《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第6章 靜電場 基礎(chǔ)課時18 電容器 帶電粒子在電場中的運動課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第6章 靜電場 基礎(chǔ)課時18 電容器 帶電粒子在電場中的運動課件.ppt（56頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

基礎(chǔ)課時18電容器帶電粒子在電場中的運動 知識梳理 知識點一 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 由兩個彼此 又相互 的導(dǎo)體組成 2 帶電荷量 一個極板所帶電荷量的 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 絕緣 靠近 絕對值 異種電荷 電場能 電場能 2 電容 1 定義 電容器所帶的 Q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 F 1012pF 電荷量 容納電荷 106 3 平行板電容器 1 影響因素 平行板電容器的電容與 成正比 與電介質(zhì)的 成正比 與極板間距離成反比 知識點二 帶電粒子在勻強電場中的運動 極板的正對面積 相對介電常數(shù) 思考 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)電場射出時的偏轉(zhuǎn)角度的關(guān)系怎樣 說出理由 知識點三 示波管1 構(gòu)造及功能 如圖1所示 圖1 1 電子槍 發(fā)射并加速電子 2 偏轉(zhuǎn)電極YY 使電子束豎直偏轉(zhuǎn) 加信號電壓 偏轉(zhuǎn)電極XX 使電子束水平偏轉(zhuǎn) 加掃描電壓 2 工作原理偏轉(zhuǎn)電極XX 和YY 不加電壓 電子打到屏幕中心 若只在XX 之間加電壓 電子只在X方向偏轉(zhuǎn) 若只在YY 之間加電壓 電子只在Y方向偏轉(zhuǎn) 若XX 加掃描電壓 YY 加信號電壓 屏上會出現(xiàn)隨信號而變化的圖象 思考 證明粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后 合速度的反向延長線與初速度延長線的交點為粒子水平位移的中點 診斷自測 1 多選 有一只電容器的規(guī)格是 1 5 F 9V 那么 A 這只電容器上的電荷量不能超過1 5 10 5CB 這只電容器上的電荷量不能超過1 35 10 5CC 這只電容器的額定電壓為9VD 這只電容器的擊穿電壓為9V解析9V為電容器的額定電壓 或工作電壓 正常工作時的帶電荷量Q CU 1 5 10 6 9C 1 35 10 5C 選項B C正確 答案BC 2 如圖2所示 平行板電容器與電源相接 充電后切斷電源 然后將電介質(zhì)插入電容器極板間 則兩板間的電勢差U及板間場強E的變化情況為 圖2A U變大 E變大B U變小 E變小C U不變 E不變D U變小 E不變 答案B 3 多選 2015 江蘇單科 7 一帶正電的小球向右水平拋入范圍足夠大的勻強電場 電場方向水平向左 不計空氣阻力 則小球 圖3A 做直線運動B 做曲線運動C 速率先減小后增大D 速率先增大后減小 解析對小球受力分析 小球受重力 電場力作用 合外力的方向與初速度的方向夾角為鈍角 故小球做曲線運動 故A錯誤 B正確 在運動的過程中合外力方向與速度方向間的夾角先為鈍角后為銳角 故合外力對小球先做負(fù)功后做正功 所以速率先減小后增大 選項C正確 D錯誤 答案BC 4 多選 2016 廣州市綜合測試 如圖4所示的陰極射線管 無偏轉(zhuǎn)電場時 電子束加速后打到熒屏中央形成亮斑 如果只逐漸增大M1M2之間的電勢差 則 圖4A 在熒屏上的亮斑向上移動B 在熒屏上的亮斑向下移動C 偏轉(zhuǎn)電場對電子做的功增大D 偏轉(zhuǎn)電場的電場強度減小 解析電子束在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動 