北京市高中物理电场03电场中的导体及电容器的应用学案(无答案)新人教版选修3_1
物理一轮复习 6.3 电容器与电容、带电粒子在电场中的运动学案 新人教版选修31
物理一轮复习 6.3 电容器与电容、带电粒子在电场中的运动学案 新人教版选修31【考纲知识梳理】 一。
电容器1. 构成：两个互相靠近又彼此绝缘的导体构成电容器。
2. 充放电：（1）充电：使电容器两极板带上等量异种电荷的过程。
充电的过程是将电场能储存在电容器中。
（2）放电：使充电后的电容器失去电荷的过程。
放电的过程中储存在电容器中的电场能转化为其他形式的能量。
3．电容器带的电荷量：是指每个极板上所带电荷量的绝对值 4.电容器的电压：（1）额定电压：是指电容器的对大正常工作即电容器铭牌上的标定数值。
（2）击穿电压：是指把电容器的电介质击穿导电使电容器损坏的极限电压。
二.电容1．定义：电容器所带的电荷量Q 与两极板间的电压U 的比值 2．定义式：是计算式非决定式）(U Q U Q C ∆∆==3．电容的单位：法拉，符号：F 。
PF F F 12610101==μ 4．物理意义：电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，在数值上等于电容器两板间的电势差增加1V 所需的电荷量。
5．制约因素：电容器的电容与Q 、U 的大小无关，是由电容器本身的结构决定的。
对一个确定的电容器，它的电容是一定的，与电容器是否带电及带电多少无关。
三.平行板电容器1．平行板电容器的电容的决定式：d d k C S S 41εεπ∝•=即平行板电容器的电容与介质的介电常数成正比，与两板正对的面积成正比，与两板间距成反比。
2．平行板电容器两板间的电场：可认为是匀强电场，E=U/d 四.带电粒子在电场中的运动1.带电粒子的加速：对于加速问题，一般从能量角度，应用动能定理求解。
若为匀变速直线运动，可用牛顿运动定律与运动学公式求解。
2. 带电粒子在匀强电场中的偏转：对于带电粒子以垂直匀强电场的方向进入电场后，受到的电场力恒定且与初速度方向垂直，做匀变速曲线运动（类平抛运动）。
⑴处理方法往往是利用运动的合成与分解的特性：分合运动的独立性、分合运动的等时性、分运动与合运动的等效性。
高中物理第一章静电场电容器与电容学案新人教版选修3_1
一、课前活动学案设计（一）预习案第一章静电场第8节电容器与电容【课标要求】观察常见电容器的构造，了解电容器的电容。
举例说明电容器在技术中的应用。
【学习目标】1.理解电容的概念及定义方法，会用电容的定义式进行简单计算。
2.通过实验探究了解影响平行板电容器电容大小的因素。
3.从生活走进物理，认识电容器在生活中的广泛应用。
【重点、难点】1.电容器、电容的概念及定义，平行板电容器电容的决定式2. Q一定和U一定这两种情况下，与平行板电容器有关的各量的变化分析【使用说明与方法指导】1.先通读教材，认识电容器，理解电容的定义式和平行板电容器的决定式。
2.依据预习学案再通读教材，进行知识梳理，勾划重点知识，将自己的疑问记下来，并写上提示语、标注符号。
熟记基础知识，完成预习学案。
【自主构建】一、电容器1．同学们，生活中你经常用什么来盛水？那么电荷用什么仪器盛呢？2．通过查阅资料，结合右图明确什么是电容器以及电容器的构造？3．电容器在日常生活中应用非常广泛，请举2-3例含有电容器的常见用电器。
思考：现有甲、乙、丙、丁四位同学对电容器有不同看法，根据你对电容器的探究，请问你支持哪些观点?（）甲说：电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电的容器才称为电容器乙说：任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关丙说：电容器所带的电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值丁说：电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来；电容器放电过程，是将电容器储存的电能转化为其他形式的能二、电容走进生活：张明同学在学习了电容器这节知识后从家里的一台废旧录音机上找到了一个电容器，电容器的各个参数如图所示，请帮他分析一下该电容器所能加的最大电压是多少？这个电容器最大能承载多少电荷量？我的疑问【构建反馈】1.如图所示，描述对给定的电容器充电时电量Q、电压U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的有（）2.在实验室中老师拿出了两个电容器，甲电容器两板各带2C电量，板间电压为2000V，乙电容器两板各带3C电量，板间电压为4000V，能否说乙电容器容纳电荷的本领大？若不是，哪个容纳电荷的本领大？（二）课堂探究案第一章静电场第8节电容器的电容【课标要求】观察常见电容器的构造，了解电容器的电容。
高中物理 导体中的电场和电流 电动势复习 精品导学案 新人教版选修3-1
导体中的电场和电流电动势【学习目标】1、明确电源在直流电路中的作用，理解导线中恒定电场的建立，知道恒定电流的概念和描述电流强弱的物理量——电流。
2、让学生知道非静电力在电路中的作用是把正电荷由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能，理解电动势的概念。
【自主学习】1、分别带正负电荷的A、B两个导体，若用导线R连接，导线R中可能存在一个______电流，若要保持持续的电流，A、B需维持一定的______。
能使A、B间维持一定的电势差的装置称为_______.2、达到稳定状态时，导线内的电场是由______、_______等电路元件所积累的电荷共同形成的，电荷的分布是______的，电场的分布也是_______的，且导线内的电场线保持和导线________。
3、有稳定分布的______所产生的稳定的_______，称为恒定电场.静电场中的电势、电势差及其与电场强度的关系等在恒定电场中_______适用。
4、我们把_____、______都不随时间变化的电流称为恒定电流。
5、I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，它们间的关系势为:_______。
6、在外电路中，正电荷由电源_____的极流向______极，在电源的内部靠“非静电力”把静电荷从______极搬运到_______极。
7、电源是通过非静电力做功把______能转化为______的装置。
8、电动势是用来表示______把其他形式的能转化为_____本领的物理量。
用E来表示，定义式为__________，其单位是______。
9、电动势由电源中_______决定，跟电源的体积______，跟外电路_______。
10、电源的重要参数有______、_______、_______等。
【典型例题】例1、关于电流的说法正确的是（）A、根据I=q/t，可知I与q成正比。
B、如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电量相等，则导体中的电流是恒定电流。
高中物理：电场学案(新人教版选修3-1第一章学案)(原创)
第一章静电场第一节电荷及其守恒定律前置诊断：本节重点讲述了电荷守恒定律和起电方法。
1．自然界中只存在两种电荷：同种电荷互相，异种电荷互相。
2．电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量e＝C。
实验指出，所有带电体的电荷量都是电荷量e的。
所以，电荷量e称为。
电荷量e的数值最早是由美国物理学家测得的。
3．使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫。
常见的起电方式有、和等。
例如：一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后，两者必定带上等量同种电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带电；不带电的导体在靠近带电体时，导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布，使导体的两端出现电荷。
4．电荷守恒定律：电荷既不能，也不会，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷量的总量保持不变。
电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一。
