高考物理一轮总复习专题7电场第3讲电容带电粒子在电场中的运动课件

合集下载

新课标2023版高考物理一轮总复习第七章静电场第3讲电容器带电粒子在电场中的运动课件

新课标2023版高考物理一轮总复习第七章静电场第3讲电容器带电粒子在电场中的运动课件
第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动
一、电容器及电容 1.电容器 (1)组成:由两个彼此__绝__缘__又相距很近的导体组成。 (2)带电荷量:一个极板所带电荷量的绝对值。 (3)电容器的充、放电
①充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的_异__种__电__荷___, 电容器中储存电场能。 ②放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形 式的能。
A.该电子做匀变速直线运动 B.x 轴上各点的电场强度方向都沿 x 轴负方向 C.M 点的电势是 P 点电势的12 D.图像中的 E0 的数值为 1.2 解析:由题图可知电子从 M 点运动到 P 点过程中,电场强度逐渐减小,所以该电场不 是匀强电场,即电子受到的电场力不是恒定的,所以该电子不做匀变速直线运动,故 A 错误;若一电子仅在电场力作用下自 M 点运动至 P 点,电势能减小,则电场力做正 功,由功能关系可得 WMP=EpM-EpP>0,又 WMP=-UMPe,所以 UMP<0,即 φM<φP, 而电场线由高电势指向低电势,可知 x 轴上各点的电场强度方向都沿 x 轴负方向,故 B 正确;电势零点未知,所以无法确定两点的电势数值关系,故 C 错误;
3.[带电体受力及运动情况的判断] (多选)如图所示,平行板电容器A、B间有一带电油滴P正好静止 在极板正中间,现将B极板匀速向下移动到虚线位置,其他条件 不变。则在B极板移动的过程中 A.油滴将向下做匀加速运动 B.电流计中电流由b流向a C.油滴运动的加速度逐渐变大 D.极板带的电荷量减少
()
(√)
(6)我们能在手机屏幕上看到各种各样的信息是因为电子束高速撞击荧光屏得
到的。
( ×)
(一) 平行板电容器的动态分析(固基点)
[题点全练通]

高考物理 专题 第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动[配套课件] 大赛获奖精美课件PPT

高考物理 专题 第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动[配套课件]   大赛获奖精美课件PPT

0)的粒子,在负极板附近有另一质量为 m、电荷量为-q 的粒子,
2 时经过一平行于正极板且与其相距5l 的平面.
若两粒子间相互作用力可忽略,不计重力,则
M∶m 为(
A.3∶2 答案:A
) B.2∶1 C.5∶2
图 6-3-2 D.3∶1
》》》考点1ຫໍສະໝຸດ 平行板电容器的动态分析⊙重点归纳
①第一类动态变化:电容器两极板间电压不变.
第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动
一、电容、平行板电容器 1.电容 (1)定义:电容器所带的电荷量与两极板间电势差的比值.
Q (2)公式:C=________. U
(3)物理意义:电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理 量.它的大小与电容器本身的结构有关,与 U、Q 无关.
(4)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 的异种电荷,电容器中储存电场能. 放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电 场能转化为其他形式的能. 106 微法(μF)=______ 1012 皮法(pF). (5)单位:1 法拉(F)=______
答案:A
2.(2014年天津卷)如图634所示,电路中R1、R2均为可变 电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器 C 的极板水平放置. 闭合电键 S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止 不动. 如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是 ( ) A.增大 R1 的阻值 B.增大 R2 的阻值
1 2 1 2 mvt -2mv0 2 动能的变化,即 qU=______________.
2.带电粒子的偏转分析 (1)运动状态:带电粒子受到恒定的与初速度方向垂直的电 场力作用而做类平抛运动. (2)处理方法:类似于平抛运动的处理方法,如图 6-3-1 所

高三物理一轮复习第七章第3讲电容器的电容带电粒子在电场中的运动课件

高三物理一轮复习第七章第3讲电容器的电容带电粒子在电场中的运动课件
y=y0+Ltan θ=2l +Ltan θ
12/9/2021
第二十四页,共四十四页。
2.两个结论 (1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角 度总是相同的. 证明:由 qU0=12mv02 及 tan φ=mqdUvl02得 tan φ=2UU0ld. (2)粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点 O 为粒子水平位移 的中点,即 O 到电场边缘的距离为2l .
上平.行若板将电云容母器介电质容移的出表,达则式电为容器C=( 4DεπrkS)d,将极板间的云母介质移出后,导致电容器
A的.电极容板上C 变的小电荷.由量于变极大板,极间板电间压电不场变强,度据变Q大=CU 知,极板上的电荷量变小.再考虑 B.极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大 C到.极极板板间上电的场电强荷度量变E=大Ud,,极由板于间U电、场d 强不度变不,所变以极板间电场强度不变,选项 D 正确.
12/9/2021
第二十六页,共四十四页。
[解析] (1)根据题意,粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动,所以粒子从射入 到打到屏上所用的时间 t=L+v0 b. (2)设粒子在运动过程中的加速度大小为 a,离开偏转电 场时偏转距离为 y,沿电场方向的速度为 vy,速度偏转 角为 θ,其反向延长线通过 O 点,O 点与板右端的水平 距离为 x,运动时间为 t′,
A.电子到达 B 板时的动能是 Ue B.电子从 B 板到达 C 板动能变化量为零 C.电子到达 D 板时动能是 3Ue 1D2/9./202电1 子在 A 板和 D 板之间做往复运动
第二十页,共四十四页。
粒2.子[在从电进场入中 到到的达往复N 运板动的过] 程(2中01,9·板广间西的南电宁场高强三度上为学E期=期Ud末,检由测动能)如定图理所得示-,qMEd、=N0-是12在m真v02, 解空 速得中 度竖dv=0直由m2放qv小E0置2孔,的设水两带平块电射平粒入行子电金离场属开,板M当.板M质的、量最N为远间距m的、离电电为压荷为x,量U则为时使q,初的粒速带度 子负减刚电为好的原能粒来到子的达(12不,N计根板重据.力动如)能果以定要初理

