高考物理一轮复习 第6章 电场 第3课时 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动课件.ppt

第3课时电容器与电容带电粒子在电场中的运动 考点一平行板电容器的动态问题分析 例1 2016 石家庄模拟 如图所示 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 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 技巧点拨 1 多选 2016 岳阳模拟 如图所示 两块较大的金属板a b相距为d 平行放置并与一电源相连 开关s闭合后 两板间恰好有一质量为m 带电荷量为q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表中有b a的电流 考点二带电粒子在电场中的平衡和加速 1 带电粒子在电场中的平衡解题步骤 选取研究对象 进行受力分析 注意电场力的方向特点 由平衡条件列方程求解 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或能量守恒定律求解 例2 2016 邢台模拟 如图所示 充电后的平行板电容器水平放置 电容为c 极板间距离为d 上极板正中有一小孔 质量为m 电荷量为 q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落 穿过小孔到达下极板处速度恰为零 空气阻力忽略不计 极板间电场可视为匀强电场 重力加速度为g 求 1 小球到达小孔处的速度 2 极板间电场强度大小和电容器所带电荷量 3 小球从开始下落运动到下极板处的时间 2 2016 威海模拟 如图所示 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 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 水平向右电场的电场强度的大小 2 若将电场强度减小为原来的 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 考点二带电粒子在电场中的偏转 例3 2015 豫北名校模拟 如图所示直流电源的路端电压u 182v 金属板ab cd ef gh相互平行 彼此靠近 它们分别和变阻器上的触点a b c d连接 变阻器上ab bc cd段电阻之比为1 2 3 孔o1正对b和e 孔o2正对d和g 边缘f h正对 一个电子以初速度v0 4 106m s沿ab方向从a点进入电场 恰好穿过孔o1和o2后 从h点离开电场 金属板间的距离l1 2cm l2 4cm l3 6cm 电子质量m 9 1 10 31kg 电量q 1 6 10 19c 正对两平行板间可视为匀强电场 求 1 各相对两板间的电场强度 2 电子离开h点时的动能 3 四块金属板的总长度 ab cd ef gh 3 如图所示 直角坐标系xoy位于竖直平面内 在x 0的区域内有电场强度大小e 4n c 方向沿y轴正方向的条形匀强电场 其宽度d 2 0m 一质量m 6 4 10 27kg 电荷量q 3 2 10 19c的带电粒子从p点 0 1m 以速度v 4 104m s 沿x轴正方向进入电场 经电场偏转最终通过x轴上的q点 图中未标出 不计粒子重力 1 求当电场左边界与y轴重合时q点的横坐标 2 若只改变上述电场强度的大小 且电场左边界的横坐标x 处在范围0 x 3m内 要求带电粒子仍能通过q点 求此电场左边界的横坐标x 与电场强度的大小e 的函数关系 等效法 解决带电体在复合场中运动问题1 等效思维方法就是将一个复杂的物理问题 等效为一个熟知的物理模型或问题的方法 例如我们学习过的等效电阻 分力与合力 合运动与分运动等都体现了等效思维方法 常见的等效法有 分解 合成 等效类比 等效替换 等效变换 等效简化 等 从而化繁为简 化难为易 方法技巧思维提升 2 带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题是高中物理教学中一类重要而典型的题型 对于这类问题 若采用常规方法求解 过程复杂 运算量大 若采用 等效法 求解 则能避开复杂的运算 过程比较简捷 3 方法应用 1 求出重力与电场力的合力 将这个合力视为一个 等效重力 2 将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解 典例 在水平向右的匀强电场中 有一质量为m 带正电的小球 用长为l的绝缘细线悬挂于o点 当小球静止时 细线与竖直方向夹角为 小球位于b点 a点与b点关于o点对称 如图所示 现给小球一个垂直于悬线的初速度 小球恰能在竖直平面内做圆周运动 试问 1 小球在做圆周运动的过程中 在哪一位置速度最小 速度最小值多大 2 小球在b点的初速度多大 思路导引 如图所示 小球所受到的重力 电场力均为恒力 二力的合力为f 重力场与电场的叠加场为等效重力场 f为等效重力 小球在叠加场中的等效重力加速度为g