在发生正负电荷湮没的过程中，电荷的代数和仍然不变，所以电荷守恒定律也常常表述为：。
5．原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对表现为。
6．不同物质的微观结构不同，核外电子的多少和运动情况也不同。
在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子。
失去这种电子的原子便成为带正电的离子，离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中。
所以金属导电时只有在移动。
答案：1.排斥吸引 2. 1.6×10-19整数倍元电荷密立根 3.起电摩擦起电接触起电感应起电负正等量异种 4.创生消灭一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变5. 电中性 6.自由电子专家说课：在干燥的冬天，你也许有过这样的经历：当你经过铺有地毯的走道来到房间门口，在伸手接触金属门把的一刹那，突然听到“啪”的一声，手被麻了一下，弄得你虚惊一场，是谁在恶作剧？回答可能有点意外，原来是电荷在作怪。
人教版物理选修3-1《电容器的电容》导学案设计
【电容器的电容】导教案【自主学习】一、电容器1．构成：由两个相互又互相凑近的导体构成。
2．带电量：电容器个极板带电量的。
3．充放电过程：（1）充电：把电容器的两极板分别和电源两极相连，使两极板分别带上电荷的过程；（ 2）放电：用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷，电容器又不带电的过程。
二、电容1．定义：电容器所带电荷量 Q 与两极板间电势差U 的。
2．定义式：C= 。
3．物理意义：表示电容器的物理量。
4．单位： 1F= μ F= pF。
5 ．决定电容大小的要素：平行板电容器的电容 C 跟介电常数成εr 成，跟极板正对面积S 成，跟极板间的距离 d 成。
b5E2RGbCAP决定式 C= ；当极板间为真空时C= 。
三、常有的电容器1．分类：（ 1）按电解质分：空气电容器、电容器、陶瓷电容器、电容器等；（ 2）按能否可变分：电容器、电容器。
2．电容器的额定电压和击穿电压：（ 1）额定电压：电容器能够工作时的电压。
（ 2）击穿电压：电介质被击穿时加在电容器两极板上的电压，若电压超出这一限度，则电容器就会被破坏。
p1EanqFDPw【怀疑研究】研究点一电容器及其充放电过程问题 1：电容器由哪几部分构成？它在电路中有什么作用？问题 2：如图1所示，电容器两板分别接在电池两荷的过程中，电容器两极板上的带电量Q、两极板化？充电过程中能量如何转变？DXDiTa9E3d 端，在两板带上等量异种电间的电压U 及场强 E 如何变问题 3：如图2所示，充了电的电容器的两板用导线相连，在两板上正、负电荷中和的过程中，电容器两极板上的带电量Q、两极板间的电压 U 及场强 E 又将如何变化？放电过程中能量如何转变？RTCrpUDGiT研究点二对电容的理解问题 4：既然电容器是用来储藏电荷的，而不一样电容器容纳电荷的本事是不一样的，我们应当用一个物理量表示电容器容纳电荷的能力，这应是一个如何的物理量呢？5PCzVD7HxA问题 5：对一个构造必定的电容器，给它带上必定的电荷量Q，两极间也就有了必定的电势差U ，Q 与 U 能用来表示电容器的储藏能力吗？jLBHrnAILg问题 6：总结电容的观点：针对训练 1：有一电容器，带电量为 10-5 C 时，两板间的电压为200V ，假如使它带的电量再增添 10-6C．这时，它的电容是法拉，两板间的电压是V xHAQX74J0X研究点三决定平行板电容器电容大小的要素（1）（详参阅 P30 图）静电计是在验电器的基础上制成的，用来丈量电势差。
高中物理第一章静电场第8节电容器的电容教学案新人教版选修3_1
高中物理第一章静电场第8节电容器的电容教学案新人教版选修3_1第8节电容器的电容一、电容器┄┄┄┄┄┄┄┄①1．基本构造：彼此绝缘而又相互靠近的两个导体，就构成一个电容器。
2．电容器的充放电(1)充电：把电容器的两个极板与电源的正负极相连，就能使两个极板上带上等量的异种电荷，这个过程叫做电容器充电。
(2)放电：用导线把充电后的电容器的两个极板接通，两个极板上的电荷就会中和，电容器失去了电荷，这个过程叫做放电。
(3)带电荷量：充电后任意一个极板的带电荷量的绝对值叫做电容器的带电荷量。
[说明](1)充、放电过程中会出现短暂的电流，电流的方向与负电荷定向移动的方向相反。
(2)充电过程由电源获得的电能以电场能的形式贮存到电容器中，放电过程两板之间不再有电场，电场能转化为其它形式的能。
①[判一判]1．空气也是一种电介质(√)2．电容器充电后，电容器两个极板所带的电荷为同种电荷(×) 3．充电结束后电路中有电流，放电结束后电路中无电流(×) 二、电容┄┄┄┄┄┄┄┄②1．定义：电容器所带电荷量Q 与两极板间电势差U 的比值。
2．公式：C ＝Q U。
3．物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。
4．单位：1 F ＝106μF ＝1012pF 。
[注意](1)电容器是一个仪器，而电容是一个物理量，它表征了电容器容纳电荷的本领。
(2)电容C 是用比值定义法定义的物理量。
电容器的电容C 可以用比值Q U来量度，但电容器的电容C 与Q 、U 的大小无关，即便电容器不带电，其电容C 也不会变为零，而不能理解为电容C 与Q 成正比，与U 成反比。
(3)电容的另一个表达式：C ＝ΔQΔU。
②[选一选]电容器A 的电容比电容器B 的电容大，这表明( )A ．A 所带的电荷量比B 多 B ．A 比B 能容纳更多的电荷量C ．A 的体积比B 的体积小D ．两电容器的电压都改变1 V 时，A 的电荷量改变比B 的大解析：选D 电容是电容器的固有属性，由电容器本身的构造决定，电容描述了电容器容纳电荷的本领(电容器两极间的电压每改变1 V 所改变电荷量的多少)大小，而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少，A 、B 、C 错误，D 正确。
年高中物理第一章静电场《电容器的电容》学案新人教版选修3_1
1.8《电容器的电容》学案【课标要求】1.知道什么是电容器以及常用的电容器。
2.理解电容器的电容概念及其定义，并能用来进行有关的计算。
3.知道公式及其含义，知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
4.会对平行板电容器问题的动态分析。
【课前预习】一、电容器1、生活中的电容如右图所示，各种各样的电容器，你知道它们的作用吗？你能举出生活中应用电容的几个实例吗？2、电容器（1）电容器的构成在两个相互靠近的平行金属板中间夹上一层________，就构成了一个平行板电容器，任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，即可构成一个______。
（2）电容器的充电放电①充电：电容器两板分别接在电源两端，两板带上_______电荷的过程，在充电过程中，电路中有短暂的________，充电过程中由电源获得的电能储存在电容中，称为电场能。
②放电：充了电的电容器的两极板用导线连接，使两极板上正、负电荷 _______的过程。
在放电过程中，电路中有短暂的________，放电后，两极板间不存在电场，电场能转化为其他形式的能。
说明：当电容器与电源相连时其两板间的电势差不变，当与电源断开时其电量不变。
二、电容1、电容器所带电荷量：是指_____个极板所带电荷量的_______。
2、电容思考：实验表明电容器所带电荷量与其两板的电势差成正比，甲电容器两板各带2 C 电量，板间电压为2000 V ，乙电容器两板各带3 C 电量，板间电压为2000 V ，谁容纳电荷的能力大呢？（甲容纳电荷的本领大） 结论：①电容：电容器所带_______与电容器两极板间的________的比值。
可用电容器的电容来描述电容器容纳电荷的本领。
②表达式：C ＝Q U③在国际制单位中，电容的单位是法拉，符号是F ，1F=610μF=1210pF 。
其含义是当电容器带1C 的电量时两板间的电势差为1V 。
思考： C 由Q 、U 决定吗？（不是，它们仅是数量上的关系式）3、电容的决定因素①在课本第30页的演示实验说明了，当保持Q 和d 不变时，电容C 随正对面积S 的____而______；当保持Q 和S 不变时，电容C 随板间距离d ______而______；当保持Q 、d 和S 不变时，在板间放入不同的电介质其电容不同。
高中物理 第一章 静电场 1_9 电容器的电容学案新人教版选修3-1