专题七 第3讲 电容器与电容带电粒子在电场中的运动

专题七 第3讲 电容器与电容带电粒子在电场中的运动
A.电阻 R 中没有电流 B.电容器的电容变小
)
C.电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流 D.电阻 R 中有从 b 流向 a 的电流 图 7-3-4
解析: 图中电容器被充电, 极板带正电, 极板带负电. A B 根 εS 据平行板电容器的大小决定因素 C∝ d 可知,当增大电容器两 极板间距离 d 时,电容 C 变小.由于电容器始终与电池相连, Q 电容器两极板间电压 UAB 保持不变,根据电容的定义 C=U , AB 当 C 减小时电容器两极板所带电荷量 Q 减小,A 极板所带正电 荷的一部分从 a 到 b 经电阻 R 流向电源正极,即电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流.
D.电容器的电容不随所带电荷量及两极板间的电势差的
变化而变化
Q 解析:本题主要考查电容的定义式C=—,即C与Q、U U
皆无关,Q 与 U 成正比. 答案:D
2.(双选)图 7-3-4 所示的是一个由电池、电阻 R、电键 S 与平行板电容器组成的串联电路,电键闭合,在增大电容器
两极板间距离的过程中(
6 12
距离 正比,与两极板的_____成反比,并且跟板间插入的电介质有关.
εS (2)公式:C=______ 4πkd
4.平行板电容器的动态分析 (1)两种情况:①保持两极板与电源相连,则电容器两极板 电压 电量 间_____不变.②充电后断开电源,则电容器的_____不变.
Q εS (2)三个公式:①C=U;②U=Ed;③C=4πkd. (3)方法:找不变量与变化量之间的公式来决定要比较的量
运动、减速运动至速度为零;如此反复运动,每次向左运动的 距离大于向右运动的距离,最终打在 A 板上,所以B 正确.
3T 若 <t0<T,带正电粒子先加速向A 板运动、再减速运动至 4 速度为零;然后再反方向加速运动、减速运动至速度为零;如 此反复运动,每次向左运动的距离小于向右运动的距离,最终 打在B 板上,所以C 错误.若T<t0< 9T ,带正电粒子先加速向B 8

高考物理一轮复习 静电场第3讲 电容器和电容 带电粒子在电场中的运动课件 教科版选修31

高考物理一轮复习 静电场第3讲 电容器和电容 带电粒子在电场中的运动课件 教科版选修31

3.一个带电小球,用细绳悬挂在水平方向的匀强电场中,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.
2.带பைடு நூலகம்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_合__成__与__分__解__
的方法.
①沿初速度方向做_匀__速__直__线__运动,运动时间t= ②沿电场力方向,做_匀__加__速__直__线__运动
l v0
示波管 Ⅰ(考纲要求) 1. 构造:(1)_电__子__枪__,(2) _偏__转__电__极__,(3) _荧__光__屏__ 2.工作原理(如图6-3-1所示)
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,再灵活运用运动 学公式求解;如果运用动能定理,关键要弄清带电粒子的 初、末状态及哪些力做功.
【典例2】
(2012·济南模拟)如图6-3-6所示,一 带电荷量为+q、质量为m的小物块处 于一倾角为37°的光滑斜面上,当整 个装置被置于一水平向右的匀强电场 中,小物块恰好静止.重力加速度取g, 图6-3-6 sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求: (1)水平向右电场的电场强度; (2)若将电场强度减小为原来的12,物块的加速度是多大; (3)电场强度变化后物块下滑距离L时的动能.

高考物理一轮总复习 第七章 第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动(含解析)

高考物理一轮总复习 第七章 第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动(含解析)

