高考物理一轮复习 6.3 电容器 带电粒子在匀强电场中的运动课件 新课标.ppt

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1、1常见电容器(1)组成：由两个彼此 又相互 的导体组成(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的 (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第第3讲电容器带电粒子在匀强电场中的运动讲电容器带电粒子在匀强电场中的运动绝缘绝缘靠近靠近绝对值绝对值异种异种电电荷荷电场电场能能电场电场能能2021/8/11 星期三12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 F1012 pF电电荷量荷量Q

2、容容纳电纳电荷荷1062021/8/11 星期三23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 成反比正正对对面面积积介介电电常数常数两板两板间间的距离的距离2021/8/11 星期三31.带电粒子在电场中的加速带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场，带电粒子将做 运动有两种分析方法：加加(减减)速速2021/8/11 星期三42带电粒子在匀强电场中的偏转(1)研究条件：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场(2)处理方法：类似于平抛运动，应用运动的 的方法沿初速度方向做 运动，运动时间t沿电场力方向，做 运动合成与分解合成与分解匀速直线匀速直线匀加速直匀加速直线

3、线2021/8/11 星期三51.构造：(1)，(2)，(3)2工作原理(如图631所示)电电子子枪枪偏偏转电转电极极荧荧光屏光屏2021/8/11 星期三6(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运动，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稳定图象中心中心信号信号电压电压2021/8/11 星期三72021/8/11 星期三8一图二结论2021/8/11 星期三92021/8/11 星期三10解析电容器和电容

4、是两个不同的概念，A错；电容器A的电容比B的大，只能说明电容器A容纳电荷的本领比B大，与是否带电无关，B错；电容器的电容大小和它的两极板所带的电荷量、两极板间的电势差、电容器的体积等无关，D错答案C2021/8/11 星期三112(2012徐州高二检测)如图632所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U，现使B板带正电，则下列判断正确的是()A增大两极板之间的距离，静电计指针张角变小B将A板稍微上移，静电计指针张角将变大C若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D若将A板拿走，则静电计指针张角变为零答案B2021/8/11 星期三123一个带电小球，用细绳悬挂在水平方

5、向的匀强电场中，当小球静止后把悬绳烧断，小球将做()A自由落体运动B匀变速曲线运动方向C沿悬绳的延长线方向做匀加速直线运动D变加速直线运动解析重力和电场力均为恒力，合力方向与细绳的拉力方向相反，大小与细绳的拉力大小相等剪断细绳后小球初速度为零，合力恒定，故做匀加速直线运动，正确答案为C.答案C2021/8/11 星期三134电子以初速度v0沿垂直电场强度方向射入两平行金属板间的匀强电场中，现增大两极板间的电压，但仍使电子能够穿过平行金属板，则电子穿过平行金属板所需要的时间()A随电压的增大而减小B随电压的增大而增大C加大两板间距离，时间将减小D与电压及两板间距离均无关答案D2021/8/11

6、星期三14答案答案A2021/8/11 星期三152021/8/11 星期三162电容器两类问题比较分类充电后与电池两极相连充电后与电池两极断开不变量UQd变大C变小Q变小E变小 C变小U变大E不变S变大 C变大Q变大E不变 C变大U变小E变小r变大C变大Q变大E不变 C变大U变小E变小2021/8/11 星期三17【典例1】M、N两金属板竖直放置，使其带电，悬挂其中的带电小球P如图634所示，偏离竖直方向下列哪一项措施会使OP悬线与竖直方向的夹角增大？(P球不与金属极板接触)()A增大MN两极板间的电势差B减小MN两极板的带电荷量C保持板间间距不变，将M、N板一起向右平移D保持板间间距不变，

7、将M、N板一起向左平移2021/8/11 星期三18解析小球受向右的电场力处于平衡状态，增大两板间的电势差则电场强度增大，电场力增大，小球向右偏角增大，A对；减小电容器的带电荷量则两板间电势差减小，电场强度减小，电场力减小，偏角减小，B错；C、D中电场强度不会变化，偏角不变，故C、D错答案A2021/8/11 星期三192021/8/11 星期三20【变式1】(2012深圳调研)如图635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电容器中的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()A带电油滴将沿竖直方向向上运动BP点的电势将

8、降低C带电油滴的电势能将减少D若电容器的电容减小，则极板带电量将增大2021/8/11 星期三21解析因为电容器两板电压不变，当两板间距离d增大，电场强度E减小，PExP减小，P点的电势降低，故选项A错B对；又根据带电油滴平衡可判断其带负电，它在P点的电势能增大，选项C错误；电容器的电容减小，则极板带电荷量将减小，选项D错，故答案为B.答案B2021/8/11 星期三22考点二带电体在匀强电场中做直线运动问题的分析首先对带电粒子进行受力分析，弄清带电粒子的运动状态，然后再选用恰当的物理规律求解如果应用牛顿运动定律，要弄清带电粒子的受力情况和运动情况，再灵活运用运用学公式求解；如果运用动能定理，

