高考物理二轮复习 专题四 静电场 第16课时 电容器 带电粒子在电场中的运动课件.ppt

第16课时电容器带电粒子在电场中的运动 知识点一电容器的电容 b c 1 2016 9月绍兴适应性考试 2015年4月16日 中国南车设计制造的全球首创超级电容储能式现代电车在宁波下线 不久将成为二三线城市的主要公交用车 这种超级电车的核心是我国自主研发 全球首创的 超级电容器 如图1所示 这种电容器安全性高 可反复充放电100万次以上 使用寿命长达十二年 且容量超大 达到9500f 能够在10s内完成充电 下列说法正确的是 a 该 超级电容器 能储存电荷b 该 超级电容器 的电容随电压的增大而增大c 该 超级电容器 放电过程中把化学能转化为电能d 充电时电源的正极应接 超级电容器 的负极 图1 解析电容器能储存电荷 a正确 电容器的电容反映电容器容纳电荷的本领 由电容器本身决定 与电压无关 b错 电容器放电过程把电能转化为其他形式的能 c错误 电容器充电时 电源的正极接电容器的正极 d错误 答案a 2 一个电容器的规格是 10 f50v 则 a 这个电容器加上50v电压时 电容量才是10 fb 这个电容器的最大电容量是10 f 电压较小时 电容量小于10 fc 这个电容器上加的电压不能低于50vd这个电容器的电容量总等于10 f 解析 10 f 50v 中 50v 表示使用该电容器时额定电压为50v 实际电压可低于50v 10 f 表示电容器的电容始终为10 f 它与电容器的带电荷量及两极板间电压的大小无关 所以选项a b c错误 选项d正确 答案d 知识点二带电粒子在电场中的运动 b d 3 2016 浙江六校联考 如图2所示 静电喷涂时 喷枪带负电 被喷工件带正电 喷枪喷出的涂料微粒带负电 假设微粒被喷出后只受静电力作用 最后吸附在工件表面 微粒在向工件靠近的过程中 图2 a 一定沿着电场线运动b 所受电场力先减小后增大c 克服电场力做功d 电势能逐渐减小解析在涂料微粒向工件靠近的过程中 工件带正电 涂料微粒带负电 由于涂料微粒有初速度 不一定沿电场线方向运动 在涂料微粒向工件靠近的过程中 离工件越近 涂料微粒所受库仑力越大 故选项a b错误 由于涂料微粒与工件间为引力 微粒向工件靠近的过程中 电场力对涂料微粒做正功 其电势能减小 故选项c错误 d正确 答案d 4 如图3甲所示 直线ab是某电场中的一条电场线 一电子仅在电场力作用下由电场线上a点沿直线运动到b点 其速度平方v2与位移x的关系如图乙所示 ea eb表示a b两点的电场强度 a b表示a b两点的电势 以下判断正确的是 图3 a ea ebb ea ebc a bd a b 答案d 5 2016 8月温州选考模拟 如图4所示 是喷墨打印机的简化模型 质量为m的墨汁微粒经带电室带上负电后 以某一速度平行于极板飞入板间 已知板间匀强电场的电场强度为e 微粒最终打在纸上 则以下说法正确的是 图4 答案d 6 如图5所示 两极板与电源相连接 电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场 且恰好从正极板边缘飞出 现在使电子的入射速度变为原来的2倍 而电子仍从原来位置射入 且仍从正极板边缘飞出 则两极板间的距离应变为原来的 图5 答案c 练1 如图6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 一带电油滴位于两板中央的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下移动一小段距离 则 图6 a 带电油滴将沿竖直方向向上运动b 带电油滴将沿竖直方向向下运动c p点的电势将降低d 电容器的电容减小 电容器的带电量将减小 答案a 疑难点二带电粒子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 练2 如图7所示 匀强电场水平向左 带正电的物体沿绝缘 粗糙水平板向右运动 经a点时动能为100j 到b点时动能减少到80j 减少的动能中有12j转化为电势能 则它再经过b点时 动能大小是 a 4jb 16jc 32jd 64j 图7 答案b 疑难点三带电粒子在电场中的偏转1 条件分析 不计重力 且带电粒子的初速度v0与电场方向垂直 则带电粒子将在电场中只受电场力作用做类平抛运动 2 运动分析 一般用分解的思想来处理 即将带电粒子的运动分解为沿电场力方向上的匀加速直线运动和垂直电场力方向上的匀速直线运动 练3 如图8所示 场强大小为e 方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd 水平边ab长为s 竖直边ad长为h 质量均为m 带电量分别为 q和 q的两粒子 由a c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区 两粒子不同时出现在电场中 不计重力 若两粒子轨迹恰好相切 则v0等于 图8 答案b 疑难点四应用动力学知识和功能关系解决力 电综合问题1 方法技巧功能关系在电学中应用的题目 一般过程复杂且涉及多种性质不同的力 因此 通过审题 抓住受力分析和运动过程分析是关键 然后根据不同的运动过程中各力做功的特点来选择相应规律求解 动能定理和能量守恒定律在处理电场中能量问题时仍是首选 2 解题流程 图9 1 若将小环由d点静止释放 则刚好能到达p点 求dm间的距离 2 若将小环由m点右侧5r处静止释放 设小环与pq杆间的动摩擦因数为 小环所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等 求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功 解析 1 小环刚好到达p点时 速度为零 对小环从d点到p点过程 由动能定理得qex 2mgr 0 0 真题示例 例1 2016 4月浙江学考 关于电容器 下列说法正确的是 a 在充电过程中电流恒定b 在放电过程中电容减小c 能储存电荷 但不能储存电能d 两个彼此绝缘又靠近的导体可视为电容器解析由电容器的充放电曲线可知 充电过程中 电流不会恒定 选项a错误 电容不随充放电过程变化 选项b错误 电容器中的电场具有能的性质 所以选项c错误 答案d 例2 2016 4月浙江学考 密立根油滴实验原理如图10所示 两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接 板间电压为u 形成竖直向下场强为e的匀强电场 用喷雾器从上板中间的小孔喷入大小 质量和电荷量各不相同的油滴 通过显微镜可找到悬浮不动的油滴 若此悬浮油滴的质量为m 则下列说法正确的是 图10 答案c 冲刺训练 1 一平行板电容器的两个极板分别与一电源正 负极相连 如图11所示 在保持开关闭合的情况下 将电容器极板距离增大 则电容器的电容c 带电荷量q 极板间的场强e的变化 图11 a c q e都逐渐增大b c q e都逐渐变小c c q逐渐减小 e不变d c e逐渐减小 q不变 答案b 2 如图12所示 平行板电容器两极板m n相距d 两极板分别与电压为u的恒定电源两极连接 极板m带正电 现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态 且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k 则 图12 答案c 3 如图13所示 地面上某区域存在着竖直向下的匀强电场 一个质量为m的带负电的小球以水平方向的初速度v0由o点射入该区域 刚好通过竖直平面中的p点 已知连线op与初速度方向的夹角为45 则此带电小球通过p点时的动能为 图13 答案c 4 如图14所示 在两条平行的虚线内存在着宽度为l 场强为e的匀强电场