电容器与电容 带电粒子在电场中的运动[基础知识·填一填][知识点1] 电容器及电容 1.电容器(1)组成:由两个彼此 绝缘 又相互靠近的导体组成. (2)带电荷量:一个极板所带电荷量的 绝对值 . (3)电容器的充、放电①充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的 异种电荷_ ,电容器中储存电场能.②放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中 电能 转化为其他形式的能.2.电容(1)定义:电容器所带的 电荷量 与两个极板间的 电势差 的比值. (2)定义式: C =Q U.(3)单位:法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF).1 F = 106μF= 1012pF. (4)意义:表示电容器 容纳电荷 本领的高低.(5)决定因素:由电容器本身物理条件(大小、形状、相对位置及电介质)决定,与电容器是否 带电 及 电压 无关.3.平行板电容器的电容(1)决定因素:正对面积、介电常数、两板间的距离. (2)决定式: C =εr S4πkd.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和.(×) (2)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比.(×) (3)放电后的电容器电荷量为零,电容也为零.(×) [知识点2] 带电粒子在电场中的运动 1.加速问题(1)在匀强电场中:W =qEd =qU =12mv 2-12mv 20.(2)在非匀强电场中:W =qU =12mv 2-12mv 20.2.偏转问题(1)条件分析:不计重力的带电粒子以速度v 0垂直于电场线方向飞入匀强电场. (2)运动性质: 匀变速曲线 运动. (3)处理方法:利用运动的合成与分解. ①沿初速度方向:做 匀速 运动.②沿电场方向:做初速度为零的 匀加速 运动. 判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”. (1)带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动.(×)(2)带电粒子在电场中,只受电场力时,也可以做匀速圆周运动.(√) (3)带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计.(×) [知识点3] 示波管1.装置:示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空,如图所示. 2.原理(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 中心 ,在那里产生一个亮斑.(2)YY ′上加的是待显示的 信号电压 ,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图象.[教材挖掘·做一做]1.(人教版选修3-1 P32第1题改编)(多选)如图所示,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 ,电容器已带电,则下列判断正确的是( )A .增大两极板间的距离,指针张角变大B .将A 板稍微上移,静电计指针张角变大C .若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大D .若减小两板间的距离,则静电计指针张角变小解析:ABD [电势差U 变大(小),指针张角变大(小).电容器所带电荷量一定,由公式C =εr S 4πkd 知,当d 变大时,C 变小,再由C =QU得U 变大;当A 板上移时,正对面积S 变小,C 也变小,U 变大;当插入玻璃板时,C 变大,U 变小;而两板间的距离减小时,C 变大,U 变小,所以选项A 、B 、D 正确.]2.(人教版选修3-1 P39第2题改编)两平行金属板相距为d ,电势差为U ,一电子质量为m ,电荷量为e ,从O 点沿垂直于极板的方向射出,最远到达A 点,然后返回,如图所示,OA =h ,此电子具有的初动能是( )A.edhU B .edUhC.eU dhD.eUh d解析:D [电子从O 点到A 点,因受电场力作用,速度逐渐减小.根据题意和图示判断,电子仅受电场力,不计重力.这样,我们可以用能量守恒定律来研究问题,即12mv 20=eU OA .因E =U d ,U OA =Eh =Uh d ,故12mv 20=eUhd,故选项D 正确.] 3.(人教版选修3-1 P39第4题改编)如图所示,含有大量11H 、21H 、42He 的粒子流无初速度进入某一加速电场,然后沿平行金属板中心线上的O 点进入同一偏转电场,最后打在荧光屏上.下列有关荧光屏上亮点分布的说法正确的是( )A .出现三个亮点,偏离O 点最远的是11H B .出现三个亮点,偏离O 点最远的是42He C .出现两个亮点 D .只会出现一个亮点 答案:D4.(人教版选修3-1 P36思考与讨论改编)如图是示波管的原理图,它由电子枪、偏转电极(XX ′和YY ′)、荧光屏组成.管内抽成真空.给电子枪通电后,如果在偏转电极XX ′和YY ′上都没有加电压,电子束将打在荧光屏的中心O 点.(1)带电粒子在 __________ 区域是加速的,在 ________ 区域是偏转的. (2)若U YY ′>0,U XX ′=0,则粒子向 ________ 板偏转,若U YY ′=0,U XX ′>0,则粒子向 ________ 板偏转.答案:(1)Ⅰ Ⅱ (2)Y X考点一 平行板电容器的动态分析[考点解读]1.两类典型问题(1)电容器始终与恒压电源相连,电容器两极板间的电势差U 保持不变. (2)电容器充电后与电源断开,电容器两极板所带的电荷量Q 保持不变. 2.动态分析思路 (1)U 不变①根据C =Q U =εr S4πkd 先分析电容的变化,再分析Q 的变化.②根据E =U d分析场强的变化. ③根据U AB =Ed 分析某点电势变化. (2)Q 不变①根据C =Q U =εr S4πkd先分析电容的变化,再分析U 的变化.②根据E =U d=4k πQεr S分析场强变化.[典例赏析][典例1] (多选)如图所示,平行板电容器与直流电源连接,下极板接地,一带电油滴位于电容器中的P 点且处于静止状态,现将上极板竖直向上移动一小段距离,则( )A .带电油滴将沿竖直方向向上运动B .P 点电势将降低C .电容器的电容减小,极板带电荷量减小D .带电油滴的电势能保持不变[解析] BC [电容器与电源相连,两极板间电压不变,下极板接地,电势为0.油滴位于P 点处于静止状态,因此有mg =qE .当上极板向上移动一小段距离时,板间距离d 增大,由C =εr S 4πkd 可知电容器电容减小,板间场强E 场=Ud 减小,油滴所受的电场力减小,mg>qE ,合力向下,带电油滴将向下加速运动,A 错;P 点电势等于P 点到下极板间的电势差,由于P 到下极板间距离h 不变,由φP =ΔU =Eh 可知,场强E 减小时P 点电势降低,B 对;由C =Q U可知电容器所带电荷量减小,C 对;带电油滴所处P 点电势下降,而由题图可知油滴带负电,所以油滴电势能增大,D 错.]分析平行板电容器动态变化的三点关键1.确定不变量:先明确动态变化过程中的哪些量不变,是电荷量保持不变还是极板间电压不变.2.恰当选择公式:灵活选取电容的决定式和定义式,分析电容的变化,同时用公式E =U d分析极板间电场强度的变化情况.3.若两极板间有带电微粒,则通过分析电场力的变化,分析其运动情况的变化.[题组巩固]1.(2016·全国卷Ⅰ)一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上,若将云母介质移出,则电容器( )A .极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大B .极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大C .极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变D .极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变解析:D [据C =εr S4πkd 可知,将云母介质移出电容器,C 变小,电容器接在恒压直流电源上,电压不变,据Q =CU 可知极板上的电荷量变小,据E =U d可知极板间电场强度不变,故选D.]2.(2018·北京卷) 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示.下列说法正确的是( )A .实验前,只用带电玻璃棒与电容器a 板接触,能使电容器带电B .实验中,只将电容器b 板向上平移,静电计指针的张角变小C .实验中,只在极板间插入有机玻璃板, 静电计指针的张角变大D .实验中,只增加极板带电荷量,静电计指针的张角变大,表明电容增大解析:A [当用带电玻璃棒与电容器a 板接触,由于静电感应,从而在b 板感应出等量的异种电荷,从而使电容器带电,故选项A 正确;根据电容器电容的决定式:C =εr S 4πkd ,将电容器b 板向上平移,即正对面积S 减小,则电容C 减小,根据C =QU可知, 电荷量Q 不变,则电压U 增大,则静电计指针的张角变大,故选项B 错误;根据电容器电容的决定式:C =εr S4πkd,只在极板间插入有机玻璃板,则介电常数εr 增大,则电容C 增大,根据C =Q U可知, 电荷量Q 不变,则电压U 减小,则静电计指针的张角减小,故选项C 错误;根据C =Q U可知,电荷量Q 增大,则电压U 也会增大,而电容由电容器本身决定,C不变,故选项D 错误.]考点二 带电粒子在电场中的直线运动[考点解读]1.做直线运动的条件(1)粒子所受合外力F 合=0,粒子或静止,或做匀速直线运动.(2)粒子所受合外力F 合≠0,且与初速度方向在同一条直线上,带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动.2.用动力学观点分析a =qE m ,E =Ud,v 2-v 20=2ad .3.用功能观点分析匀强电场中:W =Eqd =qU =12mv 2-12mv 2非匀强电场中:W =qU =E k2-E k1.[典例赏析][典例2] (2019·湖南长沙模拟)如图所示,在A 点固定一正电荷,电荷量为Q ,在离A 高度为H 的C 处由静止释放某带同种电荷的液珠,开始运动瞬间向上的加速度大小恰好等于重力加速度g .已知静电力常量为k ,两电荷均可看成点电荷,不计空气阻力.求:(1)液珠的比荷;(2)液珠速度最大时离A 点的距离h ;(3)若已知在点电荷Q 的电场中,某点的电势可表示成φ=kQr,其中r 为该点到Q 的距离(选无限远的电势为零).求液珠能到达的最高点B 离A 点的高度r B .