高考物理一輪復(fù)習(xí)教科版課件第七章靜電場基礎(chǔ)課3

基礎(chǔ)課3電容器帶電粒子在電場中的運(yùn)動常見電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系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)帶電荷量：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。知識排查靠近絕對值異種電荷電場能電場能絕緣電荷量Q容納電荷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＝1012pF106正對面積相對介電常數(shù)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動1.做直線運(yùn)動的條件 (1)粒子所受合外力F合＝0，粒子或靜止，或做勻速直線運(yùn)動。 (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)動或勻減速直線運(yùn)動。2.分析方法 (1)用動力學(xué)觀點(diǎn)分析，(2)用功能觀點(diǎn)分析。3.帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn) (1)條件：以速度v0垂直于電場線方向飛入勻強(qiáng)電場，僅受電場力。 (2)運(yùn)動性質(zhì)：

運(yùn)動。 (3)處理方法：運(yùn)動的分解。

①沿初速度方向：做

運(yùn)動。

②沿電場方向：做初速度為零的

運(yùn)動。類平拋勻速直線勻加速直線(1)

，(2)偏轉(zhuǎn)極板，(3)熒光屏。(如圖1所示)

圖1示波管的構(gòu)造電子槍1.思考判斷 (1)放電后的電容器電荷量為零，電容也為零。(

) (2)一個(gè)電容器的電荷量增加1.0×10－6C時(shí)，兩板間電壓升高10V，則電容器的電容C＝1.0×10－7F。(

) (3)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中可以做勻加速直線運(yùn)動。(

)

答案(1)×

(2)√

(3)√小題速練2.[教科版選修3－1·P31“實(shí)驗(yàn)探究”改編](多選)如圖2所示，用靜電計(jì)可以測量已充電的平行板電容器兩極板之間的電勢差U，電容器已帶電，則下列判斷正確的是(

)

A.增大兩極板間的距離，指針張角變大 B.將A板稍微上移，靜電計(jì)指針張角變大 C.若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計(jì)指針張角變大 D.若減小兩板間的距離，則靜電計(jì)指針張角變小圖2答案ABD3.(2018·攀枝花市診斷性檢測)(多選)在豎直向上的勻強(qiáng)電場中，

有兩個(gè)質(zhì)量相等、帶異種電荷的小球A、B(均可視為質(zhì)點(diǎn))處

在同一水平面上?，F(xiàn)將兩球以相同的水平速度v0向右拋出，

最后落到水平地面上，運(yùn)動軌跡如圖3所示，兩球之間的靜

電力和空氣阻力均不考慮，則(

)

A.A球帶正電，B球帶負(fù)電 B.A球比B球先落地 C.在下落過程中，A球的電勢能減少，B球的電勢能增加 D.兩球從拋出到各自落地的過程中，A球的速率變化量比B球的小圖3答案AD平行板電容器的動態(tài)分析1.兩類典型問題 (1)電容器始終與恒壓電源相連，電容器兩極板間的電勢差U保持不變。 (2)電容器充電后與電源斷開，電容器兩極所帶的電荷量Q保持不變?！镜淅?/p>

(2016·全國卷Ⅰ，14)一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上。若將云母介質(zhì)移出，則電容器(

) A.極板上的電荷量變大，極板間電場強(qiáng)度變大 B.極板上的電荷量變小，極板間電場強(qiáng)度變大 C.極板上的電荷量變大，極板間電場強(qiáng)度不變 D.極板上的電荷量變小，極板間電場強(qiáng)度不變答案D【拓展延伸1】

(多選)將【典例】中的電源斷開，當(dāng)把云母介質(zhì)從電容器中快速抽出后，下列說法正確的是(

) A.電容器的電容增大

B.極板間的電勢差增大 C.極板上的電荷量變大

D.極板間電場強(qiáng)度變大

答案BD【拓展延伸2】

(多選)在【典例】中，若水平放置平行板電容器內(nèi)部空間有一帶電粒子P靜止在電容器中，云母介質(zhì)保持不動，同時(shí)下極板接地，當(dāng)將上極板向右移動一小段距離時(shí)，則下列說法正確的是(

) A.電容器所帶電荷量保持不變 B.極板間的電場強(qiáng)度保持不變 C.粒子所在初位置的電勢能保持不變 D.粒子將加速向下運(yùn)動答案BC1.下列說法正確的是(

) A.電容器的電容越大，則所帶的電荷量越多 B.電容器不帶電荷時(shí)，其電容為零 C.對于一個(gè)確定的電容器來說，其電容與其帶電情況無關(guān)，是個(gè)定值 D.平行板電容器極板的正對面積越小、極板間距離越遠(yuǎn)，電容器的電容越大