1.9电容器的电容【学习目标】1.知道电容器的概念及平行板电容器的主要构造。
2.理解电容器电容的概念及其定义式C=Q/U ，并能运用进行有关的计算。
3.理解平行板电容器电容的决定式kd S C r πε4=并能运用进行动态分析。
【学习过程】学习任务1：电容器认识： 电容器是什么元件？怎么构成的？探究： 电容器的充放电过程怎样？什么叫电容器的带电量？电容器的充电、放电：充电过程：放电过程：结论： 电容器是储存电荷的电学元件，充放电的过程就是电场能和其他形式的能相互转化的过程，所以电容器也是能量中转器。
学习任务2：电容思考： 不同的电容器容纳电荷的本领不同，如何区别它们？类比： 圆柱型水杯容器的储水观察课本P29图1.8-3，1.水位每升高1CM ，比较两容器的储水量2.那个储水本领大，如何反映其储水本领？=水量Q 横截面积S 水位差h 电容： 定义： 电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值。
定义式： C=Q/U单位： 法拉（简称“法”、符号F ）常用单位：微法（μF ） 皮法（pF ）1F=106μF =1012 pF说一说： 1F 的含义辨析： 根据电容定义式C=Q/U 可知：电容C 与电容器所带的电荷量Q 成正比，与电容器两极板间的电势差U 成反比，这种说法是否正确？检测： 如图是描述对给定的电容器充电时电荷量Q 、电压U 、电容C 之间相互关系的图象，其中正确的是（ ）问题： 电容反映电容器容纳电荷的本领，与所带电荷量Q 或所加的电压U均无关。
那么电容器的电容到底由什么因素决定的？学习任务3：平行板电容器的电容探究： 影响平行板电容器的电容的因素是什么？具体是什么关系？观察课本P30的演示实验说明: 静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差。
把它的金属球与一个导体相连,把它的金属外壳与另一个导体相连,从指针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差U 。
现象： 1.保持Q 和d 不变，S 越小,静电计的偏转角度越大, U 越大,电容C越小；2.保持Q 和S 不变，d 越大，偏转角度越大，C 越小；3.保持Q 、d 、S 都不变,在两极板间插入电介质板,静电计的偏转角度并且减小,电势差U 越小电容C 增大。
人教课标版高中物理选修3-1：《电容器的电容》教案-新版
第一章静电场第8节《电容器的电容》教学设计教材分析电容器是一种重要的电学元件，在电气设备中有着广泛的应用。
学生已经学习了研究电容器需要涉及的电势差、电荷量等知识，同时也基本掌握了比值定义法、控制变量法等研究物理问题的方法，具有了一定的用数学工具解决物理问题的能力。
所以本节教学的核心是引导学生应用所学的知识与形成的方法研究电容器，探究电容概念的内涵。
电容的概念是本节的重点，也是难点。
电容又是一个比值定义的物理量，引出这一比值的关键，让学生知道电容器容纳电荷的本领是定的，而电容器所带的电荷量与两极板间的电势差成正比，其比值能反映电容器本身的性质。
影响平行板电容器电容大小的因素是本节教学内容的又一难点，教材这个实验是相当成熟的，有利于学生进一步熟悉探究性学习方法。
教材最后常见的电容器部分与学生的生活实际和生产实际联系十分密切，很好体现了新课程：“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。
核心素养：通过《电容器的电容》的学习活动，让学生知道利用比值法定义物理量，利用类比的方法理解电容器的电容。
学会在实验中用控制变量法的实验方法，提高学生综合运用知识的能力。
体会物理在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的兴趣。
教学目标：1.知道什么是电容器以及常用的电容器。
2.知道电容器充电和放电时能量的变化。
3.理解电容的概念及其定义式C=Q/U，并能用来进行有关的计算。
4.知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系。
教学重点：电容的概念和平行板电容器的电容与其影响因素之间的关系。
教学难点：1.电容的定义和引入。
2.对平行板电容器的动态分析。
教学方法：类比法、实验探究法教学用具：电源、导线、玻璃棒、橡胶棒、毛皮、丝绸、平行板电容器、静电计、绝缘电介质、多媒体。
教学流程图：教学过程：总结过渡：电容器不仅是一种储总结：电容C与d、s；当两板间充满某种介质时，电容倍：。
展示常用电容器示教板。
2019-2020年高中物理 1.8《电容器的电容学案 新人教版选修3-1
2019-2020年高中物理 1.8《电容器的电容学案新人教版选修3-1 【学习目标】1．掌握电容器的结构，电容的定义式和平行板电容器电容的决定式。
2．静电计的构造和指针偏角与电压的关系。
【重点难点】比值法定义电容，电容的充、放电过程【学法指导】认真阅读教材，观察教材插图，体会电容的物理意义；认真观察演示实验，体会平行板电容器电容的决定因素【知识链接】电场强度、电势差【学习过程】一、电容器电容器的充电：电容器的放电：思考：电容器充放电时的电流是怎样的？二、电容思考：甲电容器两板各带2 C电量，板间电压为2000 V，乙电容器两板各带3 C电量，板间电压为4000 V，能否说乙电容器容纳电荷的能力大呢？如果不是，那么电容器的电容和什么有关？1．物理意义：电容是表示电容器的物理量2．定义式：3．单位：尝试应用1．根据电容器的电容的定义式C=Q/U，可知A．电容器带电的电量Q越多，它的电容C就越大，C与Q成正比B．电容器不带电时，其电容为零C．电容器两极之间的电压U越高，它的电容C就越小，C与U成反比D．电容器的电容大小与电容器的带电情况无关2．一个电容器，充电后电量为Q，两板间电压为U.若向电容器再充进ΔQ=4×10－6C的电量时，它的板间电压又升高ΔU=2 V,由此可知该电容器的电容是___________F.三、平行板电容器：1．基本结构：2．带电特点：3．板间电场：提示：我们用控制变量法来研究平行板电容器和什么因素有关，在实验中，注意静电计的使用方法和原理。
影响电容的三个因素：尝试应用3．平行板电容器的电容C （）A．跟两极板的正对面积S有关，S越大，C越大B．跟两极板的间距d有关，d越大，C越大C．跟两极板上所加电压U有关，U越大，C越大D．跟两极板上所带电量Q有关，Q越大，C越大（拓展与提高）：两种不同变化 --------很重要呀！1．有源状态：电键K保持闭合，则电容器两端的电压恒定（等于电源电动势），思考：在有源状态下，电压恒定，改变两极板的距离，则电容如何变化？则电量如何变化，板间场强如何变化？如果要正对面积那？用公式推导一下！（提示：用到的公式：）尝试应用4．平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电结束后，电容器的电压为U，电量为Q，电容为C，极板间的场强为E.现将两极板间距离减小，则引起的变化是（）A．Q变大 B．C变大 C．E变小 D．U变小2．无源状态：充电后断开K ，保持电容器带电量Q 恒定，思考：在无源状态下，电量不变，改变两极板的距离，则电容如何变化？则电压如何变化，板间场强如何变化？如果要改变正对面积那？用公式推导一下！方法：关键看在两种情况下那个量不变，然后分析其他的量的变化情况尝试应用5．平行板电容器充电后断开电源，然后将两极板间的正对面积逐渐增大，则在此过程中（ ）A ．电容逐渐增大B ．极板间场强逐渐增大C ．极板间电压保持不变D ．极板上电量保持不变五、常见电容器（阅读教材，注意电解电容有正负极）【训练测试】1.(xx·浏阳高二检测)一个平行板电容器，它的电容( ) A ．跟正对面积成正比，跟两板间的距离成正比B ．跟正对面积成正比，跟两板间的距离成反比C ．跟正对面积成反比，跟两板间的距离成正比D ．跟正对面积成反比，跟两板间的距离成反比2．(xx·河南宝丰一中高二检测)以下说法正确的是( ) A ．由E ＝F q 可知电场中某点的电场强度E 与F 成正比B ．由公式φ＝E p q可知电场中某点的电势φ与q 成反比C ．由U ab ＝Ed 可知，匀强电场中的任意两点a 、b 间的距离越大，则两点间的电势差也越大D ．公式C ＝Q /U ，电容器的电容大小C 与电容器两极板间电势差U 无关3．如图所示，当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动．如果测出了电容的变化，就能知道物体位移的变化．若电容器的电容变大，则物体的位移可能的变化是( )A．加速向右移动B．