[解析] (1)设液珠的电荷量为q ,质量为m ,由题意知,当液珠在C 点时k QqH2-mg =mg 比荷为q m =2gH 2kQ(2)当液珠速度最大时,k Qq h2=mg 得h =2H(3)设BC 间的电势差大小为U CB ,由题意得U CB =φC -φB =kQ H -kQr B对液珠由释放处至液珠到达最高点(速度为零)的全过程应用动能定理得qU CB -mg (r B -H )=0即q ⎝ ⎛⎭⎪⎫kQ H -kQr B -mg (r B -H )=0解得:r B =2H ,r B =H (舍去). [答案] (1)2gH 2kQ(2)2H (3)2H带电体在匀强电场中的直线运动问题的解题步骤[题组巩固]1.(多选)如图所示,带电小球自O 点由静止释放,经C 孔进入两水平位置的平行金属板之间,由于电场的作用,刚好下落到D 孔时速度减为零.对于小球从C 到D 的运动过程,已知从C 运动到CD 中点位置用时t 1,从C 运动到速度等于C 点速度一半的位置用时t 2,下列说法正确的是( )A .小球带负电B .t 1<t 2C .t 1>t 2D .将B 板向上平移少许后小球可能从D 孔落下解析:AB [由题图可知,A 、B 间的电场强度方向向下,小球从C 到D 做减速运动,受电场力方向向上,所以小球带负电,选项A 正确;由于小球在电场中受到的重力和电场力都是恒力,所以小球做匀减速直线运动,其速度图象如图所示,由图可知,t 1<t 2,选项B 正确,C 错误;将B 板向上平移少许时两板间的电压不变,根据动能定理可知,mg (h +d )-qU =0,mg (h +x )-qUx d ′=0,联立得x =h h +d -d ′d ′<d ′,即小球不到D 孔就要向上返回,所以选项D 错误.]2.(2017·江苏卷)如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A 、B 、C 中央各有一小孔,小孔分别位于O 、M 、P 点.由O 点静止释放的电子恰好能运动到P 点.现将C 板向右平移到P ′点,则由O 点静止释放的电子( )A .运动到P 点返回B .运动到P 和P ′点之间返回C .运动到P ′点返回D .穿过P ′点解析:A [设A 、B 板间的电势差为U 1,B 、C 间电势差为U 2,板间距为d ,电场强度为E ,第一次由O 点静止释放的电子恰好能运动到P 点,根据动能定理得:qU 1=qU 2=qEd ,将C 板向右移动,B 、C 板间的电场强度:E =U 2d =Q C 0d =4πkQεr S不变,所以电子还是运动到P 点速度减小为零,然后返回,故A 正确,B 、C 、D 错误.]考点三 带电粒子在匀强电场中的偏转[考点解读]1.运动规律(1)沿初速度方向做匀速直线运动,运动时间⎩⎪⎨⎪⎧a.能飞出电容器:t =lv 0b.不能飞出电容器:y =12at 2=qU 2mdt 2,t =2mdyqU(2)沿电场力方向,做匀加速直线运动⎩⎪⎨⎪⎧加速度:a =F m =qE m =qUmd离开电场时的偏移量:y =12at 2=qUl 22mdv2离开电场时的偏转角:tan θ=v y v 0=qUl mdv202.两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时,偏移量和偏转角总是相同的.证明:由qU 0=12mv 2y =12at 2=12·qU 1md ·⎝ ⎛⎭⎪⎫l v 02tan θ=qU 1lmdv 20得:y =U 1l 24U 0d ,tan θ=U 1l2U 0d.(2)粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O 为粒子水平位移的中点,即O 到偏转电场边缘的距离为l2.3.功能关系当讨论带电粒子的末速度v 时也可以从能量的角度进行求解:qU y =12mv 2-12mv 20,其中U y =Udy ,指初、末位置间的电势差.[典例赏析][典例3] 如图所示,水平放置的平行板电容器与某一电源相连,它的极板长L =0.4 m ,两板间距离d =4×10-3m ,有一束由相同带电微粒组成的粒子流,以相同的速度v 0从两板中央平行极板射入,开关S 闭合前,两板不带电,由于重力作用微粒能落到下极板的正中央,已知微粒质量为m =4×10-5kg ,电荷量q =+1×10-8C ,g 取10 m/s 2.求:(1)微粒入射速度v 0为多少?(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场,电容器的上极板应与电源的正极还是负极相连?所加的电压U 应取什么范围?[审题指导] 开关闭合前,微粒做平抛运动,开关闭合后,微粒做类平抛运动,两个过程的分析方法相同,都要用到运动的合成与分解.[解析] (1)开关S 闭合前,由L 2=v 0t ,d 2=12gt 2可解得v 0=L2gd=10 m/s. (2)电容器的上极板应接电源的负极.当所加的电压为U 1时,微粒恰好从下板的右边缘射出,即d 2=12a 1⎝ ⎛⎭⎪⎫L v 02, 又a 1=mg -qU 1dm,解得U 1=120 V当所加的电压为U 2时,微粒恰好从上极板的右边缘射出,即d 2=12a 2⎝ ⎛⎭⎪⎫L v 02, 又a 2=q U 2d-mg m,解得U 2=200 V所以120 V ≤U ≤200 V.[答案] (1)10 m/s (2)与负极相连,120 V ≤U ≤200 V带电粒子在电场中偏转问题求解通法1.解决带电粒子先加速后偏转模型的通法:加速电场中的运动一般运用动能定理qU =12mv 2进行计算;在偏转电场中的运动为类平抛运动,可利用运动的分解进行计算;二者靠速度相等联系在一起.2.计算粒子打到屏上的位置离屏中心的距离Y 的四种方法: (1)Y =y +d tan θ(d 为屏到偏转电场的水平距离).(2)Y =⎝ ⎛⎭⎪⎫L2+d tan θ(L 为电场宽度). (3)Y =y +v y ·d v 0.(4)根据三角形相似Y y =L2+d L2.[题组巩固]1.(多选)如图所示,带电荷量之比为q A ∶q B =1∶3的带电粒子A 、B 以相等的速度v 0从同一点出发,沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中,分别打在C 、D 点,若OC =CD ,忽略粒子重力的影响,则( )A .A 和B 在电场中运动的时间之比为1∶2 B .A 和B 运动的加速度大小之比为4∶1C .A 和B 的质量之比为1∶12D .A 和B 的位移大小之比为1∶1解析:ABC [粒子A 和B 在匀强电场中做类平抛运动,水平方向由x =v 0t 及OC =CD 得,t A ∶t B =1∶2,选项A 正确;竖直方向由h =12at 2得a =2ht 2,它们沿竖直方向下落的加速度大小之比为a A ∶a B =4∶1,选项B 正确;根据a =qE m 得m =qEa,故m A ∶m B =1∶12,选项C 正确;A 和B 的位移大小不相等,选项D 错误.]2.(2016·北京卷23题改编)如图所示,电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于板面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出.已知电子质量为m ,电荷量为e ,加速电场电压为U 0,偏转电场可看做匀强电场,极板间电压为U ,极板长度为L ,板间距为d .(1)忽略电子所受重力,求电子射入偏转电场时的初速度v 0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy ;(2)分析物理量的数量级,是解决物理问题的常用方法.在解决(1)问时忽略了电子所受重力,请利用下列数据分析说明其原因.已知U =2.0×102 V ,d =4.0×10-2m ,m =9.1×10-31 kg ,e =1.6×10-19 C ,g =10 m/s 2. 解析:(1)根据动能定理,有eU 0=12mv 20, 电子射入偏转电场时的初速度v 0=2eU 0m 在偏转电场中,电子的运动时间Δt =Lv 0=L m 2eU 0加速度a =eE m =eU md偏转距离Δy =12a (Δt )2=UL 24U 0d(2)只考虑电子所受重力和电场力的数量级,有重力 G =mg ≈10-29 N 电场力F =eUd ≈10-15 N由于F ≫G ,因此不需要考虑电子所受的重力.答案:(1) 2eU 0m UL 24U 0d(2)见解析 思想方法(十四) 电容器在现代科技生活中的应用[典例] (多选)目前智能手机普遍采用了电容触摸屏,电容触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的,它是一块四层复合玻璃屏,玻璃屏的内表面和夹层各涂一层ITO(纳米铟锡金属氧化物),夹层ITO 涂层作为工作面,四个角引出四个电极,当用户手指触摸电容触摸屏时,手指和工作面形成一个电容器,因为工作面上接有高频信号,电流通过这个电容器分别从屏的四个角上的电极中流出,且理论上流经四个电极的电流与手指到四个角的距离成比例,控制器通过对四个电流比例的精密计算来确定手指位置.对于电容触摸屏,下列说法正确的是( )A.电容触摸屏只需要触摸,不需要压力即能产生位置信号B.使用绝缘笔在电容触摸屏上也能进行触控操作C.手指压力变大时,由于手指与屏的夹层工作面距离变小,电容变小D.手指与屏的接触面积变大时,电容变大[解析]AD [据题意知,电容触摸屏只需要触摸,由于流经四个电极的电流与手指到四个角的距离成比例,控制器就能确定手指的位置,因此不需要手指有压力,故A正确;绝缘笔与工作面不能形成一个电容器,所以不能在电容屏上进行触控操作,故B错误;手指压力变大时,由于手指与屏的夹层工作面距离变小,电容将变大,故C错误;手指与屏的接触面积变大时,电容变大,故D正确.][题组巩固]1.(2019·汕头模拟)图示为某电容传声器结构示意图,当人对着传声器讲话,膜片会振动.若某次膜片振动时,膜片与极板距离增大,则在此过程中( ) A.膜片与极板间的电容增大B.极板所带电荷量增大C.膜片与极板间的电场强度增大D.电阻R中有电流通过解析:D [根据C=εr S4πkd可知,膜片与极板距离增大,膜片与极板间的电容减小,选项A错误;根据Q=CU可知极板所带电荷量减小,因此电容器要通过电阻R放电,所以选项D正确,B错误;根据E=Ud可知,膜片与极板间的电场强度减小,选项C错误.]2.(多选)电容式加速度传感器的原理如图所示,质量块左、右侧连接电介质、轻质弹簧,弹簧与电容器固定在外框上,质量块可带动电介质移动,改变电容.则( ) A.电介质插入极板间越深,电容器电容越小B.当传感器以恒定加速度运动时,电路中有恒定电流C.若传感器原来向右匀速运动,突然减速时弹簧会压缩D.当传感器由静止突然向右加速时,电路中有顺时针方向的电流解析:CD [由C =εr S 4πkd知,电介质插入越深,εr 越大,即C 越大,A 错;当传感器以恒定加速度运动时,电介质相对电容器静止,电容不变,电路中没有电流,B 错;传感器向右匀速运动,突然减速时,质量块由于惯性相对传感器向右运动,弹簧压缩变短,C 对;传感器由静止突然向右加速时,电介质相对电容器向左运动,εr 增大,C 增大,电源电动势不变,由C =Q U 知,Q 增大,上极板电荷量增大,即电路中有顺时针方向的电流,D 对.。

