(新課標(biāo)版)高考物理一輪復(fù)習(xí)基礎(chǔ)課件20電容器帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng) (含解析)

基礎(chǔ)課20

電容器帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)-2-知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三電容器

電容

平行板電容器1.常見電容器(1)組成:由兩個(gè)彼此

又相互

的導(dǎo)體組成。

(2)電荷量:一個(gè)極板所帶電荷量的

。

(3)電容器的充、放電充電:使電容器帶電的過程,充電后電容器兩板帶上等量的

,電容器中儲(chǔ)存

。

放電:使充電后的電容器失去電荷的過程,放電過程中

轉(zhuǎn)化為其他形式的能。

絕緣

靠近

絕對(duì)值

異種電荷

電場能

電場能

-3-知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三2.電容(1)定義:電容器所帶的

與電容器兩極板間的電勢差U的比值。

(2)定義式:C=

。

(3)物理意義:表示電容器

本領(lǐng)大小的物理量。

(4)單位:法拉(F)1F=

μF=1012

pF

3.平行板電容器(1)影響因素:平行板電容器的電容與極板的

成正比,與電介質(zhì)的

成正比,與極板間距離成反比。

(2)決定式:C=

,k為靜電力常量。

電荷量Q容納電荷

106正對(duì)面積

相對(duì)介電常數(shù)

-4-知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三類平拋

勻速直線

勻加速直線

-5-知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三示波器的工作原理1.構(gòu)造:①

,②偏轉(zhuǎn)極板,③熒光屏。(如圖所示)

2.工作原理(1)YY'上加的是待顯示的信號(hào)電壓,XX'上是機(jī)器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓,叫掃描電壓。(2)觀察到的現(xiàn)象:①如果在偏轉(zhuǎn)電極XX'和YY'之間都沒有加電壓,則電子槍射出的電子沿直線運(yùn)動(dòng),打在熒光屏中心,在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑。②若所加掃描電壓和信號(hào)電壓的周期相等,就可以在熒光屏上得到待測信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)變化的穩(wěn)定圖像。電子槍

-6-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析(自主悟透)1.兩個(gè)公式的比較2.平行板電容器動(dòng)態(tài)變化的兩種情況(1)電容器始終與電源相連時(shí),兩極板間的電勢差U保持不變。(2)充電后與電源斷開時(shí),電容器所帶的電荷量Q保持不變。-7-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三3.平行板電容器動(dòng)態(tài)問題的分析思路

特別提醒電容器充電后斷開電源,在電容器所帶電荷量保持不變的情況下,電場強(qiáng)度與極板間的距離無關(guān)。-8-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維訓(xùn)練1.如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計(jì)相連,靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板間有一固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷。以E表示兩板間的電場強(qiáng)度,Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢能,θ表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持下極板不動(dòng),將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置,則(

)A.θ增大,E增大

B.θ增大,Ep不變C.θ減小,Ep增大

D.θ減小,E不變答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-9-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.(多選)一平行板電容器充電后與電源斷開,負(fù)極板接地,在兩極板間有一正電荷(電荷量很小)固定在P點(diǎn),如圖所示,以E表示兩極板間的電場強(qiáng)度,U表示電容器的電壓,W表示正電荷在P點(diǎn)的電勢能。若保持負(fù)極板不動(dòng),將正極板移到圖中虛線所示的位置,則(

)A.U變小,E不變

B.E變大,W變大C.U變小,W不變

D.U不變,W不變答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-10-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律方法分析平行板電容器動(dòng)態(tài)變化的三點(diǎn)關(guān)鍵(1)確定不變量:先明確動(dòng)態(tài)變化過程中的哪些量不變,是電荷量保持不變還是極板間電壓不變。(2)恰當(dāng)選擇公式:靈活選取電容的決定式和定義式,分析電容的變化,同時(shí)用公式

分析極板間電場強(qiáng)度的變化情況。(3)若兩極板間有帶電微粒,則通過分析電場力的變化,分析其運(yùn)動(dòng)情況的變化。-11-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的直線運(yùn)動(dòng)(師生共研)1.做直線運(yùn)動(dòng)的條件(1)粒子所受合外力F合=0,粒子靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)粒子所受合外力F合≠0,且與初速度方向在同一條直線上,帶電粒子將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)或勻減速直線運(yùn)動(dòng)。2.用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)分析-12-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例題(2018·山東濰坊月考)如圖所示,金屬板A、B水平放置,兩板中央有小孔S1、S2,A、B與直流電源連接。閉合開關(guān),從S1孔正上方O處由靜止釋放一帶電小球,小球剛好能到達(dá)S2孔,不計(jì)空氣阻力,要使此小球從O點(diǎn)由靜止釋放后穿過S2孔,應(yīng)(

)A.僅上移A板適當(dāng)距離B.僅下移A板適當(dāng)距離C.斷開開關(guān),再上移A板適當(dāng)距離D.斷開開關(guān),再下移A板適當(dāng)距離答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-13-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律方法帶電粒子重力是否計(jì)入的判斷(1)微觀粒子(如電子、質(zhì)子、離子等)和無特別說明的帶電粒子,一般都不計(jì)重力(并不是忽略質(zhì)量);(2)帶電微粒(如油滴、液滴、塵埃、小球等)除有特別說明或暗示外,一般要考慮重力;(3)原則上,所有未明確交代的帶電體,都應(yīng)根據(jù)題設(shè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和過程,反推是否計(jì)重力(即隱含條件)。-14-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維訓(xùn)練(2018·天津二模)(多選)如圖所示,平行金屬板A、B在真空中水平正對(duì)放置,兩極板的間距為d,分別帶等量異號(hào)電荷。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的油滴以速度v0從A極板的左邊緣射入電場,沿直線從B極板的右邊緣射出,重力加速度為g。則(

)A.油滴做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.油滴的電勢能減少了mgdC.兩極板的電勢差D.A板的電勢低于B板的電勢答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-15-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題1.帶電粒子由靜止加速后垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)-16-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.兩個(gè)結(jié)論(1)不同的帶電粒子從靜止開始經(jīng)過同一電場加速后再從同一偏轉(zhuǎn)電場射出時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度總是相同的。(2)粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后,末速度的反向延長線與初速度延長線的交點(diǎn)O為粒子水平位移的中點(diǎn),即O到電場邊緣的距離為

。3.帶電粒子在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)的功能關(guān)系-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例題如圖所示,水平放置的平行板電容器與某一電源相連,它的極板長l=0.4m,兩板間距離d=4×10-3

m,有一束由相同帶電微粒組成的粒子流,以相同的速度v0從兩板中央平行極板射入,開關(guān)S閉合前,兩板不帶電,由于重力作用微粒能落到下極板的正中央,已知微粒質(zhì)量為m=4×10-5

kg,電荷量q=+1×10-8

C,g取10m/s2。求:

(1)微粒入射速度v0為多少?(2)為使微粒能從平行板電容器的右邊射出電場,電容器的上極板應(yīng)與電源的正極還是負(fù)極相連?所加的電壓U應(yīng)取什么范圍?-18-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三答案

(1)10m/s

(2)與負(fù)極相連,120V≤U≤200V-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維訓(xùn)練(2018·四川蓉城名校聯(lián)考)(多選)有一種電荷控制式噴墨打印機(jī)的打印頭的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示,其中墨盒可以噴出極