加速向左移动C．减速向右移动 D．减速向左移动4．如图所示，平行板电容器C和电阻组成电路，当增大电容器极板间的距离时，则( )A．在回路中有从a经R流向b的电流B．在回路中有从b经R流向a的电流C．回路中无电流D．回路中的电流方向无法确定5．(xx·苍山高二检测)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，现使B板带电，则下列判断正确的是( )A．增大两极之间的距离，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零6．(xx·河南宝丰一中高二检测)一平行板电容器电容为C，两极板水平放置，两极板间距为d，接到电压为U的电源上，两极板间一个质量为m的带电液滴处于静止，此液滴的电量q＝________，若将两个极板之间的距离变为d/2，带电液滴将向________运动，(填“上、下、左或右”)，电容器的电容将________．(填“变大、变小、或不变”)【参考答案】1．答案：B2．答案：D3．答案：BD解析：本题由于相对介电常数ε发生变化而引起电容器的电容C的变化，根据C＝εS4πkd 可知：当电容C变大时，ε应该增大，电介质板应向左移动，所以答案B与D正确．4．答案：A解析：依图知电容器a 板带正电，b 板带负电．当d 增大时，由公式C ＝εS /4πkd 知，电容C 减小．由于电容器一直接在电源上，故电容器两极板间的电压U 不变，所以由公式：C ＝Q /U ，得Q ＝UC ，电容器所带电量应减小，即将d 增大时，电容器应放电．电容器放电时，其电流由正极板流向负极板，即从a 板流出经R 流向b 板，所以选项A 正确．5．答案：AB解析：电容器上所带电量一定，由公式C ＝εr S 4πkd ，当d 变大时，C 变小．再由C ＝Q U 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，当将A 板拿走时，相当于使d 变得更大，C 更小，故U 应更大，故选A 、B.6．答案：mg d U向上 变大【学习反思】电容的物理意义是什么？采用了怎样的定义方法？你还能说出哪些物理量的定义是采用了这样的方法？。
高中物理 专题三 电容器及带电粒子在电场中的运动学案 新人教版选修31
专题三 电容器及带电粒子在电场中的运动一、电容器及其动态变化问题 1．对电容公式C ＝Q U 和C ＝εr S4πkd的理解(1)C ＝QU是电容的定义式．不能理解为电容C 与Q 成正比、与U 成反比，一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关．(2)C ＝εr S4πkd 是平行板电容器的决定式．平行板电容器电容的大小取决于电介质的种类、导体的正对面积和两极板间的距离. 2．两种类型的动态分析思路(1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变．(平行板电容器始终连接在电源两端则电势差U 不变；平行板电容器充电后，切断与电源的连接则电荷量Q 保持不变) (2)用决定式C ＝εr S4πkd分析平行板电容器电容的变化．(3)用定义式C ＝Q U分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化． (4)用E ＝U d分析电容器两极板间电场强度的变化． [复习过关]1．(多选)对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( ) A ．将两极板的间距加大，电容将增大B ．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C ．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D ．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大 答案 BCD解析 将两极板的间距加大，d 增大，由电容决定式C ＝εr S4πkd 得知，电容将减小．故A 错误；将两极板平行错开，使正对面积减小，S 减小，由电容决定式C ＝εr S4πkd 得知，电容将减小．故B 正确；在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，εr 增大，C 增大．故C 正确；在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，板间距离减小，电容将增大．故D 正确．2．(多选)如图1所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号．则当振动膜片向右振动时( )图1A ．电容器电容增大B ．电容器带电荷量减小C ．电容器两极板间的场强增大D ．电阻R 上电流方向自左向右 答案 AC解析 振动膜片向右振动时，电容器两极板的距离变小，电容增大，由C ＝Q U知，U 不变的情况下，电容器所带电荷量Q 增大，电容器充电，R 中形成自右向左的电流． 由E ＝U d知，U 不变，d 减小，则场强E 增大，故A 、C 正确，B 、D 错误．3．(多选)如图2所示，两块较大的金属板A 、B 平行放置并与一电源相连，S 闭合后，两板间有一质量为m 、电荷量为q 的油滴恰好处于静止状态．以下说法中正确的是( )图2A ．若将A 板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G 中有b →a 的电流B ．若将A 板向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G 中有b →a 的电流C ．若将S 断开，则油滴立即做自由落体运动，G 中无电流D ．若将S 断开，再将A 板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G 中有b →a 的电流 答案 AB解析 根据电路图可知，A 板带负电，B 板带正电，原来油滴恰好处于静止状态，说明油滴受到的竖直向上的电场力刚好与竖直向下的重力平衡；当S 闭合，若将A 板向上平移一小段位移，则板间间距d 变大，而两板间电压U 此时不变，故板间场强E ＝U d变小，油滴所受合力方向向下，所以油滴向下加速运动，而根据C ＝εr S4πkd 可知，电容C 减小，故两板所带电荷量Q 也减小，因此电容器放电，所以G 中有b →a 的电流，选项A 正确；在S 闭合的情况下，若将A 板向左平移一小段位移，两板间电压U 和板间间距d 都不变，所以板间场强E不变，油滴受力平衡，仍然静止，但是两板的正对面积S 减小了，根据C ＝εr S4πkd 可知，电容C 减小，两板所带电荷量Q 也减小，电容器放电，所以G 中有b →a 的电流，选项B 正确；若将S 断开，两板所带电荷量保持不变，板间场强E 也不变，油滴仍然静止，选项C 错误；若将S 断开，再将A 板向下平移一小段位移，两板所带电荷量Q 仍保持不变，两板间间距d变小，根据C ＝εr S 4πkd ，U ＝Q C 和E ＝U d 可得E ＝4πkQεr S，显然，两板间场强E 不变，所以油滴仍然静止，G 中无电流，选项D 错误．二、带电粒子(或带电体)在电场中的直线运动 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 ＝F 合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 k14．处理带电粒子在电场中运动的常用技巧(1)微观粒子(如电子、质子、α粒子等)在电场中的运动，通常不必考虑其重力及运动中重力势能的变化．(2)普通的带电体(如油滴、尘埃、小球等)在电场中的运动，除题中说明外，必须考虑其重力及运动中重力势能的变化． [复习过关]4．一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d ，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)．小孔正上方d2处的P 点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回．若将下极板向上平移d3，则从P 点开始下落的相同粒子将( )A ．打到下极板上B ．在下极板处返回C ．在距上极板d2处返回D ．在距上极板25d 处返回答案 D解析 粒子两次落到小孔的速度相同，设为v ，下极板向上平移后由E ＝Ud知场强变大，故粒子第二次在电场中减速运动的加速度变大，由v 2＝2ax 得第二次减速到零的位移变小，即粒子在下极板之上某位置返回，设粒子在距上极板h 处返回，对粒子两次运动过程应用动能定理得mg (d 2＋d )－qU ＝0，mg (d 2＋h )－q U 23d ·h ＝0.