解析電容器所帶電荷量的多少與電容器電容和兩極板間電壓均有關(guān)，選項(xiàng)A錯誤；對于一個(gè)確定的電容器來說，電容為定值，與電容器所帶的電荷量、電容器兩極板間的電勢差無關(guān)，電容器不帶電荷時(shí)，電容也不變，故選項(xiàng)B錯誤，C正確；平行板電容器的電容與極板的正對面積成正比，與兩板間的距離成反比，故選項(xiàng)D錯誤。答案C2.(多選)如圖4所示，平行板電容器A、B間有一帶電油滴P正好靜止在極板正中間，現(xiàn)將B極板勻速向下移動到虛線位置，其他條件不變。則在B極板移動的過程中(

)

圖4 A.油滴將向下做勻加速運(yùn)動 B.電流計(jì)中電流由b流向a C.油滴運(yùn)動的加速度逐漸變大

D.極板帶的電荷量減少答案CD帶電粒子在電場中的直線運(yùn)動圖5A2.(多選)如圖6所示，帶電小球自O(shè)點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)C孔進(jìn)入兩水平位置的平行金屬板之間，由于電場的作用，剛好下落到D孔時(shí)速度減為零。對于小球從C到D的運(yùn)動過程，已知從C運(yùn)動到CD中點(diǎn)位置用時(shí)t1，從C運(yùn)動到速度等于C點(diǎn)速度一半的位置用時(shí)t2，下列說法正確的是(

) A.小球帶負(fù)電 B.t1<t2 C.t1>t2 D.將B板向上平移少許后小球可能從D孔落下圖6答案AB圖7

(3)設(shè)BC間的電勢差大小為UCB，由題意得對液珠由釋放處至液珠到達(dá)最高點(diǎn)(速度為零)的全過程應(yīng)用動能定理得qUCB－mg(rB－H)＝0解得：rB＝2H，rB′＝H(舍去)帶電體在勻強(qiáng)電場中的直線運(yùn)動問題的解題步驟1.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)規(guī)律帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動【典例】如圖8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＝

4×10－3m，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＝4×10－5kg，電荷量q＝＋1×10－8C，g＝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？圖8(2)電容器的上極板應(yīng)接電源的負(fù)極。當(dāng)所加的電壓為U1時(shí)，微粒恰好從下板的右邊緣射出，即當(dāng)所加的電壓為U2時(shí)，微粒恰好從上極板的右邊緣射出，所以120V≤U≤200V。答案(1)10m/s

(2)與負(fù)極相連，120V≤U≤200V1.(多選)如圖9所示，帶電荷量之比為qA∶qB＝1∶3的帶電粒子A、B以相等的速度v0從同一點(diǎn)出發(fā)，沿著跟電場強(qiáng)度垂直的方向射入平行板電容器中，分別打在C、D點(diǎn)，若OC＝CD，忽略粒子重力的影響，則(

)

A.A和B在電場中運(yùn)動的時(shí)間之比為1∶2 B.A和B運(yùn)動的加速度大小之比為4∶1 C.A和B的質(zhì)量之比為1∶12 D.A和B的位移大小之比為1∶1圖9答案ABC圖10答案C3.(多選)如圖11所示的直角坐標(biāo)系中，第一象限內(nèi)分布著均勻

輻向的電場，坐標(biāo)原點(diǎn)與四分之一圓弧的熒光屏間電壓為U；第三象限內(nèi)分布著豎直向下的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為

E。大量電荷量為－q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子，某時(shí)刻起從

第三象限不同位置連續(xù)以相同的初速度v0沿x軸正方向射入

勻強(qiáng)電場。若粒子只能從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入第一象限，其他粒

子均被坐標(biāo)軸上的物質(zhì)吸收并導(dǎo)出而不影響原來的電場分布。不計(jì)粒子的重力及它們間的相互作用。下列說法正確的是(

)圖11答案CD“等效法”在電場中的應(yīng)用——遷移變通能力的培養(yǎng)

處理帶電粒子在“等效力場”中的運(yùn)動，要關(guān)注以下兩點(diǎn)：一是對帶電粒子進(jìn)行受力分析時(shí)，注意帶電粒子受到的電場力的方向與運(yùn)動方向所成的夾角是銳角還是鈍角，從而決定電場力做功情況；二是注意帶電粒子的初始運(yùn)動狀態(tài)。2.物理最高點(diǎn)與幾何最高點(diǎn)。在“等效力場”做圓周運(yùn)動的小球，經(jīng)常遇到小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動的臨界速度問題。小球能維持圓周運(yùn)動的條件是能過最高點(diǎn)，而這里的最高點(diǎn)不一定是幾何最高點(diǎn)，而應(yīng)是物理最高點(diǎn)。圖14【針對訓(xùn)練】如圖14所示，在豎直平面內(nèi)固定的圓形絕緣軌

道的