【优化方案】高考物理一轮复习 (基础再现对点自测 要点透析直击高考 技法提炼思维升华) 电容器与电容 带

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图 6-3-1
平行于场强方向做初速度为零的_匀__加__速__直__线__运动: vy=at,y=12at2,a=qmE=qmUd. 侧移距离:y=2qmUvl202d,
偏转角 θ 的正切:tanθ=mqdUvl20,如图 6-3-1 所示.
四、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 6-3-2 所示.
油滴的电势能应增加,C 错;电容器的电容 C=4επrSkd,由于 d 增大,电容 C 应减小,极板带电荷量 Q=CU 将减小,D 错. 【答案】 B
【规律总结】 解决此类问题时要明确属于下面哪种情况: (1)平行板保持与电源的连接,电压不变; (2)充电后切断电源的连接,电量不变.
跟踪训练 1 一带电小球悬挂在平行板电容器内部,闭合开关 S, 电容器充电后,悬线与竖直方向夹角为 θ,如图 6-3-11 所 示.下列方法中能使夹角 θ 减小的是( )
A.UU21<2Ld C.UU21<2Ld22
图 6-3-1Байду номын сангаас B.UU21<dL D.UU21<Ld22
【思路点拨】 粒子能从 AB 间飞出满足的条件是 y<d2. 【解析】 粒子在电场 U1 中加速获得的速度为 v,由动能定 理知:qU1=12mv2①
在 U2 电场中偏转:t=Lv② y=12at2=2qmUd2Lv22③
3-1.解析:选 D.E=Ud ,UOA=Eh=Udh,由动能定理得:Ek0 =eUOA=eUdh,D 正确. 3-2.解析:选 B.动能相同,则 mv20相同,由 y=2qmUvl202d得:yy12= qq12=12,故 B 正确. 4.解析:选 AC.由 P 点位置可知,电子在水平方向向里偏,
在竖直方向向上偏,故 X、Y 应带正电,A、C 正确,B、D
错误.
要点透析直击高考
一、电容器的动态问题分析方法 1.先确定是 Q 还是 U 不变:电容器保持与电源连接,U 不变; 电容器充电后断开电源,Q 不变. 2.据平行板电容器 C=4επrSkd来确定电容的变化. 3.由 C=QU的关系判定 Q、U 的变化.
图 6-3-9
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
解析:选 A.电子获得的动能为12mv2=qU1,电子的偏移量为 y
=12at2=12×qmUd2×Lv22=4UU2L1d2,可见当 U1 加倍时,要使 y 不变, 需使 U2 加倍,显然 A 正确.
使胶片或纸张收卷不齐,套印不准;静电还影响纺织工业.
3.静电危害的防止 (1)要尽快导走多余电荷,避免静电积累. (2)调节空气湿度. (3)保持良好的通风、清除静电火花的引爆条件. 二、电容器、电容
1.电容器 (1)组成:由两个彼此绝__缘__又相互靠__近__的导体组成. (2)带电量:一个极板所带电量的_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__.
变,B 错;保持开关闭合,使两极板远离一些,由 E=Ud 可知, 场强减小,夹角 θ 减小,C 对;断开开关,使两极板靠近一 些,板间场强不变,夹角 θ 不变,D 错.
考点 2 带电粒子在电场中的偏转 例2 (2013·成都外国语学校高三月考)如图 6-3-12 所示,一
个带电 粒子从粒子源 飘入 (初速度很小,可 忽略不计 )电压为 U1 的加速电场,经加速后从小孔 S 沿平行金属板 A、B 的中 心线射入.A、B 板长为 L,相距为 d,电压为 U2.则带电粒子 能从 A、B 板间飞出应该满足的条件是( )
tanθ=mqvlU02d=2UU0ld.
结论:不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一 偏转电场,它们在电场中的偏转角度和偏转距离总是相同的.
2.作粒子速度的反向延长线,与初速度方向交于 O 点,O 点 与电场边缘的距离为 x,如图 6-3-8 所示,则
qUl2 x=taynθ=2dqmUlv02=2l .
第三节 电容器与电容 带电粒 子在电场中的运动
本节目录








































基础再现对点自测
知识清单 一、静电现象 1.静电的应用 常见的应用静电的现象有:静电喷__涂__、静电屏__蔽__、静电除__尘__、 静电复印、静电打印等. 2.静电的危害 (1)常见的静电危害:雷雨云的雷鸣闪电;静电火花极易点燃 易燃易爆品;静电放电可引起电子设备的故障、击穿集成电 路和精密的电子元件. (2)工业中的静电危害:吸附灰尘、使电子工业降低成品率;
mv20d
图 6-3-8 结论:粒子从偏转电场中射出时,就像是从极板间的 x=2l 处 的 O 点沿直线射出.
即时应用 2 如图 6-3-9 所示,静止的电子在加速电压为 U1 的电场作用下从 O 经 P 板的小孔射出,又垂直进入平行金属 板间的电场,在偏转电压为 U2 的电场作用下偏转一段距离.现 使 U1 加倍,要想使电子的运动轨迹不发生变化,应该( )
A.极板 X 应带正电 B.极板 X′应带正电 C.极板 Y 应带正电 D.极板 Y′应带正电
图 6-3-7
热身体验答案与解析 1.解析:选 A.题给四个图中,B、C、D 均为静电现象的应 用,只有 A 是防范静电的. 2-1.解析:选 BC.电容大小与电压、电量无关,故 A 错 B 对; 由 Q=CU 知,Q∝U,故 C 对 D 错. 2-2.解析:选 B.根据平行板电容器电容公式 C=4επrSkd,在两 极板间插入电介质后,电容 C 增大,因电容器所带电荷量 Q 不变,由 C=QU可知,U=QC减小,B 正确.