第七章第3讲电容器带电粒子在电场中的运动-2025年高考物理一轮复习PPT课件

第七章第3讲电容器带电粒子在电场中的运动-2025年高考物理一轮复习PPT课件
(3)开始充电时两极板不带电,两极板电势差为零,设电源内阻为 r,则开始充电时有 E=I(R+r),由图像可知开始充电时实线的电流较小,故电路中的电阻较大,因此电阻箱 阻值为 R2;图像的物理意义为充电过程中电流随时间的变化图线,故曲线与坐标轴所围面 积等于该次充电完成后电容器上的电荷量.
高考一轮总复习•物理
高考一轮总复习•物理
第27页
考点 电容器的动态分析
1.两类典型问题 (1)电容器始终与恒压电源相连,电容器两极板间的电势差 U 保持不变. (2)电容器充电后与电源断开,电容器两极板所带的电荷量 Q 保持不变.
高考一轮总复习•物理
第28页
2.动态分析思路 (1)U 不变:①先根据 C=4επrkSd分析电容的变化,再根据 Q=CU 分析 Q 的变化;②根 据 E=Ud 分析场强的变化;③根据 UAB=E·d 分析某点电势的变化. (2)Q 不变:①先根据 C=4επrkSd分析电容的变化,再根据 U=QC分析 U 的变化;②根据 E=Ud =4πεrkSQ分析场强变化.
高考一轮总复习•物理
第24页
(1)t=2s 时,电容器的 a 极板带 正 (填“正”或“负”)电. (2)图中画出了对应较短时间△ t 的狭长矩形,该矩形面积的物理意义是 电容器在 Δt 时间内的放电量 ,试估算该电容器的电容 C= 5.0×10-4 F. (3)一同学在深入研究的过程中发现:当改变一个或几个物理量时,I-t 图像会发生有规 律的变化,图中的虚线示意了 4 种可能的变化情形.如果只增大电阻 R,I-t 图像的变化应该 是 A ;如果只增大电容 C,I-t 图像的变化应该是 D .(填写相应选项的字母)
高考一轮总复习•物理
第3页
01 理清教材 强基固本 02 重难考点 全线突破 03 限时跟踪检测

高三物理一轮复习:电容带电粒子在电场中的运动课件

高三物理一轮复习:电容带电粒子在电场中的运动课件
小,电场力小于重力,合力向下,电荷q向下加速运
若将电源断开
(1)电容器两极板的间距及正对面积不变,电荷如何运动? (2)只将电容器两极板的间距变大,电荷如何运动? 解析:(1)只将电源断开,其它不变,两极板间的场强不变, 所以电荷仍静止. (2)因为电荷量Q不变,两极板的正对面积不变,只将板间 距离增大,极板上电
(1)电子能否飞离平行金属板? (2)如果由A到B分布宽1 cm的
解析:(1)当电子沿AB两板正中央以v0=2×107 m/s的 速度飞入电场时,若能飞出
电场,则电子在电场中的运动时间为: 在沿AB方向上,电子受电场力的作用,在AB方向上
的位移为:y= 又a= 由①②③式得
(2)从(1)的求解可知,与B板相距为y的电子带是不能飞 出电场的,而能飞出电场
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
解析:本题考查平行板电容器的性质及两类问题.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
【例1】如图6-3-4所示,用电池对电容器充电,电路a、b之 间接有一灵敏电
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,( )
A.电荷将向上加速运动 .电荷将向下加速运动
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
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
解析:电荷做类平抛运动,在竖直方向有y=

高考物理一轮复习 第七章 静电场 第3讲 电容器 带电粒

高考物理一轮复习 第七章 静电场 第3讲 电容器 带电粒
第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动
【基础知识必备】 一、常见电容器 电容器的电压、电荷量和电容的关系 1.常见电容器 (1)组成:由两个彼此__绝__缘___又相互_靠__近___的导体组成. (2)带电荷量:一个极板所带电荷量的_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_异__种__电__荷___,电容器中储存_电__场__能___. 放电:使充电后的电容器丢失电荷的过程:放电过程中 _电__场__能___转化为其他形式的能.
(2)Q不变
①根据C=
Q U

εrS 4πkd
先分析电容的变化,再分析U的变
化.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
②根据E=Ud 分析场强变化.
【典例1】 如图所示,平行板
电容器带有等量异种电荷,与静电计
相连,静电计金属外壳和电容器下极
板都接地.在两极板间有一固定在P点的点电荷,以E表示两
板间的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电 计指针的偏角.若保持下极板不动,将上极板向下移动一小
考向一 平行板电容器的动态分析 1.两类典型问题 (1)电容器始终与恒压电源相连,电容器两极板间的电势 差U保持不变. (2)电容器充电后与电源断开,电容器两极所带的电荷量 Q保持不变.
2.动态分析思路
(1)U不变
①根据C=
Q U

εrS 4πkd
先分析电容的变化,再分析Q的变
化.
②根据E=Ud 分析场强的变化. ③根据UAB=E·d分析某点电势变化.
2.如图所示,两极板水平放置的平 行板电容器与电动势为E的直流电源连 接,下极板接地,静电计外壳接地.闭 合开关S时,带负电的油滴恰好静止于P 点.下列说法正确的是( )