两方程联立得h ＝25d ，选项D 正确．5.如图3所示，两块长均为L 的平行金属板M 、N 与水平面成α角放置在同一竖直平面内，充电后板间有匀强电场．一个质量为m 、带电荷量为q 的液滴沿垂直于电场线方向以初速度v 0射人电场，并沿虚线通过电场．则此电场的电场强度为多大？液滴离开电场时的速度为多大？图3答案mg cos αqv 20－2gL sin α解析 带电液滴做直线运动，沿电场方向电场力和重力的分力相等．即：Eq ＝mg cos α E ＝mg cos αq匀减速运动加速度为a ＝g sin α 由v 2－v 20＝－2aL 解得v ＝v 20－2gL sin α 三、带电粒子在电场中的偏转 1．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：匀变速曲线运动．(3)处理方法：分解成相互垂直的两个方向上的直线运动，类似于平抛运动． (4)运动规律：①沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间⎩⎪⎨⎪⎧a.能飞出电容器：t ＝lv 0.b.不能飞出电容器：y ＝12at 2＝qU 2mdt 2，t ＝ 2mdyqU②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．带电粒子在匀强电场中偏转时的两个结论(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．(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．带电粒子在匀强电场中偏转的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 ＝Ud y ，指初、末位置间的电势差． [复习过关]6．(多选)一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上画面的高度缩小，则产生故障的原因可能是( ) A ．加速电压突然变大 B ．加速电压突然变小 C ．偏转电压突然变大 D ．偏转电压突然变小 答案 AD解析 若加速电压为U 1，偏转电压为U 2，则在加速电场中qU 1＝12mv 20，在偏转电场中a ＝U 2qdm ，L ＝v 0t ，y ＝12at 2，所以y ＝U 2L24U 1d ，画面高度缩小，说明粒子的最大偏转位移减小，由上式分析可得，可能是加速电压U 1增大，也可能是偏转电压U 2减小，选项A 、D 正确．7．(多选)如图4所示，两平行金属板水平放置，板长为L ，板间距离为d ，板间电压为U ，一不计重力、电荷量为q 的带电粒子以初速度v 0沿两板的中线射入，经过t 时间后恰好沿下板的边缘飞出，则( )图4A ．在前t 2时间内，电场力对粒子做的功为14UqB ．在后t 2时间内，电场力对粒子做的功为38UqC ．在粒子下落的前d 4和后d 4过程中，电场力做功之比为1∶1D ．在粒子下落的前d4和后d4过程中，电场力做功之比为1∶2 答案 BC解析 粒子在两平行金属板间做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，在前后两个t 2的时间内沿电场线方向的位移之比为1∶3，则在前t2时间内，电场力对粒子做的功为18Uq ，在后t 2时间内，电场力对粒子做的功为38Uq ，选项A 错，B对；由W ＝Eq ·x 知在粒子下落的前d 4和后d4过程中，电场力做功之比为1∶1，选项C 对，D错．8.如图5所示，真空中水平放置的两个相同极板Y 和Y ′长为L ，相距为d ，足够大的竖直屏与两板右侧相距b .在两板间加上可调偏转电压U ，一束质量为m 、电荷量为＋q 的带电粒子(不计重力)从两板左侧中点A 以初速度v 0沿水平方向射入电场且能穿出．求：图5(1)两板间所加偏转电压U 的范围； (2)粒子可能到达屏上区域的长度．答案 (1)－md 2v 20qL 2～md 2v 20qL 2 (2)d (L ＋2b )L解析 (1)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 ，偏转角为θ，则有：y ＝12at 2① L ＝v 0t ② a ＝Eq m ③E ＝U d④ 由①②③④式解得y ＝qUL 22dmv 20当y ＝d2时，U ＝md 2v 20qL2则两板间所加电压的范围为－md 2v 20qL 2～md 2v 20qL2.(2)当y ＝d 2时，粒子在屏上侧向偏移的距离最大(设为y 0)，则y 0＝(L2＋b )tan θ而tan θ＝d L ，解得y 0＝d (L ＋2b )2L则粒子可能到达屏上区域的长度为d (L ＋2b )L. 四、带电体在复合场中的运动 1．特点：重力场和电场共存． 2．分析方法 (1)动力学的观点 ①对物体进行受力分析． ②明确其运动状态．③根据其所受的合力和所处的状态，合理地选择牛顿第二定律、运动学公式、平抛运动知识、圆周运动知识等相应的规律解题． (2)能量的观点①运用能量守恒定律，注意题目中有哪些形式的能量出现．②运用动能定理，注意过程分析要全面，准确求出过程中的所有力做的功，判断选用分过程还是全过程使用动能定理． [复习过关]9．(多选)如图6所示，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则( )图6A ．当小球运动到最高点a 时，线的张力一定最小B ．当小球运动到最低点b 时，小球的速度一定最大C ．当小球运动到最高点a 时，小球的电势能最小D ．小球在运动过程中机械能不守恒 答案 CD解析 若qE ＝mg ，小球做匀速圆周运动，球在各处对细线的拉力一样大．若qE ＜mg ，球在a 处速度最小，对细线的拉力最小．若qE ＞mg ，球在a 处速度最大，对细线的拉力最大．故A 、B 错．a 点电势最高，负电荷在电势最高处电势能最小，故C 正确．小球在运动过程中除重力做功外，还有静电力做功，机械能不守恒，D 正确．10.如图7所示，在竖直平面内，AB 为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD 为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB 与CD 通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O ，半径R ＝0.50m ，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E ＝1.0×104N/C ，现有质量m ＝0.20 kg 、电荷量q ＝8.0×10－4C 的带电体(可视为质点)，从A 点由静止开始运动，已知x AB ＝1.0 m ，带电体与轨道AB 、CD 间的动摩擦因数均为0.5.假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．求：(取g ＝10 m/s 2)图7(1)带电体运动到圆弧形轨道C 点时的速度； (2)带电体最终停在何处．答案 (1)10m/s ，方向竖直向上 (2)C 点上方到C 点的竖直距离为53m 处解析 (1)设带电体到达C 点时的速度为v ，从A 到C 由动能定理得：qE (x AB ＋R )－μmgx AB －mgR ＝12mv 2解得v ＝10m/s ，方向竖直向上．(2)设带电体沿竖直轨道CD 上升的最大高度为h ，从C 到D 由动能定理得：－mgh －μqEh ＝0－12mv 2解得h ＝53m在最高点，带电体受到的最大静摩擦力F fmax ＝μqE ＝4N ， 重力G ＝mg ＝2N 因为G <F fmax所以带电体最终静止在C 点上方到C 点的竖直距离为53m 处．11.如图8所示，质量为m 、带电荷量为－q 的小球在光滑导轨上运动，导轨左边为斜轨，右边为半圆形滑环，其半径为R .小球在A 点时的初速度为v 0，方向和斜轨平行，整个装置放在方向竖直向下、场强为E 的匀强电场中，斜轨的高度为h ，试问：图8(1)如果小球能到达最低点B 点，那么小球在B 点对半圆环的压力多大？(2)在什么条件下小球可以沿半圆环做匀速圆周运动到达最高点，这时小球的速度多大？ 答案 见解析解析 (1)当满足mg ＝Eq 时，小球到达B 点的速度为v 0，设小球在B 点受半圆环的支持力F N1，则得F N1＝mv 20R①小球对半圆环压力F N1′＝F N1，方向竖直向下． 当mg ＞Eq 时，根据动能定理有mgh －qEh ＝12mv 2B －12mv 20②设此时小球在B 点受半圆环的支持力为F N2，F N2＋Eq －mg ＝mv 2BR③由②③得F N2＝2mgh －2qEh ＋mv 2R＋mg －qE小球对半圆环的压力F N2′＝F N2，方向竖直向下．(2)当mg ＝Eq 时，小球可以匀速沿半圆环到达最高点，此过程小球到达B 点速度仍为v 0，小球只在半圆环的支持力作用下做匀速圆周运动，速率为v 0.。
