《2018高三物理一轮复习 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018高三物理一轮复习 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动课件（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3讲 电容器与电容 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,题组演练,1.1如右图所示，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，其原因有以下说法 鸟的脚爪与金属架绝缘 鸟与笼电势相同，无电势差 鸟笼内部场强为零，电荷分布在笼的外表面 起电机使笼带电，笼的电势不会很高 其中正确的是 ( ) A B C D,【解析】 鸟笼达到静电平衡，其内部场强处处为零，鸟笼是个等势体，无电势差，正确说法为. 【答案】 B,电容器、电容 1电容器 (1)组成：由两个彼此 又相互 的
2、导体组成 (2)带电荷量：一个极板所带电荷量的 ,绝缘,靠近,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 ，电容器中储存 放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中 转化为其他形式的能,异种电荷,电场能,电场能,2电容 (1)定义：电容器所带的 与电容器两极板间的电势差U的比值 (2)定义式： . (3)物理意义：表示电容器 本领大小的物理量 (4)单位：法拉(F) 1 F F1012pF,电荷量Q,容纳电荷,106,3平行板电容器 (1)影响因素：平行板电容器的电容与 成正比，与介质的 成正比，与 成反比 (2)决定式：C ，k为静电力常量,正
3、对面积,介电常数,两板间的距离,题组演练,21如右图所示，一个平行板电容器，板间距离为d，当对其加上电压后，A、B两板的电势分别为和，下述结论正确的是 ( ),A电容器两极板间可形成匀强电场，电场强度大小为E/d B电容器两极板间各点的电势，有的相同，有的不同；有正的，有负的，有的为零 C若只减小两极板间的距离d，该电容器的电容C要增大，极板上带的电荷量Q也会增加 D若有一个电子水平射入穿越两极板之间的电场，则电子的电势能一定会减小,【答案】 A,带电粒子在电场中的运动 1带电粒子在电场中的加速 (1)运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与 在同一直线上，做 运
4、动,运动方向,匀变速直线,以上公式适用于一切电场(包括匀强电场和非匀强电场),2带电粒子在匀强电场中的偏转 (1)运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成90角的电场力作用而做 运动 (2)处理方法：类似于平抛运动的处理，应用运动的合成与分解的方法 沿初速度方向做 运动，运动时间：tl/v0. 沿电场力方向做 运动,匀变速曲线,匀速直线,匀加速直线,离开电场时的偏移量：y at2 . 离开电场时的偏转角：tan v/v0 .,题组演练,3.1空间存在匀强电场，有一电荷量q(q0)、质量m的粒子从O点以速率v0射入电场，运动到A点时速率为2v0.现
5、有另一电荷量q、质量m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场、运动到B点时速率为3v0.若忽略重力的影响，则以下说法正确的是 ( ) A在O、A、B三点中，O点电势最高 B在O、A、B三点中，A点电势最高 COA间的电势差比BO间的电势差大 DOA间的电势差比BA间的电势差小,【答案】 D,32如右图所示，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,【答案】 A,示波管的
6、原理 1示波管的构造： 2工作原理(如下图所示),电子枪，偏转电极，荧光屏,4,(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沿直线传播，打在荧光屏 ，在那里产生一个亮斑 (2)YY上加的是待显示的 XX上是机器自身的锯齿形电压，叫做 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,中心,信号电压,扫描,题组演练,41(2010年天星百校联盟领航卷)如下图甲所示为示波管的构造示意图，现在xx上加上uxxt信号，yy上加上uyyt信号，(如下图乙、图丙所示)，则在屏幕上看到的图形是 ( ),【解析】 由起始时刻xx和yy上的电压情况
7、可将B、C排除由于在xx上加上的uxxt信号周期为yy上所加uyyt信号周期的2倍，所以在屏幕上看到的图形是两个正弦波，因此D正确 【答案】 D,一、对电容器电容的理解 1物理意义：电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量 (1)由C 可以看出电压一定时，Q越大，C越大，容纳电荷本领越强本式是定义式，适于各种电容器，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、盛水多少变化一样,2决定因素：电容的大小由电介质、正对面积和板间距离等自身因素决定,1平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电小球悬挂在电容器内部闭合开关S，电容器充电
8、，这时悬线偏离竖直方向的夹角为，如右图所示，则以下说法正确的是 ( ),A保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则减小 B保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则不变 C开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则增大 D开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则不变 【解析】 悬线偏离竖直方向的夹角的大小由带电小球受的电场力和重力两因素决定因重力不变，故电场力增大时就增大在保持开关S闭合，即保持电容器两极板间电压U不变由于A、B板靠近，d变小，极板间,【答案】 D,二、带电粒子在电场中的偏转问题分析 1粒子的偏转角问题 (1)已知电荷情况及初速度 如右图所示，设带电粒子质量为m，带电荷量为q，以速