2020高考物理一轮复习 第七章 第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动课件PPT

2020高考物理一轮复习 第七章 第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动课件PPT
内随时间变化的稳定图象。
一 思维辨析 1.电容器的电容与电容器所带电荷量成正比。( × ) 2.放电后的电容器所带电荷量为零,电容也为零。( × ) 3.带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动。( × ) 4.带电粒子在电场中,只受电场力时,也可以做匀速圆周运动。( √ ) 5.带电粒子在电场中运动时,不加特别说明重力可以忽略不计,带电微 粒、带电液滴在电场中运动时,不加特别说明重力不可以忽略不计。( √ )
随 Q 变化,也不随电压变化。
②由 C=QU可推出 C=ΔΔQU。
4.平行板电容器及其电容
(1)影响因素:平行板电容器的电容与两极板__□1_4__正_对__面__积___成正比,与 两极板间介质的_□1_5__介_电__常__数___成正比,与__□_1_6_两__板__间_的__距__离__成反比。
管内抽成真空。
2.工作原理
(1)如果偏转电极 XX′和 YY′之间都没有加电压,则电子枪射出的电子
沿_□_0_2_直__线__运_动___,打在荧光屏中心,在那里产生一个亮斑。 (2)示波管的 YY′偏转电极上加的是待显示的□_0_3_信__号__电_压___,XX′偏转电
极上加的是仪器自身产生的锯齿形电压,叫做__□_0_4_扫__描_电__压__。若所加扫描电 压和信号电压的__□0_5_周__期__相__同__,就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期
(2)决定式:_□1_7_C__=_4_επ_rkS_d___,k 为静电力常量。
知识点
带电粒子在匀强电场中的运动 Ⅱ
1.加速问题
若不计粒子的重力,则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子的_□_0_1_动__能
的增量。
(1)在匀强电场中:W=qEd=qU=___□0_2_12_m__v_2-__12_m_v_20__。

2021版高考物理一轮复习第七章电场3电容器与电容带电粒子在电场中的运动课件

2021版高考物理一轮复习第七章电场3电容器与电容带电粒子在电场中的运动课件
(1)确定不变量:首先要明确动态变化过程中的哪些量不变,一般情况下是保持
电量不变或板间电压不变。
(2)恰当选择公式:要灵活选取电容的两个公式分析电容的变化,还要应用 E= U 分析板间电场强度的变化情况。
d
(3)若两极板间有带电微粒,则通过分析电场力的变化,分析运动情况的变化。
【典例·通法悟道】 【典例1】(多选)如图所示,理想二极管(具有单向导电性)、平行板电容器、电 源组成闭合电路,带电液滴P置于水平放置的平行板电容器的正中间而静止,则 下列说法中正确的是 ( ) A.若将极板A向下移动少许,则液滴的电势能将减小 B.若将极板A向上移动少许,则液滴将向上运动 C.若将极板B向上移动少许,则液滴的电势能将增大 D.若将极板A、B错开少许,使两极板正对面积变小,则液滴仍静止
2m
面电势相等,由于a、b所带电荷量大小相等,符号相反,电势能不等,C错; 故选B、D。
命题点三 带电粒子在电场中的偏转 【要点·融会贯通】 1.基本规律: 设粒子带电荷量为q,质量为m,两平行金属板间的电压为U,板长为l,板间距离为 d(忽略重力影响),则有
(1)加速度:a= F qE qU 。
以从能量的角度进行求解:qUy=
1 2
mv2-
1 2
mv02
,其中Uy=
U d
y,指初、末位置间
的电势差。
【典例·通法悟道】 【典例3】(2019·全国卷Ⅱ)如图,两金属板P、Q水平放置, 间距为d。两金属板正中间有一水平放置的金属网G,P、Q、 G的尺寸相同。G接地,P、Q的电势均为φ(φ>0)。质量为m, 电荷量为q(q>0)的粒子自G的左端上方距离G为h的位置, 以速度v0平行于纸面水平射入电场,重力忽略不计。 (1)求粒子第一次穿过G时的动能,以及它从射入电场至此时在水平方向上的位 移大小。 (2)若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场,则金属板的长度最短应 为多少?

2023届高考物理一轮复习课件:8.3电容器 带电粒子在电场中的运动

2023届高考物理一轮复习课件:8.3电容器 带电粒子在电场中的运动
达N孔时速度恰好为零,然后沿原路返回。若保持两极板间的电压不变,则
(
)
A.把A板向上平移一小段距离,质点自
P点自由下落后仍能返回
B.把A板向下平移一小段距离,质点自P点
自由下落后将穿过N孔继续下落
C.把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回
D.把B板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
(+q,m)、(+q,2m)、(+3q,3m)、(-q,m),它们先后以相同的速度
从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中,电场方向与y轴平行。不计重
AD )
力,下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中,可能正确的是(
出发点,该过程中小球未与下板Q接触。已知重力加速度为g,小球运动过程
中电荷量保持不变,忽略空气阻力。求:(1)PQ两板电势差UPQ;(2)欲使小
球不与下板Q接触,t的最大值;
1 2
解:(1)h= gt
2
v1=gt
5
1
2
-h=v 1·2t- a(2t) 得:a= g
2
4
qE-mg=ma
9mgd
U=Ed =
3
U′
/ 5
得:a = g>g mg+q
=ma/
2
d
3mgd
得:U′=
2q
电场方向向下
3mgd
UPQ′≥
2q
例3.(多选)如图所示,一充电后与电源断开的平行板电容器的两极板水
平放置,板长为L,板间距离为d,距板右端L处有一竖直屏M.一带电荷
量为q、质量为m 的质点以初速度 v0沿中线射入两板间,最后垂直打在
2
4
qE-mg=ma
() +

2018届高三物理一轮复习第七章静电场第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动课件

2018届高三物理一轮复习第七章静电场第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动课件
d
C= rS 可知板间距离增大时电容C变小,电容器要放电,
4kd
则有b→a的电流流过G,故选项C正确;当A板下移时,板 间电场强度增大,油滴受的电场力增加,油滴向上加速 运动,由C= rS 可知板间距离减小时C增大,电容器要
4kd
充电,则有a→b的电流流过G,故选项D错误。
考点2
带电粒子在电场中的直线运动
【解析】选B、C。将S断开,电容器电量不变,板间场强 不变,故油滴仍处于静止状态,选项A错误;若S闭合,将A
U 板左移,由E= 可知,E不变,油滴仍静止,由C= rS 可 d 4kd
知正对面积减小时电容C变小,则电容器极板电量Q=CU
变小,电容器放电,则有b→a的电流,故选项B正确;将A
板上移,由E= U 可知,E变小,油滴应向下加速运动,由
的油滴处于静止状态,以
下说法正确的是 ( )
A.若将S断开,则油滴将做自由落体运动,G表中无电流 B.若将A向左平移一小段位移,则油滴仍然静止,G表中 有b→a的电流 C.若将A向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G
表中有b→a的电流
D.若将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G
பைடு நூலகம்
表中有b→a的电流
3.示波管的构造: 电子枪 ②_________, 偏转电极 ③_______ 荧光屏 。(如图所示) ①_______,
【易错辨析】 (1)电容是表示电容器储存电荷本领的物理量。( (2)放电后的电容器电荷量为零,电容也为零。( ) )
(3)一个电容器的电荷量增加Δ Q=1.0×10-6C时,两板
2.电容:
(1)公式。
Q ①定义式:_____ U 。 C
Q ②推论:C= 。 U

