导线将充电后的电容器的两极板接通，极板上电荷 的过 程放电后的两极板间不再有电场，电场能转化为 的能量,绝缘,靠的很近,绝对值,异种,电场,电场能,减少,其他形式,2电容 (1)定义：电容器所带的 与电容器两极板间的 比值 (2)意义：表示电容器容纳电荷 的物理量 (3)定义式：C .
3、(4)单位：1法拉(F) 微法(F) 皮法(pF),电荷,电势差,本领大小,106,1012,3平行板电容器的电容 (1)决定因素： 平行板电容器的电容C跟板间电介质的介电常数成 ，跟正对面积S成 ，跟极板间的距离d成 (2)决定式：C . (3)熟记两点： 保持两极板与电源相连，则电容器两极板间 不变 充电后断开电源，则电容器的 不变,正比,反比,电压,电荷量,正比,如何理解电容器的电容？ 1由C 可以看出电压U一定时，C越大，Q越大，容纳电荷的本领越强本 式是定义式，适用于各种电容器，同时也给出了一种计算电容的方法 2电容C的大小不随Q变化，也不随电压变化，就像水桶容量的大小不随是否 盛水
4、、盛水多少变化一样 3由C 可推出C .,2. 图932 (2009西安部分学校联考)如图932所示为一只“极距变化型电容式传感 器”的部分构件示意图当动极板和定极板之间的距离d变化时，电容C便发 生变化，通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化情况在下 列图中能正确反映C与d之间变化规律的图象是( ),解析：由平行板电容器电容的决定式CS/(4kd)可知，电容C与极板之间距离d成反比，在第一象限反比例函数图象是一条双曲线，所以A正确 答案：A,1运动性质 带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场中，受到的电场力方向与运 动方向 ，做 运动 2分析方法 (1)能量方法能量守恒定律，注
5、意题目中有哪些形式的能量出现；,在一条直线上,匀变速直线,(2)功能关系动能定理，注意过程分析要全面，准确求出过程中的所有功，判断选用分阶段还是全过程使用动能定理； (3)动力学方法牛顿运动定律和匀变速直线运动公式的结合，注意受力分析要全面，特别是重力是否需要考虑的问题，另外要注意运动学公式里包含物理量的正负号，即其矢量性； (4)动量方法动量定理和动量守恒定律,研究带电粒子在电场中的运动时，是否考虑重力要依据具体情况而定： 基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力 带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力
6、根据题意进行分析，有些问题中隐含着忽略重力，或考虑重力后造成题目无法解答，这时也应忽略重力,3. 图933 如图933所示，平行板电容器电容为C，带电量为Q，极板长为L，板 间距离为d，极板与水平面夹角为.现有一质量为m的带电液滴，由两极 板的中央P点从静止开始沿与极板平行的直线运动到达Q点(P、Q两点为电 容器的边缘，忽略边缘效应)求：,(1)液滴的带电荷量； (2)液滴到达Q点的速度和所用的时间 解析：(1)带电液滴在运动过程中受到重力G和电场力F作用(如右图所示)由牛顿第二定律得：FqEmgcos 又E 由得q,(2)由动能定理得：mgsin L mv2 v 由运动学公式vatgsin
7、t 则：t . 答案：(1) (2),1运动性质 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时，受到与初 速度方向垂直的电场力作用而做 运动 2分析方法 (1)处理方法 类平抛运动可分解为沿初速度方向的 运动和垂直初速度方向的初速 度为零的 运动,曲线,匀速直线,匀加速,(2)有关物理量 如图934所示，一质量为m、电荷量为q的粒子以初速度v0沿中轴线射入 在垂直场强方向做匀速运动：vxv0， 穿越电场时间： . 在电场方向做匀加速直线运动：a . 离开电场时y方向分速度：vyat . 离开电场时y方向上的位移： . 离开电场时偏转角的正切值：tan .,图934,1在图934中
8、作出粒子离开偏转电场时速度的反向延长线，与初速度方向交 于O点，O点与电场边缘的距离为x，则x . 结论：粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的 处沿直线射出 2带电粒子先经U1的加速电场从静止加速后再垂直射入U2的偏转电场，则偏移量 y ，速度的偏转角为，tan . 结论：不论带电粒子的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,图935 4如图935所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转 电压为U1时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带 电粒子沿轨迹落到B板中间；设粒子两次