9、度v0垂直于电场线方向射入匀强偏转电场，偏转电压为U1.若粒子飞出电场时偏转角为，,结论：动能一定时tan 与q成正比， 电荷量相同时tan 与动能成反比,(2)已知加速电压U0 若不同的带电粒子是从静止经过同一加速电压U0加速后进入偏转电场的，则由动能定理有： 结论：粒子的偏转角与粒子的q、m无关，仅取决于加速电场和偏转电场，即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转角度总是相同的,2粒子的偏转量问题 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)若不同的带电粒子是从静止经同一加速电压U0加速后进入偏转电场的，则由和，得： 结论：粒子的
10、偏转角和偏转距离与粒子的q、m无关，仅取决于加速电场和偏转电场即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转角度和偏转距离总是相同的,2如右图所示，静止的电子在加速电压U1的作用下从O经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压U2的作用下偏转一段距离现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该 ( ),A使U2加倍 B使U2变为原来的4倍 C使U2变为原来的 倍 D使U2变为原来的1/2倍 【解析】 要使电子轨迹不变，则应使电子进入偏转电场后任一水平位移x所对应的偏距y保持不变由,【答案】 A,如右图所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接
11、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，有下列判断,电荷将向上加速运动 电荷将向下加速运动 电流表中将有从a到b的电流 电流表中将有从b到a的电流 其中正确的是 ( ) A B C D,【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，所以正确，故选项B正确 【答案】 B,(1)解决电容器动态问题的思路 确定不变量(
12、分析电压不变或电荷量不变) (2)电容器在充、放电过程中电路中有充电、放电电流,11：如右图所示，A、B为两块竖直放置的平行金属板，G是静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度下述做法可使指针张角增大的是 ( ) A使A、B两板靠近些 B使A、B两板正对面积 错开些 C断开S后，使B板向左 平移减小板间距 D断开S后，使A、B板 错位正对面积减小,【解析】 由于静电计的金属球与A板等势，外壳与B板等势(电势都为零)，因此静电计测量的是电容器两板间的电压，如果S一直闭合，则两板间的电压始终等于电源的电动势，静电计的张角不会改变，AB项错误；如果使开关S断开，电容器上带电荷量一定，由U 可知，
13、当两板间的距离减小时，U变小，静电计的张角变小，C项错误；当两板间的正对面积减小，则两板间的电压增大，静电计的张角增大，D项正确本题难度中等 【答案】 D,如右图所示，真空室中速度v01.6107 m/s的电子束，连续地沿两水平金属板中心线OO射入，已知极板长l4 cm，板间距离d1 cm，板右端距离荧光屏PQ为L18 cm.电子电荷量q1.61019 C，质量m0.911030 kg.若在电极ab上加u220 sin 100 t V的交变电压，在荧光屏的竖直坐标轴y上能观测到多长的线段？(设极板间的电场是均匀的，两板外无电场、荧光屏足够大),【答案】 10 cm,偏转问题的分析处理方法 (1
14、)类似于平抛运动的分析处理，应用运动的合成和分解的知识 (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,21：如右图所示，水平放置的平行金属板A、B连接一恒定电压，两个质量相等的电荷M和N同时分别从极板A的边缘和两极板的正中间沿水平方向进入板间电场，两电荷恰好在板间某点相遇若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，则下列说法正确的是 ( ),A电荷M的比荷大于电荷N的比荷 B两电荷在电场中运动的加速度相等 C从两电荷进入电场到两电荷相遇，电场力对电荷M做的功大于电场力对电荷N做的功
15、D电荷M进入电场的初速度大小与电荷N进入电场的初速度大小一定相同,【解析】 电荷做类平抛运动，在竖直方向有y ，因时间、电压、板间距相等，所以电荷M的比荷 大，电荷量也大，A正确；加速度是M的大，B错误；电场力做功利用公式WEqy判断C正确；初速度根据xv0t判断D错误 【答案】 C,如下图所示，水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R0.40 m在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E1.0104 N/C.现有一质量m0.10 kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离x1.0 m的位置，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零已知带电体所带电荷q8.0105 C，取g10 m/s2，求：,(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小； (2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小； (3)带电体沿圆弧形轨道运动过程中，电场力和摩擦力对带电体所做的功各是多少,【解析】 (1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有qEm