2019大一轮高考总复习物理课件:第07章 电场 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动 精品

2019大一轮高考总复习物理课件:第07章 电场 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动 精品

m/s≈2.10×106
m/s.
4.(人教版选修3-1P39第3题)先后让一束电子和一束氢核通过同一对平行板形 成的偏转电场.进入时速度方向与板面平行,在下列两种情况下,分别求出离开时 电子偏角的正切与氢核偏角的正切之比.
(1)电子与氢核的初速度相同. (2)电子与氢核的初动能相同.
解析:设加速电压为U0,偏转电压为U,带电粒子的电荷量为q,质量为m,垂 直进入偏转电场的速度为v0,偏转电场两极间距离为d,极板长为l,则:带电粒子
2.(人教版选修3-1P32第1题)平行板电容器的一个极板与静电计的金属杆相 连,另一个极板与静电计金属外壳相连.给电容器充电后,静电计指针偏转一个角 度.以下情况中,静电计指针的偏角是增大还是减小?
(1)把两板间的距离减小; (2)把两板间的相对面积减小; (3)在两板间插入相对介电常数较大的电介质.
F合=smingθ=ma,x=2va20=v20s2ign
θ .
2.带电粒子的偏转(限于匀强电场且不计重力) (1)带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时,由于电场力方向与粒 子的初速度方向____垂__直____,且电场力是____恒__力,所以带电粒子做___类__平__抛___运 动.
A.运动到P点返回 B.运动到P和P′点之间返回 C.运动到P′点返回 D.穿过P′点
解析:设AB、BC间的电场强度分别为E1、E2,间距分别为d1和d2,电子由O点 运动到P点的过程中,据动能定理得:eE1d1-eE2d2=0①
当C板向右平移后,BC板间的电场强度 E2′=dU2′′=C′Qd2′=4πkεdS2Q′·d2′=4πεkSQ, BC板间的电场强度与板间距无关,大小不变. 第二次释放后,设电子在BC间移动的距离为x,则eE1d1-eE2x=0-0② 比较①②两式知,x=d2,即电子运动到P点时返回,选项A正确.

2019高三物理一轮复习配套课件:7-3第3节 电容器 带电粒子在 电场中的运动

2019高三物理一轮复习配套课件:7-3第3节 电容器 带电粒子在 电场中的运动

1 2 mv - ������������ 2
-5知识梳理 考点自诊
������ ������������ 加速度:a = = ������ ������
������������ = ������������
������ ������.能飞出平行板电容器:t = ������0 1 2 1 ������������ 2 ������ , 运动时间 ������.打在平行极板上:y = 2 a������ = 2 · ������������ t= 2������������������ ������������
(2)决定式:C=
������ r ������
4π�������ຫໍສະໝຸດ ����,k 为静电力常量。
-4知识梳理 考点自诊
二、带电粒子在电场中的运动 1.加速问题 (1)在匀强电场中:W=qEd=qU=
1
1
2 2 mv ������������ 0 2 2 。
1
0 (2)在非匀强电场中:W=qU= 2 。 2 2.偏转问题 (1)条件分析:不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞 入匀强电场。 (2)运动性质: 匀变速曲线 运动。 (3)处理方法:利用运动的合成与分解。 ①沿初速度方向:做 匀速 运动。 ②沿电场方向:做初速度为零的 匀加速 运动。
关闭
电容器一个极板带电荷量的绝对值是电容器带的电荷量, 故 A 错。 ������ C= 是电容的定义式, 而非决定式, 电容器的电容由电容器本身决定,
������
故 B、D 均错,C 正确。 C
解析
关闭
答案
-10知识梳理 考点自诊
3.一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电 荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C和两极板间的电势差 U的变化情况是( ) A.C和U均增大 B.C增大,U减小 C.C减小,U增大 D.C和U均减小
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