9、射入电场的水平速度相同，则两 次偏转电压之比为( ),AU1U218 BU1U214 CU1U212 DU1U211 解析：由y 得：U ，所以U ，可知A项正确 答案：A,图936 【例1】 如图936所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电 流表，两极板间有一个电荷q处于静止状态现将两极板的间距变大，则( ),A电荷将向上加速运动 B电荷将向下加速运动 C电流表中将有从a到b的电流 D电流表中将有从b到a的电流,解析：充电后电容器的上极板A带正电不断开电源，增大两板间距，U不变、d增大由E 知两极板间场强减小场强减小会使电荷q受到的电场力减小，电场力小于重力，合力向下，电荷q向
10、下加速运动由C 知电容C减小由QCU知极板所带电荷量减少会有一部分电荷返回电源，形成逆时针方向的电流电流表中将会有由b到a的电流，选项BD正确 答案：BD,若将电源断开 (1)电容器两极板的间距及正对面积不变，电荷如何运动？ (2)只将电容器两极板的间距变大，电荷如何运动？ 解析：(1)只将电源断开，其它不变，两极板间的场强不变，所以电荷仍静止 (2)因为电荷量Q不变，两极板的正对面积不变，只将板间距离增大，极板上电荷的分布不变，所以板间的场强不变，故电荷仍静止 答案：(1)静止 (2)静止,解决电容器动态问题的思路 1确定不变量(分析电压不变或电荷量不变) 2用决定式C 分析平行板电容器电容
11、的变化 3用定义式C 分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化 4用E 分析电容器极板间场强的变化,图937 11 两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图937所示，接通开关K，电源即给电容器充电( ),A保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小 B保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大 C断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小 D断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大,解析：保持K接通则两极板间电势差U不变，减小两极板间的距离d时，根据电场强度公式EU/d，两极板间电场的电场强度将要变
12、大，A错误；根据平行板电容器电容的定义式和决定式，可得C ，当在两极板间插入一块介质时，介电常数变大，导致电容C变大，而U不变，所以极板上的电荷量增大，B正确；同时，断开K时极板上的电荷量Q不变，减小两极板间的距离d时电容C变大，则电势差U一定变小，C正确；如果在两极板间插入一块介质则C变大，Q不变则电势差U一定减小，D错误本题正确选项是B、C. 答案：BC,图938 【例2】 (15分)如图938所示，甲图是用来使带正电的离子加速和偏转的装 置乙图为该装置中加速与偏转电场的等效模拟以y轴为界，左侧为 沿x轴正向的匀强电场，场强为E.右侧为沿y轴负方向的匀强电场,已知OAAB，OAAB，且OB
13、间的电势差为U0.若在x轴的C点无初速地释放一个电荷量为q、质量为m的正离子(不计重力)，结果正离子刚好通过B点求： (1)CO间的距离d； (2)粒子通过B点的速度大小 解析：(1)设正离子到达O点的速度为v0(其方向沿x轴的正方向) 则正离子由C点到O点由动能定理得：qEd 0 (3分) 而正离子从O点到B点做类平抛运动，则：OA (3分),ABv0t (2分) 而OAAB 由得d . (2分) (2)设正离子到B点时速度的大小为vB，正离子从C到B过程中由动能定理得： qEdqU0 mv0 (2分) 解得vB . (3分),偏转问题的分析处理方法 1类似于平抛运动的分析处理，应用运动的合
14、成和分解的知识 2从力学的观点和能量的观点着手按力学问题的分析法加以分析，分析带 电粒子在运动过程中其他形式的能和动能之间的转化过程时，可应用动能 定理，也可以用能量守恒定律,图939 21如图939所示，两块长3 cm的平行金属板AB相距1 cm，并与300 V 直流电源的两极相连接，AB.如果在两板正中间有一电子 (m91031 kg，e1.61019 C)，沿着垂直于电场线方向以 2107 m/s的速度飞入，则：,(1)电子能否飞离平行金属板？ (2)如果由A到B分布宽1 cm的电子带通过此电场，能飞离电场的电子数占总数的百分之几？ 解析：(1)当电子沿AB两板正中央以v02107 m/s的速度飞入电场时，若能飞出电场，则电子在电场中的运动时间为 在沿AB方向上，电子受电场力的作用，在AB方向上的位移为y at2 又a ,由式得y