沿垂直電場方向做勻速運動 故在電場中運動時間不變 電子在偏轉(zhuǎn)電場中受向上的電場力 故向上偏轉(zhuǎn) A項正確 B項錯誤 沿電場方向上 電子束做勻變速直線運動 兩板間電壓增大 偏轉(zhuǎn)電場的場強增大 D項錯誤 電子所受電場力增大 因此加速度增大 由位移公式可知 電子在電場中側(cè)移量增大 由功的定義式可知 電場力做功增大 C項正確 答案AC 圖5 例1 2015 江西南昌二模 如圖6所示 平行板電容器與電動勢為E的直流電源 內(nèi)阻不計 連接 下極板接地 一帶電油滴位于兩板中央的P點且恰好處于平衡狀態(tài) 現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向下移動一小段距離 則 圖6A 帶電油滴將沿豎直方向向上運動B 帶電油滴將沿豎直方向向下運動C P點的電勢將降低D 電容器的電容減小 電容器的帶電量將減小 答案A 拓展延伸 1 在 例1 中 試分析帶電油滴運動過程中電勢能和重力勢能之和如何變化 2 在 例1 中 若電容器充電穩(wěn)定后 斷開電源 試分析當(dāng)電容器下極板豎直向上移動一小段距離后 帶電油滴將如何運動 其電勢能如何變化 解析 1 帶電油滴沿豎直方向向上運動的過程 只有電場力和重力做功 油滴的動能 重力勢能和電勢能的總和不變 油滴的動能增大 故電勢能和重力勢能之和減小 答案 1 見解析 2 見解析 方法總結(jié)兩類典型的動態(tài)變化分析 變式訓(xùn)練 1 2015 合肥質(zhì)檢 如圖7所示 M N是兩塊水平放置的平行金屬板 R0為定值電阻 R1 R2為可變電阻 開關(guān)S閉合 質(zhì)量為m的帶正電的微粒從P點以水平速度v0射入金屬板間 沿曲線打在N板上的O點 若經(jīng)下列調(diào)整后 微粒仍從P點以水平速度v0射入 則關(guān)于微粒打在N板上的位置說法正確的是 圖7 A 保持開關(guān)S閉合 增大R1 微粒打在O點左側(cè)B 保持開關(guān)S閉合 增大R2 微粒打在O點左側(cè)C 斷開開關(guān)S M極板稍微上移 微粒打在O點右側(cè)D 斷開開關(guān)S M極板稍微下移 微粒打在O點右側(cè) 解析閉合開關(guān) 電路穩(wěn)定后 無電流通過電阻R2 故電容器兩極板間電壓與R0兩端電壓相同 故調(diào)整R2大小對兩板間電場無影響 B項錯誤 由電路連接情況可知 兩板間電場方向豎直向上 故帶正電微粒所受電場力方向豎直向上 電阻R0與R1串聯(lián) 根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可知 增大R1 R0兩端電壓減小 兩極板間電壓減小 粒子所受電場力減小 故微粒所受合外力豎直向下 且增大 答案A 例2 在真空中水平放置平行板電容器 兩極板間有一個帶電油滴 電容器兩板間距為d 當(dāng)平行板電容器的電壓為U0時 油滴保持靜止?fàn)顟B(tài) 如圖8所示 當(dāng)給電容器突然充電使其電壓增加 U1時 油滴開始向上運動 經(jīng)時間 t后 電容器突然放電使其電壓減少 U2 又經(jīng)過時間 t 油滴恰好回到原來位置 假設(shè)油滴在運動過程中沒有失去電荷 充電和放電的過程均很短暫 這段時間內(nèi)油滴的位移可忽略不計 重力加速度為g 求 圖8 1 帶電油滴所帶電荷量與質(zhì)量之比 2 第一個 t與第二個 t時間內(nèi)油滴運動的加速度大小之比 3 U1與 U2之比 規(guī)律方法1 帶電體重力是否計入的判斷 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)運動狀態(tài)和過程 反推是否計重力 即隱含條件 2 帶電體在勻強電場中的直線運動問題的分析方法 變式訓(xùn)練 2 2016 安徽池州聯(lián)考 如圖9所示 勻強電場水平向左 帶正電的物體沿絕緣 粗糙水平板向右運動 經(jīng)A點時動能為100J 到B點時動能減少到80J 