高三物理一轮复习 第6章 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动课件

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(2)运动规律:垂直于电场方向上的分运动是匀速直线运动。
vx=v0,x=v0t 平行于电场方向上的分运动是③ 匀加速直线运动 。
qU
1
vy=at= m
t,y=
d
2
at2=1
2
q ·U
md
·t2
(3)粒子飞越电场时,侧移距离和偏转角
L
飞越电场所用的时间t=④ v 0
侧移距离y= 1
2
at2=1
vx
d
m
v
2 0
2dU 1
当l、d一定时,增大U2或减小U1都能使偏转角θ增大。
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4.如图所示,带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的 平行金属板内,恰好沿下板的边缘飞出,已知板长为L,板间的距离为d,板间 电压为U,带电粒子的电荷量为q,粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子 的重力),则 ( )
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3.如图,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差 为U2的两块平行板间的电场中,入射方向跟极板平行。整个装置处在真空 中,重力可忽略。在电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定 能使电子的偏转角θ变大的是 ( )
A.U1变大,U2变大 C.U1变大,U2变小
A.在前 t 时间内,电场力对粒子做的功为q U
2
4
B.在后 t 时间内,电场力对粒子做的功为3 q U
2
8
C.在粒子下落前 d
4
D.在粒子下落前 d
4
和后d
4
和后d
4
的过程中,电场力做功之比为1∶2 的过程中,电场力做功之比为2∶1
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4. 答案 B 带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放 置的平行金属板内,恰好沿下板的右边缘飞出,带电粒子所做的运动是类平
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第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动
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知识梳理
一、电容器
1.电容器 (1)组成:由两个彼此① 绝缘 又相互② 靠近 的导体组成。 (2)带电荷量:一个极板所带电荷量的③ 绝对值 。 2.电容 (1)定义:电容器所带的④电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U的比值。
Q
(2)定义式:C=⑤ U
1
2பைடு நூலகம்U
答案 A 根据qU= 2 mv2可得v= m,对四种粒子分析,质子的
故选项A正确。
q m
最大,
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2.如图所示是描述对给定的电容器充电时极板上带电荷量Q、极板间电压 U和电容C之间关系的图像,其中正确的是 ( )
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2. 答案 BCD A图所含的信息是:电容器电容的大小和电容器所带的电 荷量成正比,A错误。B图所含的信息是:电容器的电容并不随两极板间的 电压的变化而改变,B正确。C图所含的信息是:电容器所带的电荷量与极 板间的电压的比值不变,即电容器的电容不变,C正确。D图所含的信息是: 电容器的电容与电容器所带的电荷量无关,D正确。
B.U1变小,U2变大 D.U1变小,U2变小
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答案 B 设电子质量为m,电荷量大小为e,经电势差为U1的电场加速后,
由动能定理得eU1= 1
2
mv 02
经平行板射出时,其水平速度和竖直速度分别为
vx=v0,vy=at= e U 2· l
dm v0
由此得tan θ= v y =e U 2 l= l U 2
8
2
8
项对。在粒子下落前 d 和后d 的过程中,电场力做功相等,故C、D选项错。
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重难突破
重难一 电容器两个公式的区别及平行板电容器的两类问题
1.关于电容器的两个公式的区别
(1)电容的定义式C= Q ,反映了电容器储存电荷的本领,但平行板电容器 的电容C的大小与Q、U U都无关。
(2)平行板电容器电容的决定式C= ε,r反S 映了电容C的大小与两极板正 对面积成正比,与两极板间距离成反4比 k,与d 极板间电介质的相对介电常数 成正比。
εrS
4 k d ,k为静电力常量。
4.常见的电容器 有纸质电容器、电解电容器、可变电容器、平行板电容器等。电解电 容器接入电路时,应注意其 极性 不要接错。 5.辨析 (1)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比 (✕)
(2)电容器所带电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和 (✕)
(3)电容器充电后断开电源,则电容器ppt所精选带的电荷量不变 (√)
抛运动。竖直方向上的分运动是初速度为零的匀加速运动,由运动学知识
可知,前后两段相等时间内竖直方向上的位移之比为1∶3,电场力做功之比
也为1∶3。又因为电场力做的总功为 q U ,所以在前 t 时间内,电场力对粒
2
2
子做的功为 q U ,A选项错;在后 t 时间内,电场力对粒子做的功为 3 q U ,B选
2
q ·U
md
·vL 0
2
=
qU L2
2
m
d
v
2 0
偏转角β满足tan β= v y = a t =q U L
vx
v0
m
d
v
2 0
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1.下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后,速度最大的是 ( )
A.质子(
1 1
H)
B.氘核(
2 1
H)
C.α粒子 (
4 2
He)
D.钠离子(Na+)
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二、带电粒子在电场中的运动 1.带电粒子在电场中的加速 带电粒子在电场中加速时,若不计粒子的重力,只受电场力,则电场力对带 电粒子做的功等于① 粒子动能的变化量 。在匀强电场中可用力和 运动的观点处理,也可用能量观点处理;在非匀强电场中一般用能量观点 处理。 2.带电粒子在电场中的偏转 只分析带电粒子垂直进入匀强电场时发生的偏转。 (1)粒子在电场中的运动情况:如果带电粒子以初速度v0垂直于场强方向 射入匀强电场,不计重力,电场力使带电粒子产生加速度,做② 类平抛 运动。
=Q
U
(3)物理意义:表示电容器⑥ 储存电荷 本领大小的物理量。
(4)单位:法拉(F),1 F=⑦ 106 μF=⑧ 1012 pF。
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3.平行板电容器 (1)影响因素:平行板电容器的电容与⑨ 极板的正对面积 成正比,与介 质的相对介电常数成正比,与⑩ 两极板距离 成反比。
(2)决定式:C=
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2.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的大小不能用电压表去测量(因为 两板上的正、负电荷会立即中和掉),但可以用静电计去测量。 静电计是在验电器的基础上改造而成的,由相互绝缘的两部分构成,静电 计的两部分与电容器的两极板分别连接在一起,则电容器上的电势差就 等于静电计上所指示的电势差,U的大小从静电计上的刻度读出。 3.平行板电容器动态变化问题 (1)首先要区分两种基本情况 ①电容器始终与电源相连时,电容器两极板间电势差U保持不变; ②电容器充电后与电源断开时,电容器所带电荷量Q保持不变。