山东省德州市乐陵一中高中物理 电容器和电容 带电粒子在电场中的运动 新人教版选修31(1).doc

山东省德州市乐陵一中高中物理 电容器和电容 带电粒子在电场中的运动 新人教版选修3-1知识扫描：一.电容器与电容1.电容器：两个彼此 又相互靠近的 都可看作电容器。2.电容器的充放电：充电：把电容器的一个极板与电池的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了 ，这个过程叫做充电。放电：把充电后的电容器的两个极板 ,两极板上的电荷 ,电容器就不带电了,这个过程叫放电.3.电容器的带电量：充电后的电容器两个极板带 异种电荷，带容器所带电量指 4.电容：定义：电容器所带的 与电容器两极板间的 比值，叫做电容器的电容。定义式： ，单位： 意义：表示电容器 的物理量。5.平行板电容器的电容大小决定因素：平行板电容器的电容c与介电常数成 ，与极板正对面积s成 ，与极板正对距离d成 。公式为 。6.常用结论：若电容器充电后与电源断开，则其 不变若电容器两极板始终与电源的正负极相连接则 不变二带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在电场中的加速：处理带电粒子在匀强电场中的加速问题，通常可以采用动能定理，由于动能定理同样适用于变力做功，因此它还适用于一切电场，即包括非匀强电场。如：如图，质量为m,带电量为+q的粒子从平行板电容器靠近正极板处无处速度释放，若电容器两极板所加电压为u两板间距为d，试求出带点粒子到达负极板时的速度。2.带电粒子在电场中的偏转不考虑带电粒子的重力，粒子以速度v0垂直于电场方向飞入两带电平行板产生的匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成_角的电场力作用而做_运动。沿初速度方向做_运动；沿电场力方向做_运动。如右图所示，设电荷带电荷量为q，平行板长为l，两板间距为d，电势差为u，初速为v0试求（1）带电粒子在电场中运动的时问t。 （2）粒子运动的加速度。（3）粒子受力情况分析。（4）粒子在射出电场时竖直方向上的偏转距离。（5）粒子在离开电场时竖直方向的分速度。（6）粒子在离开电场时的速度大小。（7）粒子在离开电场时的偏转角度。拓展：若带电粒子的初速v0是在电场的电势差u1下加速而来的（从零开始），那么上面的结果怎样？1.将可变电容器动片旋出一些（ ）a. 电容器的电容增大 b. 电容器的电容减小c. 电容群的电容不变 d. 以上说法都有可能2.平行板电容器两极板与静电计金属球和外壳分别连接，对电容器充电，使静电计指针张开某一角度，撤去电源后以下说法正确的是 ( )a. 增大两板间距离，静电计指针张开角度变大b. 减少两板间距离，静电计指针张开角度变大c. 将两板平行错开一些，静电计指针张开角度变大d. 将某电介质插入两板间，静电计指针张开角度将变大3.如图所示，一平行板电容器两板间有匀强电场其中有一个带电液滴处于静止状态，当发生下列哪些变化时，液滴将向上运动？ ( ) a.将电容器下极板稍稍下移b.将电容器上极板稍稍下移c.将s断开，并把电容器的下极板稍稍向左水平移动d.将s断开，并把电容器的上极板稍稍下移4.将一个平行板电容器接上电源后再切断电源然后使两极板间的距离增大一些，则关于电容器两极的电压u和两极间的场强e的变化，下列说法正确的是 ( )a.u增大，e增大， b.u增大，e不变c.u不变，e减小， d.u减小，e减小5.如图所示，在a板附近有一电子由静止开始向b板运动，则关于电子到达b板时的速率，下列解释正确的是（ ）a两板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速度越大b两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大c与两板间的距离无关，仅与加速电压u有关d以上解释都不正确5带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时（除电场力外不计其它力的作用）：（ ）a、电势能增加，动能增加 b、电势能减小，动能增加c、电势能和动能都不变 d、上述结论都不正确6如图所示，一带电粒子沿与电场线垂直的方向从电场中央进入两平行金属 板间的匀强电场，已知粒子的带电量为q，两板间的电势差为u，则粒子运动过程中（ ）a若粒子从电场中射出，则粒子动能增加了qub若粒子从电场中射出，则电场力一定对粒子做了qu/2的功c若粒子打在极板上，则电场力一定对粒子做了qu/2的功d若粒子打在极板上，则粒子的动能一定增加了qu7电子、质子、粒子由静止状态经相同电压加速后，垂直电场线进入同一匀强电场中，则： （ ）a最后离开电场时，粒子偏角最大 b最后离开电场时，质子的动能最大c最后离开电场时，质子的速率最大 d电子通过匀强电场的时间最短8一静止电子开始经电压为u1的加速电场加速后，又垂直于电场线进入电压为u2的两平行金属板间的偏转电场，射出偏转电场时沿电场线方向偏移量为y，要使y增大，则应：（ ）au1、u2都增大 b.u1、u2都减小 c.u1减小、u2增大 d.u1增大、u2减小9真空中水平放置的两金属板相距为d，两板电压是可以调节的，一个质量为m、带电量为q的粒子，从负极板中央以速度vo垂直极板射入电场，当板间电压为u时，粒子经d/4的距离就要返回，若要使粒子经d/2才，返回，可采用的方法是（ ）a、vo增大1倍 b、使板间电压u减半c、vo和u同时减半 d、初速增为2vo,同时使板间距离增加d/2：10电子以初速度v0沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍使电子能够穿过平行板间，则电子穿越平行板所需要的时间：（ ）a随电压的增大而减小 b.随电压的增大而增大c加大两板间距离，时间将减小 d.与电压及两板间距离均无关11.连接在电源两极板上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，电容器的电容c将_，带电量q将_，电势差u将_，极板间的电场强度e将_。（填“增大”、“减小”或“不变”）abcpnmxy12如图所示，电子的电荷量为e，质量为m，以v0的速度沿与场强垂直的方向从a 点飞入匀强电场，并从另一侧b点沿与场强方向成150角飞出。则a、b两点间的电势差为 。13真空中有一束电子流，以一定速度v沿与场强垂直的方向从o点 射入匀强电场，如图1b11所示，以o为坐标原点，取x轴垂直于电场方向，y轴平行电场方向，在x轴上取oa = ab = bc，分别由a、b、c点做y轴的平行线交电子流轨迹于m、n、p点，电子流在这些点沿x轴方向的分速度之比是vmx:vnx:vpx= ，沿y轴方向的分速度之比vmy :vny :vpy = 14如图所示，是示波器工作原理的示意图，电子经电压u1从静止加速后垂直进入偏转电场，偏转电场的电压为u2，两极板间距为d，极板长度为l，电子离开偏转电场时的偏转量为h，每单位电压引起的偏转量（h/u2）叫示波器的灵敏度，试求：该示波器的灵敏度，并探究可采用哪些方法提高示波器的灵敏度。du2hlu115如图所示，带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板0.8 cm，两板间的电势差为300 v。如果两板间电势差减小到60 v，则带电小球运动到极板上需多长时间?16如图所示为两组平行板金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m的电子静止在竖直放置的平行金属板的a点，经电压u0加速后通过b点进入两板间距为d、电压为u的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，a、b分别为两块竖直板的中点，求：（1）电子