減少的動能中有12J轉(zhuǎn)化為電勢能 則它再經(jīng)過B點時 動能大小是 圖9A 4JB 16JC 32JD 64J 答案B 例3 多選 2015 天津理綜 7 如圖10所示 氕核 氘核 氚核三種粒子從同一位置無初速地飄入電場線水平向右的加速電場E1之后進(jìn)入電場線豎直向下的勻強電場E2發(fā)生偏轉(zhuǎn) 最后打在屏上 整個裝置處于真空中 不計粒子重力及其相互作用 那么 圖10 A 偏轉(zhuǎn)電場E2對三種粒子做功一樣多B 三種粒子打到屏上時的速度一樣大C 三種粒子運動到屏上所用時間相同D 三種粒子一定打到屏上的同一位置 答案AD 變式訓(xùn)練 3 帶電粒子的 電偏轉(zhuǎn) 2014 山東理綜 18 如圖11所示 場強大小為E 方向豎直向下的勻強電場中有一矩形區(qū)域abcd 水平邊ab長為s 豎直邊ad長為h 質(zhì)量均為m 帶電量分別為 q和 q的兩粒子 由a c兩點先后沿ab和cd方向以速率v0進(jìn)入矩形區(qū) 兩粒子不同時出現(xiàn)在電場中 不計重力 若兩粒子軌跡恰好相切 則v0等于 圖11 答案B 4 帶電粒子的 電加速 電偏轉(zhuǎn) 2016 江蘇泰州姜堰區(qū)期中 如圖12所示 離子發(fā)生器發(fā)射一束質(zhì)量為m 電荷量為 q的離子 從靜止經(jīng)PQ兩板間的加速電壓加速后 以初速度v0從a點沿ab方向進(jìn)入一勻強電場區(qū)域 abcd所圍成的正方形是該勻強電場的邊界 已知ab長為L 勻強電場的方向與ad邊平行且由a指向d 圖12 1 求加速電壓U0 2 若離子恰從c點飛離電場 求a c兩點間的電勢差Uac 3 若離子從abcd邊界上某點飛出時的動能為mv 求此時勻強電場的場強大小E 1 2015 新課標(biāo)全國卷 14 如圖13 兩平行的帶電金屬板水平放置 若在兩板中間a點從靜止釋放一帶電微粒 微粒恰好保持靜止?fàn)顟B(tài) 現(xiàn)將兩板繞過a點的軸 垂直于紙面 逆時針旋轉(zhuǎn)45 再由a點從靜止釋放一同樣的微粒 該微粒將 圖13A 保持靜止?fàn)顟B(tài)B 向左上方做勻加速運動C 向正下方做勻加速運動D 向左下方做勻加速運動 解析兩平行金屬板水平放置時 帶電微粒靜止有mg qE 現(xiàn)將兩板繞過a點的軸 垂直于紙面 逆時針旋轉(zhuǎn)45 后 兩板間電場強度方向逆時針旋轉(zhuǎn)45 電場力方向也逆時針旋轉(zhuǎn)45 但大小不變 此時電場力和重力的合力大小恒定 方向指向左下方 故該微粒將向左下方做勻加速運動 選項D正確 答案D 圖14A 3 2B 2 1C 5 2D 3 1 答案A 3 2016 浙江協(xié)作校期中 如圖15所示的實驗裝置中 平行板電容器兩極板的正對面積為S 兩極板的間距為d 電容器所帶電荷量為Q 電容為C 靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角為 平行板中間懸掛了一個帶電小球 懸線與豎直方向的夾角為 下列說法正確的是 圖15 A 若增大d 則 減小 減小B 若增大Q 則 減小 不變C 將A板向上提一些 增大 增大D 在兩板間插入云母片 則 減小 不變 答案C 4 如圖16所示 平行板電容器上極板帶正電 從上極板的端點A點釋放一個帶電荷量為 Q Q 0 的粒子 粒子重力不計 以水平初速度v0向右射出 當(dāng)它的水平速度與豎直速度的大小之比為1 2時 恰好從下端點B射出 則d與L之比為 圖16A 1 2B 2 1C 1 1D 1 3 答案C 5 2015 新課標(biāo)全國卷 24 如圖17所示 一質(zhì)量為m 電荷量為q q 0 的粒子在勻強電場中運動 A B為其運動軌跡上的兩點 已知該粒子在A點的速度大小為v0 方向與電場方向的夾角為60 它運動到B點時速度方向與電場方向的夾角為30 不計重力 求A B兩點間的電勢差 圖17 小結(jié)巧記1個概念 電容2類問題 平行板電容器兩類動態(tài)分析問題2種運動 帶電粒子在電場中的直線運動和偏轉(zhuǎn)運動2種觀點 運動學(xué)與動力學(xué)觀點和功能觀點