推荐学习K12高中物理上学期期末复习三 电容器及带电粒子在电场中的运动学案 新人教版选修3-1
电容器及带电粒子在电场中的运动一、电容器及其动态变化问题运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路 (1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变． (2)用决定式C ＝εr S4πkd分析平行板电容器电容的变化．(3)用定义式C ＝Q U分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化． (4)用E ＝U d分析电容器两极板间电场强度的变化．【例1】如图所示，电路中A 、B 为两块竖直放置的金属板，C 是一只静电计，开关S 合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是( )A ．使A 、B 两板靠近一些 B ．使A 、B 两板正对面积减小一些C ．断开S 后，使B 板向右平移一些D ．断开S 后，使A 、B 正对面积减小一些 针对训练1．如图所示，平行板电容器两极板A 、B 与电池两极相连，一带正电小球悬挂在电容器内部．闭合开关S ，充电完毕后悬线偏离竖直方向夹角为θ，则( )A ．保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ增大 B ．保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ不变C ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ增大D ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ不变 二、带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中偏转的两个重要结论：（1）粒子射出电场时速度方向的反向延长线过水平位移的中点，即粒子就像是从极板间l2处射出的一样．证明：作粒子速度的反向延长线，设交于O 点，利用上述①、②两式结合几何关系可得出x＝ytan θ＝qUl 22mdv 20qUl mdv 20＝l 2③ (2)无论粒子的m 、q 如何，只要经过同一电场加速，再垂直进入同一偏转电场，它们飞出的偏移量和偏转角θ都是相同的，所以同性粒子运动轨迹完全重合． 证明：若加速电场的电压为U 0，有qU 0＝12mv 20④由①和④得偏移量y ＝Ul 24U 0d ，由②和④得偏转角正切tan θ＝Ul2U 0d.y 和tan θ与m 和q 均无关．【例2】如图所示，是一个说明示波管工作原理的示意图，电子经电压U 1加速后垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h ，两平行板间的距离为d ，电势差为U 2，板长为L .为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量hU 2)，可采用的方法是()A ．增大两板间的电势差U 2B ．尽可能使板长L 短些C ．尽可能使板间距离d 小一些D ．使加速电压U 1升高一些 针对训练2. 一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上画面的高度缩小，则产生故障的原因可能是( )A ．加速电压突然变大B ．加速电压突然变小C．偏转电压突然变大 D．偏转电压突然变小三、带电体在电场中的运动带电体在电场中运动问题的分析方法1．动力学观点(1)带电粒子初速度方向与电场线共线，则粒子做匀变速直线运动；(2)带电粒子的初速度方向垂直电场线，则粒子做匀变速曲线运动(类平抛运动)．当带电粒子在电场中做匀变速曲线运动时，一般要采用类平抛运动规律解决问题．2．功能观点：首先对带电体受力分析，再分析运动形式，然后根据具体情况选用相应公式计算．(1)若选用动能定理，则要分清有多少个力做功，是恒力做功还是变力做功，同时要明确初、末状态及运动过程中的动能的增量．(2)若选用能量守恒定律，则要分清带电体在运动中共有多少种能量参与转化，哪些能量是增加的，哪些能量是减少的．【例3】在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线一端连着一个质量为m、电荷量为＋q的带电小球，另一端固定于O点．将小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速度释放，则小球沿圆弧做往复运动．已知小球摆到最低点的另一侧，此时线与竖直方向的最大夹角为θ(如图)．求：(1)匀强电场的场强；(2)小球经过最低点时细线对小球的拉力．针对训练3.如图所示，质量为m的带电滑块沿绝缘斜面匀加速下滑，当滑至竖直向下的匀强电场区域时(滑块受到的电场力小于重力)，滑块的运动状态可能( )A．仍为匀加速下滑，加速度比原来的小B．仍为匀加速下滑，加速度比原来的大C．变成匀减速下滑，加速度和原来一样大D．仍为匀加速下滑，加速度和原来一样大课时训练1．如图所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在减小电容器两极板间距离的过程中( )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2．(2011·天津)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U 1，板间场强为E 1.现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为12d ，其他条件不变，这时两极板间电势差为U 2，板间场强为E 2，下列说法正确的是 ( ) A ．U 2＝U 1，E 2＝E 1 B ．U 2＝2U 1，E 2＝4E 1 C ．U 2＝U 1，E 2＝2E 1 D ．U 2＝2U 1，E 2＝2E 13．带有等量异种电荷的平行金属板M 、N 水平放置，两个电荷P 和Q 以相同的速率分别从极板M 边缘和两板中间沿水平方向进入板问电场，恰好从极板N 边缘射出电场，如图所示．若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，下列说法正确的是（ ）A ．两电荷的电荷量可能相等B ．两电荷在电场中运动的时间相等C ．两电荷在电场中运动的加速度相等D ．两电荷离开电场时的动能相等 4．如图所示，两平行金属板水平放置，板长为L ，板间距离为d ，板间电压为U ，一不计重力、电荷量为q 的带电粒子以初速度v 0沿两板的中线射入，经过t 时间后恰好沿下板的边缘飞出，则( )A ．在前t 2时间内，电场力对粒子做的功为14UqB ．在后t 2时间内，电场力对粒子做的功为38UqC ．在粒子下落的前d 4和后d 4过程中，电场力做功之比为1∶1D ．在粒子下落的前d4和后d4过程中，电场力做功之比为1∶2 5．如图所示，在等势面沿竖直方向的匀强电场中，一带负电的微粒以一定初速度射入电场，并沿直线AB 运动，由此可知( )A ．电场中A 点的电势低于B 点的电势B ．微粒在A 点时的动能大于在B 点时的动能，在A 点时的电势能小于在B 点时的电 势能C ．微粒在A 点时的动能小于在B 点时的动能，在A 点时的电势能大于在B 点时的电 势能D ．微粒在A 点时的动能与电势能之和等于在B 点时的动能与电势能之和6．如图所示，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则( )A ．当小球运动到最高点a 时，线的张力一定最小B ．当小球运动到最低点b 时，小球的速度一定最大C ．当小球运动到最高点a 时，小球的电势能最小D ．小球在运动过程中机械能不守恒7．如图所示，质量为m 的小球A 放在绝缘斜面上，斜面的倾角为α.小球A 带正电，电荷量为q .在斜面上B 点处固定一个电荷量为Q 的正电荷，将小球A 由距B 点竖直高度为H 处无初速度释放．