• A.θ增大,E增大 B.θ增大,Ep不变
• C.θ减小,Ep增大
D.θ减小,E不变
• 思路剖析:上极板向下移动一小段距离过程中,电容器电容、电容器和
带电量及板间的电场强度如何变化?P点的电势如何变化?
• 【答案】D
【解析】保持下极板不动,上极板向下移动一小段距离后,由 C=4επrkSd可知电 容器的电容变大,由于 Q 不变,由 C=UQ可知 U 减小,故静电计的指针偏角变小; 电场强度 E=Ud=CQd=4πεrkSQ不变;由于下极板不动,电场强度 E 不变,所以 P 点的 电势没有发生改变,故点电荷在 P 点的电势能不变,A、B、C 错误,D 正确.
(2)虚射点和速度偏转角:如(1)的情况,在下图中作粒子速度的反向延长线,设 交于 O 点,O 点与电场边缘的距离为 x,速度偏转角 tan θ=vat0=vat02t=2Ly=2Ud1UL0=2tan α,与 q,m 无关,x=tany θ=L2.
• 带电粒子在匀强电场中做直线运动问题主要用力的 观点求解,即运用牛顿第二定律并结合运动学规律
求解.其思路是认真分析带电粒子的受力情况和运
动情况,建立清晰的物理情景,然后由力的观点列
方程.若带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动,
由平衡条件列式;若做匀变速直线运动,可以用牛
顿第二定律与匀变速直线运动规律求解;对于多过 程的往复运动也可以由能的观点求解.
第3讲 电容、带电粒子在电场中的运动
【考纲解读】1.理解电容器的基本概念,掌握好电容器的三类动态分析;2.用 动力学方法解决带电粒子在电场中的直线运动问题;3.能运用运动的合成与分解解 决带电粒子的偏转问题.
•考点O 讲堂梳理自查
• 一、电容器、电容 • 1.电容器 • (1)组成:由两个彼此__绝_缘_____又相互__靠_近_____的平行板导
• 【解析】粒子做直线运动,其重力和电场力的合力应与速度共线,如图 所示.重力与电场力不共线,不可能平衡,选项A错误;粒子运动过程 中电场力做负功,因而电势能增加,选项B正确;合力做负功,动能减 小,选项C错误;电容器的极板与直流电源相连,即其电压、板间的场 强不变,则电场力不变,合力恒定,因而粒子做匀变速直线运动,选项 D正确.
• 二、带电粒子在电场中的运动
• •
1(1.)处带理电方粒法子:在利电用场动中能的定加理速qU=____12_m_v_2_-_12_m_v_20 ____.
• (2)适用范围:任何电场.
• 2.带电粒子在电场中的偏转
• (1)条件分析:带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场.
• (2)运动性质: ____________运动.
A.使 U2 加倍
B.使 U2 变为原来的 4 倍
C.使 U2 变为原来的 2倍
D.使 U2 变为原来的12
【答案】A
【解析】若想使粒子的运动轨迹不发生变化,则粒子离开电场时的偏转距离 y 不变,由12mv20=qU1,y=12at2=12·qmUd2vl02=4UU21l2d 可得,当 U1 加倍时,U2 加倍即可, 选项 A 正确.
• 例1 (2016年天津卷)如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静
电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一个 固的电定势在能P点,的θ表点示电静荷电,计以指E表针示的两偏板角间.的若电保场持强下度极,板E不p表动示,点将电上荷极在板P向点 下移动一小段距离至图中虚线位置,则( )
1.先确定是 Q 还是 U 不变:电容器保持与电源连接,U 不变;电容器4επrkSd确定电容器电容的变化. 3.用定义式 C=QU判定电容器所带电荷量 Q 或两极板间电压 U 的变化. 4.用 E=Ud分析电容器极板间电场强度的变化.
•考点2 带电粒子在电场中的直线运动
2(1.)定电义容式:_C__=__UQ_____.
(2)单位:法拉(F),1 F=106 μF=1012 pF.
3.平行板电容器 (1)影响因素:平行板电容器的电容与__正__对___面___积成正比,与介质的介电常数成 _正___比,与__两___极__板___间___距_成离反比.
(2)决定式:C=4επrkSd,k 为静电力常量. ①保持两极板与电源相连,则电容器两极板间__电__压____不变. ②充电后断开电源,则电容器所带的__电___荷__量___不变.
②沿电场力方向,做__匀__加___速___直___线_运动.
加速度:a=mF=qmE=mqUd.
Uql2
离开电场时的偏移量:y=12at2=__2_m_d_v_20____.
Uql
离开电场时的偏转角:tan θ=vv0y=___m_d_v_20_____.
• 1.[对电容器计算式的考查](多选)对于给定的电容器,描述
• 练1 (多选)如图所示的电路,闭合开关,水平放置的平行 板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态.为了使液滴 竖直向上运动,下列操作可行的是( )
• A.断开开关,将两板间的距离拉大一些
• B.断开开关,将两板水平地向相反方向移开一些
• C.保持开关闭合,将两板间的距离减小一些
• D.保持开关闭合,以两板各自的左侧板沿为轴,同时向上 (即逆时针方向)转过一个小角度
• 【答案】BC
【解析】带电液滴受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力正好处于静止状态, 有 qE=mg.两板间的电场强度 E=Ud,保持开关闭合时,U 不变,当两板间的距离 d 减小时,E 变大,此时 qE>mg,液滴竖直向上运动,C 项正确;保持开关闭合,以 两板各自的左侧板沿为轴,同时向上(即逆时针方向)转过一个小角度,E 方向变了, 此时液滴不会沿竖直方向运动,所以 D 项错误;断开开关,电容器的电荷量 Q 不变, E 与 d 无关,所以断开开关,将两板间的距离拉大一些,仍有 qE=mg,液滴仍保持 静止状态,A 项错误;断开开关,将两板水平地向相反方向移开一些,此时两板的 正对面积 S 变小,E 变大,此时 Eq>mg,所以液滴竖直向上运动,B 项正确.
•考点1 平行板电容器的动态分析
1.主要的理论依据 (1)平行板电容器的电容 C 与板间距 d,正对面积 S,电介质的介电常数 εr 间的 关系为 C=4επrkSd. (2)平行板电容器内部是匀强电场,所以场强 E=Ud. (3)电容器所带电荷量 Q=CU. (4)由以上三式得 E=4πεrkSQ∝S,该式常用于 Q 保持不变的情况中.
其电容C,电荷量Q,电压U之间的相应关系的图象正确的 是( )
A
B
C
D
【答案】BC
【解析】电容器的电容 C 与两板间的电压 U、极板所带的电荷量无关,而 C=QU,
故选项 B、C 正确.
2.[对电容器动态问题的考查]板间距为 d 的平行板电容器所带电荷量为 Q 时,
两极板间电势差为 U1,板间场强为 E1.现将电容器所带电荷量变为 2Q,板间距变为12
得 x=q
k mg-a.
• 练2 (多选)如图所示,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度, 两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过 电容器,则在此过程中,该粒子( )
• A.所受重力与电场力平衡 B.电势能逐渐增加
• C.动能逐渐增加 D.做匀变速直线运动
• 【答案】BD
d,其他条件不变,这时两极板间电势差为 U2,板间场强为 E2,下列说法正确的是
()
A.U2=U1,E2=E1
B.U2=2U1,E2=4E1
C.U2=U1,E2=2E1
D.U2=2U1,E2=2E1
【答案】C
【解析】根据题意可知,平行板电容器的间距 d 和电荷量 Q 发生变化,要求讨 论电势差 U 和场强 E 的变化.设平行板电容器的电容为 C,则有 C=UQ=4επrkSd,又 因为 U=Ed,所以解得 U=4πεkrSdQ,E=4πεrkSQ.当带电量变为 2Q、板间距变为d2时, U2=U1,E2=2E1,C 正确.
• 1.带电粒子在电场中运动时重力的处理 • (1)基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等,除有说明或
明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量). • (2)带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或
明确的暗示以外,一般都不能忽略重力. • 2.带电粒子在电场中的变速直线运动 • 可用运动学公式和牛顿第二定律求解,或从功能角度用动能
定理、能量守恒定律求解.
• 例2 如图所示,A和B是两个相同的带电小球,视为质点,质量均为m, 电荷量均为q.A固定在绝缘地面上,B放在它的正上方的一块绝缘板 上.当手持绝缘板,使B从静止开始以恒定的加速度a(a<g)竖直下落h时, B与绝缘板脱离.若静电力常量为k,求:
• (1)B脱离板时的动能; • (2)B在脱离绝缘板前的运动过程中,电场力和板的支持
力对B做功的代数和W; • (3)B脱离绝缘板时距A的高度x.
【答案】(1)mah (2)m(a-g)h (3)q
k mg-a
【解析】(1)B 球向下匀加速运动,由运动学公式得 v2=2ah
B 脱离板前的动能 Ek=12mv2=mah.
(2)由动能定理得 mgh+W=mah,得 W=m(a-g)h. (3)由牛顿第二定律,有 mg-kxq22=ma
• (3)处理方法:分解成__________的两个分运动,类似于 ___________.
匀变速曲线
相互垂直 平抛运动
(4)运动规律:
①沿初速度方向做__匀___速__直___线_运动,运动时间如下分析. l
a.能飞出电容器时:t=_____v_0_____. b.不能飞出电容器时:y=12at2=_____2q_mU_d_t_2 ___,t=_______2_mq_Ud_y____.
2.电容器的动态分析方法 (1)平行板电容器充电后,继续与电源的两极相连,电路达到稳定后两极板间的 电压不变,当电容器的 d、S、εr 变化时,将引起电容器的 C、Q、E 的变化. 即 C=4επrkSd∝εdrS,Q=UC∝εdrS,E=Ud∝1d. (2)平行板电容器充电后,切断与电源的连接,因此电容器带电荷量 Q 不变,当 电容器的 d、S、εr 变化时,将引起电容器的 C、U、E 变化. 即 C=4επrkSd∝εdrS,U=QC∝εdrS,E=4πεrkSQ∝ε1rS. (3)两电容器的极板分别用导线连接起来,两电容器的电荷量之和为定值,两电 容器的电势差相等.
相关文档
最新文档