9、关键要弄清带电粒子的初、末状态及哪些力做功2021/8/11 星期三232021/8/11 星期三242021/8/11 星期三252021/8/11 星期三26【变式2】在一个水平面上建立x轴，在过原点O右侧空间有一个匀强电场，电场强度大小E6105 N/C，方向与x轴正方向相同，在O处放一个电荷量q5108C、质量m0.010 kg的带负电绝缘物块物块与水平面间的动摩擦因数0.2，沿x轴正方向给物块一个初速度v02 m/s，如图637所示，求：(1)物块最终停止时的位置；(g取10 m/s2)(2)物块在电场中运动过程的机械能增量2021/8/11 星期三27解析(1)第一个过程：物块向右

10、做匀减速运动到速度为零FfmgFqEFfFma2as1v02s10.4 m第二个过程：物块向左做匀加速运动，离开电场后再做匀减速运动直到停止由动能定理得：Fs1Ff(s1s2)0得s20.2 m，则物块停止在原点O左侧0.2 m处(2)物块在电场中运动过程的机械能增量EWf2mgs10.016 J.答案(1)原点O左侧0.2 m处(2)0.016 J2021/8/11 星期三28考点三带电粒子在匀强电场中的偏转问题求解带电粒子偏转问题的两种思路在示波管模型中，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638所示(1)确定最终偏

11、移距离OP的两种方法2021/8/11 星期三292021/8/11 星期三30【典例3】如图639所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏现有一电荷量为q、质量为m的带电粒子(重力不计)，以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中，v0方向的延长线与屏的交点为O.试求：(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间；(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan；(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离x.2021/8/11 星期三312021/8/11 星期三322021/8/11 星期三332021/8/11 星期三34

12、(1)求A、B之间的电场强度的大小；(2)设所有电子都能打在荧光屏上，求屏上亮圆的半径 2021/8/11 星期三352021/8/11 星期三36答案(1)100 V/m(2)2 cm 2021/8/11 星期三373.等效思维法带电体在重力场、电场中的运动问题的“等效法”处理等效思维方法就是将一个复杂的物理问题，等效为一个熟知的物理模型或问题的方法例如我们学习过的等效电阻、分力与合力、合运动与分运动等都体现了等效思维方法常见的等效法有“分解”、“合成”、“等效类比”、“等效替换”、“等效变换”、“等效简化”等，从而化繁为简，化难为易带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题是

13、高中物理教学中一类重要而典型的题型对于这类问题，若采用常规方法求解，过程复杂，运算量大若采用“等效法”求解，则能避开复杂的运算，过程比较简捷2021/8/11 星期三382021/8/11 星期三392021/8/11 星期三402021/8/11 星期三412021/8/11 星期三42答案A2021/8/11 星期三432(2010北京理综)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图6312所示)设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为.实验中，极板所带电荷量不变，若()A保持S不变，增大d，则变大B保持S不变，增大d，则变小C保持d不变，减小S，则变小D保持d

14、不变，减小S，则不变 答案答案A2021/8/11 星期三442021/8/11 星期三45答案C2021/8/11 星期三46二、带电粒子在电场中的运动(高频考查)4(2011安徽卷，20)如图6313(a)所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图6313(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上则t0可能属于的时间段是()2021/8/11 星期三47答案B2021/8/11 星期三485(2011安徽卷，18)图6314(a)所示为示波管的原理图如果在电极YY之间所加的电压按图6

15、314(b)所示的规律变化，在电极XX之间所加的电压按图6314(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是()2021/8/11 星期三49解析由图(b)及图(c)知，当UY为正时，Y板电势高，电子向Y偏，而此时UX为负，即X板电势高，电子向X板偏，所以选B.答案B2021/8/11 星期三506(2011福建卷，20)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6315所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动已知电场强度的大小分别是E12.0103 N/C和E24.0103 N/C，方向如图6315所示，带电微粒质量m1.01020 kg，带电荷量q1.0109C，A点距虚线MN的距离d11.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应求：2021/8/11 星期三51(1)B点距虚线MN的距离d2；(2)带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t.2021/8/11 星期三522021/8/11 星期三53答案(1)0.5 cm(2)1.5108 s2021/8/11 星期三54单击此处进入单击此处进入 活页限时训练活页限时训练2021/8/11 星期三552021/8/11 星期三56