小球A 下滑过程中电荷量不变．不计A 与斜面间的摩擦，整个装置处在真空中．已知静电力常量k 和重力加速度g .(1)A 球刚释放时的加速度是多大？(2)当A 球的动能最大时，求此时A 球与B 点的距离．8. 如图所示，质量为m、带电荷量为－q的小球在光滑导轨上运动，导轨左边为斜轨，右边为半圆形滑环，其半径为R.小球在A点时的初速度为v0，方向和斜轨平行，整个装置放在方向竖直向下、场强为E的匀强电场中，斜轨的高度为h，试问：(1)如果小球能到达B点，那么小球在B点对半圆环的压力多大？(2)在什么条件下小球可以沿半圆环做匀速圆周运动到达最高点，这时小球的速度多大？答案精析【例1】 【答案】CD【解析】静电计显示的是A 、B 两极板间的电压，指针张角越大，表示两板间的电压越高．当合上S 后，A 、B 两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压不变，静电计指针张角不变；当断开S 后，板间距离增大，正对面积减小，都将使A 、B 两板间的电容变小，而电容器所带的电荷量不变，由C ＝QU可知，板间电压U 增大，从而静电计指针张角增大．所以本题的正确答案是C 、D. 针对训练 1．【答案】AD【解析】保持开关S 闭合，电容器两端间的电势差不变，带正电的A 板向B 板靠近，极板间距离减小，电场强度E 增大，小球所受的电场力变大，θ增大；故A 正确，B 错误；断开开关S ，电容器所带的电量不变，C ＝εr S 4πkd ，E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQ εr S .知d 变化，E 不变，电场力不变，θ不变．故C 错误，D 正确． 【例2】 【答案】C【解析】电子经电压U 1加速有：eU 1＝12mv 20，①电子经过偏转电场的过程有：L ＝v 0t ，② h ＝12at 2＝eU 22md t 2＝U 2L 24dU 1，③ 由①②③可得h U 2＝L 24dU 1.因此要提高灵敏度，若只改变其中的一个量，可采取的办法为增大L 、减小d ，或减小U 1，所以本题的正确选项为C. 针对训练 2.【答案】AD【解析】若加速电压为U 1，偏转电压为U 2，则在加速电场 中qU 1＝12mv 20，在偏转电场中a ＝U 2q dm ，L ＝v 0t ，y ＝12at 2，所以y ＝U 2L 24U 1d，画面高度缩小，说明粒子的最大偏转位移减小，由上式分析可得，可能是加速电压U 1增大，也可能是偏转电压U 2减小，选项A 、D 正确．【例3】 【答案】（1）mg cos θq＋sin θ（2）mg [3－2cos θ1＋sin θ]【解析】(1)设细线长为l ，匀强电场的场强为E ，因带电小球的电荷量为正，故匀强电场的场强的方向为水平向右．从释放点到左侧最高点，由动能定理有W G ＋W E ＝ΔE k ＝0，故mgl cos θ＝qEl (1＋sin θ) 解得E ＝mg cos θq＋sin θ(2)设小球运动到最低点的速度为v ，此时细线的拉力为F T ，由动能定理可得mgl －qEl ＝12mv 2，由牛顿第二定律得F T －mg ＝m v 2l ，联立解得F T ＝mg [3－2cos θ1＋sin θ]．针对训练 3.【答案】AB【解析】设斜面倾角为θ，滑块在开始下滑的过程中，mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，解得a ＝g sin θ－μg cos θ>0，故sin θ>μcos θ.滑块可能带正电也可能带负电，当滑块带正电时，(mg ＋Eq )s in θ－μ(mg ＋Eq )cos θ＝ma 1，a 1＝g (sin θ－μcos θ)＋qEm(sin θ－μcos θ)，可推出加速度变大；当滑块带负电时，(mg －Eq )sin θ－μ(mg －Eq )cos θ＝ma 2，a 2＝g (sin θ－μcos θ)－qE m(sin θ－μcos θ)，可推出加速度变小，选项A 、B 正确． 课时训练 1．【答案】D【解析】在减小电容器两极板间距离的过程中，电容器始终与电源相连，则两极板间电压U 不变，由C ＝εr S4πkd 知d 减小，电容C 增大，由Q ＝UC 知电容器所带电荷量Q 增加，电容器充电，电路中有充电电流，电流从电容器负极板通过电阻流向正极板，所以电阻R 中的电流方向是从b 流向a ，故D 正确． 则E 变为原来的一半，D 对． 2．【答案】C【解析】由C ＝Q U 和C ＝εr S 4k πd 及E ＝U d 得，E ＝4k πQεr S ，由电荷量由Q 增为2Q ，板间距由d 减为d2，得E 2＝2E 1；又由U ＝Ed 可得U 1＝U 2，故A 、B 、D 错，C 对． 3．【答案】AB【解析】两个电荷在电场中做类平抛运动，将它们的运动分解为沿水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动．设板长为L ，粒子的初速度为v 0，则粒子运动为t =Lv ，L 、v 0相同，则时间相同．故B 正确．竖直方向的位移为212y at =，a=qE m ，则y=22qE t m，E ，t 相同，y 不同，因m 的大小关系不清楚，q 有可能相等．故A 正确．竖直位移为212y at =，由于t 相同，y 不同，a 不等，故C 错误．根据动能定理，2012K E mv qEy -=则E K =2012mv +qEy ，E K 大小无法判断．故D 错误．4．【答案】BC【解析】粒子在两平行金属板间做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，在前后两个t2的时间内沿电场线方向的位移之比为1∶3，则在前t 2时间内，电场力对粒子做的功为18Uq ，在后t 2时间内，电场力对粒子做的功为38Uq ，选项A 错，B 对；由W ＝Eq ·s 知在粒子下落的前d 4和后d4过程中，电场力做功之比为1∶1，选项C 对，D 错． 5．【答案】B【解析】一带负电的微粒以一定初速度射入电场，并沿直线AB 运动，对其受力分析知其受到的电场力F 只能垂直等势面水平向左，电场强度则水平向右，如图所示．所以电场中A 点的电势高于B 点的电势，A 错；微粒从A 向B 运动，合外力做负功，动能减小，电场力做负功，电势能增加，B 对，C 错；微粒的动能、重力势能、电势能三种能量的总和保持不变，所以D 错． 6．【答案】CD【解析】若qE ＝mg ，小球做匀速圆周运动，球在各处对细线的拉力一样大．若qE ＜mg ，球在a 处速度最小，对细线的拉力最小．若qE ＞mg ，球在a 处速度最大，对细线的拉力最大．故A 、B 错．a 点电势最高，负电荷在电势最高处电势能最低，故C 正确．小球在运动过程中除重力外，还有静电力做功，机械能不守恒，D 正确7．【答案】(1)g sin α－kQq sin 2 αmH 2(2)kQq mg sin α【解析】(1)根据牛顿第二定律mg sin α－F ＝ma 根据库仑定律：F ＝k Qq r 2，r ＝Hsin α联立以上各式解得a ＝g sin α－kQq sin 2 αmH 2.(2)当A 球受到合力为零、加速度为零时，速度最大，动能最大．设此时A 球与B 点间的距离为R ，则mg sin α＝kQqR 2，解得R ＝ kQq mg sin α.8.【答案】(1)F N2＝2mgh －2qEh ＋mv 2R＋mg －qE ，方向竖直向下 (2)mg ＝Eqv 0【解析】(1)当满足mg ＝Eq 时，小球到达B 点的速度为v 0，设小球在B 点受半圆环的支持力F N1，则得F N1＝mv 2R①小球对半圆环压力F N′1＝F N1，方向竖直向下． 当mg ＞Eq 时，根据动能定理有mgh －qEh ＝12mv 2B －12mv 20②设此时小球在B 点受半圆环的支持力为F N2，F N2＋Eq －mg ＝mv 2BR③由②③得F N2＝2mgh －2qEh ＋mv 2R＋mg －qE小球对半圆环的压力F N′2＝F N2，方向竖直向下．(2)当mg ＝Eq 时，小球可以匀速沿半圆环到达最高点，此过程小球到达B 点速度仍为v 0，小球只在半圆环的压力作用下做匀速圆周运动，速率为v 0.。
高中物理 电磁感应 04 电磁感应定律的应用学案(无答案)新人教版选修3-2(2021年整理)