热身体验 1.仔细观察下列与静电有关的各图,属于防范静电的是( )
图 6-3-3
2-1.对于给定的电容器,描述其电容 C、电荷量 Q、电压 U 之间的相应关系的图像正确的是( )
图 6-3-4
2-2.(2012·高考江苏卷)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 3-1.两平行金属板相距为 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 6-3-5 所示,OA=h,此电子具有的初 动能是( )
(2)决定式:C=4επrSkd,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.
三、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:_q_U_=__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 带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后,做类平抛 运动,轨迹为抛物线. 垂直于场强方向做_匀__速__直__线__运动: vx=v0,x=v0t.
图 6-3-2
2.工作原理 示波器是可以用来观察电信号随时间变化情况的一种电子仪 器.如果在偏转电极 XX′上加横向扫描电压,同时加在偏转 电极 YY′上所要研究的信号电压,电子束随信号电压的变化 在纵向做竖直方向的扫描,其周期与偏转电极 XX′的扫描电 压的周期相同,在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的 图线.
解析:选 C.U1=QC,E1=Ud1.当板间距变为12d 时,由 C=4επrSkd
可知电容变为 2C,而带电荷量也变为 2Q,故 U2=22QC=U1,
E2=U1 2=2Ud1=2E1,故 C 选项正确. 2d
二、带电粒子在电场中偏转的几个重要推论 1.若不同的带电粒子是从静止经过同一加速电压 U0 加速后 进入偏转电场的,则由动能定理有:qU0=12mv20 由此得:y=12at2=2qml2vU20d=4UUl02d
图 6-3-11 A.保持开关闭合,使两极板靠近一些 B.保持开关闭合,使滑动变阻器滑片向右移动 C.保持开关闭合,使两极板远离一些 D.断开开关,使两极板靠近一些
解析:选 C.保持开关闭合,两极间电压不变,使两极板靠近 一些,板间场强变大,夹角 θ 增大,A 错;保持开关闭合, 使滑动变阻器滑片向右移动,不会影响板间电压,夹角 θ 不
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.
2(1.)定电义容式:_C_=__QU___ (2)单位:法拉(F),1 F=106μF=1012pF 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__离__成反比.
【思路点拨】 根据公式 C=4επrSkd判断电容的变化,根据 C
=Q判断电荷量的变化,根据 U
U=Ed
判断电场强度和电势的
变化.
【解析】 上极板向上移动一小段距离后,板间电压不变, 仍为 E,故电场强度将减小,油滴所受电场力减小,故油滴将 向下运动,A 错;P 点的电势大于 0,且 P 点与下极板间的电 势差减小,所以 P 点的电势降低,B 对;两极板间电场方向 竖直向下,所以 P 点的油滴应带负电,当 P 点电势减小时,
图 6-3-13 A.a 的电荷量一定大于 b 的电荷量 B.b 的质量一定大于 a 的质量 C.a 的比荷一定大于 b 的比荷 D.b 的比荷一定大于 a 的比荷
解析:选 C.粒子在电场中做类平抛运动,h=12qmEvx02 得 x=
考点探究讲练互动
考点 1 平行板电容器的动态分析 例1 如图 6-3-10 所示,平行板电 容器与电动势为 E 的直流电源(内阻不计)连接,下极板接 地.一带电油滴位于电容器中的 P 点且恰好处于平衡状态.现 将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,则( )
图 6-3-10
A.带电油滴将沿竖直方向向上运动 B.P 点的电势将降低 C.带电油滴的电势能将减小 D.若电容器的电容减小,则极板带电荷量将增大
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12d,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
图 6-3-5
A.eUdh
B.edUh
h
D.eUd h
3-2.如图 6-3-6 所示,质子(11H)和 α 粒子(42He)以相同的初 动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力),则这两个粒子射出电
场时的侧位移 y 之比为( )
A.1∶1 C.2∶1
图 6-3-6 B.1∶2 D.1∶4
4.示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧 光屏组成,如图 6-3-7 所示.如果在荧光屏上 P 点出现亮 斑,那么示波管中的( )
4.两类问题分析如下表
充电后与电池两
极相连
不变量
U
d 变大
C 变小 Q 变小 E 变小
S 变大
C 变大 Q 变大 E 不变
εr 变大
C 变大 Q 变大 E 不变
充电后与电池两 极断开
Q C 变小 U 变大 E
不变 C 变大 U 变小 E
变小 C 变大 U 变小 E
变小
即时应用 1(2011·高考天津卷)板间距为 d 的平行板电容器所带
由题意知:y<d2④
联立①②③④可知:UU21<2Ld22,故 C 正确.
【答案】 C 【规律总结】 粒子恰能飞出极板和粒子恰不能飞出极板, 对应着同一临界状态,分析时根据题意找出临界状态,由临 界状态来确定极值,这是求解极值问题的常用方法.
跟踪训练 2 如图 6-3-13 所示,a、b 两个带正电荷的粒子, 以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀 强电场后,a 粒子打在 B 板的 a′点,b 粒子打在 B 板的 b′ 点,若不计重力,则( )
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