北京市高中物理电磁感应04 电磁感应定律的应用学案（无答案）新人教版选修3-2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（北京市高中物理电磁感应04 电磁感应定律的应用学案（无答案）新人教版选修3-2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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电磁感应定律的应用授课内容:例题1、下列各种实验现象，解释正确的是（ )例题2、水平桌面上放一闭合铝环，在铝环轴线上方有一条形磁铁，当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速靠近铝环时，下列判断正确的是( )A ．铝环有收缩的趋势，对桌面的压力增大，B ．铝环有扩张的趋势，对桌面的压力增大，C ．铝环有收缩的趋势,对桌面的压力减小，D ．铝环有扩张的趋势，对桌面的压力减小A ．向下拉动磁铁，使它上下振动，由于线B ．相同的小磁铁，从木制的甲筒下落比从C ．轻轻拔动铜盘，使它转动起来,由于磁铁作D ．金属圆环受到和磁铁运动图二 图三例题3、带正电的小球在水平桌面上的圆轨道内运动，从上方俯视,沿逆时针方向如图。
空间内存在竖直向下的匀强磁场,不计一切摩擦,当磁场均匀增强时,小球的动能将（ )A ．逐渐增大B ．逐渐减小C ．不变D ．无法判定例题4、物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计"的仪器测定通过电路的电量．如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度．已知线圈的匝数为n ，面积为S ，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R ．若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直,现把探测圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电量为q ，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为( ）A ．S qRB ．nS qRC ．nS qR 2D ．S qR2图四 图五例题5、插有铁芯的线圈(电阻不能忽略）直立在水平桌面上，铁芯上套一铝环，线圈与电源、开关相连。
高中物理 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动复习 精品导学案 新人教版选修3-1
电容器与电容带电粒子在电场中的运动【学习目标】1、了解电容器及电容的概念，常握平行板是容器的电容问题分析方法，认识常用电容的结构。
2、掌握带电粒子在电场中加速和偏转问题的处理方法，了解示波器的原理及应用。
【自主学习】一、电容器与电容1、电容器、电容（1）电容器：两个彼此又互相的导体都可构成电容器。
（2）电容：①物理意义：表示电容器电荷本领的物理量。
②定义：电容器所带（一个极板所带电荷量的绝对值）与两极板间的比值叫电容器的电容。
③定义式：Q Q CU U ==2、电容器的充放电过程（1）充电过程特点（如图1.3—1）①充电电流：电流方向为方向，电流由大到小；②电容器所带电荷量；③电容器两板间电压；④电容中电场强度；当电容器充电结束后，电容器所在电路中电流，电容器两极板间电压与充电电压；⑤充电后，电容器从电源中获取的能量称为（2）放电过程特点（如图1.3—2）：①放电电流，电流方向是从正极板流出，电流由大变小；开始时电流最大②电容器电荷量；③电容器两极板间电压；④电容器中电场强度；⑤电容器的转化成其他形式的能注意：放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和的过程，当放电结束时，电路中无电流。
3、平等板电容器（1）平行板电容器的电容计算式 （即电容与两板的正对面积成正比，与两板间距离成为反比，与介质的介电常数成正比）（2）带电平行板电容器两板间的电场可以认为是匀强电场，且E=4、测量电容器两极板间电势差的仪器—静电计电容器充电后，两板间有电势差U ，但U 的大小 用电压表去测量（因为两板上的正、负电荷会立即中和掉），但可以用静电计测量两板间的电势差，如图1.3—3所示静电计是在验电器的基础上改造而成的，静电计由 的两部分构成，静电计与电容器的两部分分别接在一起，则电容器上的电势差就等于静电计上所指示的 ，U 的大小就从静电计上的刻度读出。
注意：静电计本身也是一个电容器，但静电计容纳电荷的本领很弱，即电容C 很小，当带电的电容器与静电计连接时，可认为电容器上的电荷量保持不变。
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电场中的导体及电容器的应用
授课内容：
例题1、电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。
下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是 （ ）
A B C D 例题2、图中接地金属球A 的半径为R ，球外点电荷的电量为Q ，到球心的距离为r 。
该点电荷的电场在球心的场强等于( )
A ．22R Q k r Q
k - B ．22R Q k r Q
k +
C ．0
D ．2r Q
k
例题3、如图所示，枕形导体A 、B 原来不带电,把一个带正电的带电体移到A 端附近，由于静电感应，在A 、B 两端分别出现感应电荷，当达到静电平衡时 （ ）
A ．枕形导体A 端电势比
B 端低
B ．枕形导体A 端电势比B 端高
C ．用手摸一下枕形导体，A 端电势比B 端低
D ．无论是否用手摸枕形导体，A 端电势与B 端电势都相等
例题4、利用静电计研究平行板电容器的电容与哪些因素有关实 验装置如图所示，则下面叙述中符合实验中观察到的结果的是（ ）
A ．N 板向下平移，静电计指针偏角变大
B ．N 板向左平移，静电计指针偏角变大
C ．保持N 板不动，在M 、N 之间插入一块绝缘介质板，静电计指针偏 角变大
D ．保持N 板不动，在M 、N 之间插入一块金属板，静电计指针偏角变 大
例5图例4图
例题5、如图所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路．在增大电容器两极板间距离的过程中（）
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a流向b的电流
例题6、如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N，今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力忽略不计，到达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．将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．将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．将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．将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
例6图例7图
例题7、平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的电场强度，U表示电容器两极间的电压；W表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（）
A．U变小，E不变
B．E变大，W变大
C．U变小，W不变
D．U不变，W不变
例题8
力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化．将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么（）A．当F向上压膜片电极时，电容将减小
B．当F向上压膜片电极时，电容将增大
C．若电流计有示数，则压力F有变化
D．若电流计有示数，则压力F不发生变化
例题9、如图是一种通过测量电容器电容的变化，来检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示电容的大小，下列关于该仪器的说法中正确的有（）A．该仪器中电容的两个电极分别是芯柱和导电液体
B．芯柱外套的绝缘管越厚，该电容器的电容越大
C．如果指示器显示出电容增大了，则说明容器中液面升高了
D．如果指示器显示出电容减小了，则说明容器中液面升高了。