高三物理一轮复习 第6章 静电场 3 电容器与电容带电粒子在电场中的运动 课件.ppt

第六章静电场 第三单元电容器与电容带电粒子在电场中的运动 知识点一电容和电容器 想一想 在如图实验装置中 静电计金属外壳与内部指针是否连为一体 已充电平行板电容器与静电计连接 在a b两极板间插入电介质时 静电计指针张角怎样变化 两极板的带电量是否有变化 提示 静电计金属外壳与内部指针之间用绝缘物质固定 并不连通 a b两极板间插入电介质时 两极板的带电量不变 两板间的电压减小 静电计指针张角减小 填一填 1 电容器 1 组成 两个彼此绝缘且又相距很近的 2 带电荷量 一个极板所带电荷量的 3 充 放电 充电 把电容器接在电源上后 电容器两个极板分别带上等量的 电荷的过程 两极板间有 存在 充电过程中由电源获得的 储存在电容器中 放电 用导线将充电后的电容器的两极板接通 两极板上的电荷 的过程 放电后的两极板间不再有电场 电场能转化为其他形式的能量 导体 绝对值 异号 电场 中和 电能 电荷量q 电势差u 容纳电荷本领 106 1012 正比 正比 反比 练一练 如图所示的电容式键盘 是通过改变电容器的哪个因素来改变电容的 a 两板间的距离b 两板间的电压c 两板间的电介质d 两板的正对面积 知识点二带电粒子在电场中的运动 想一想 如图所示 在点电荷 q的电场中有a b两点 将质子和 粒子分别从a点由静止释放到达b点时 它们的速度大小之比为多少 动能 匀速直线 沿电场方向 做初速度为零的 运动 匀加速直线 知识点三示波管 想一想 一台正常工作的示波管 突然发现荧光屏上画面的高度缩小 则产生故障的原因可能是什么 填一填 1 构造 偏转电极 荧光屏 如图所示 电子枪 2 工作原理 1 yy 上加的是待显示的 xx 上是机器自身产生的锯齿形电压 叫做 2 观察到的现象 如果在偏转电极xx 和yy 之间都没有加电压 则电子枪射出的电子沿直线运动 打在荧光屏 在那里产生一个亮斑 若所加扫描电压和 的周期相等 就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图像 信号电压 扫描电压 中心 信号电压 练一练 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 如图所示 如果在荧光屏上p点出现亮斑 那么示波管中的 解析 根据亮点的位置 偏向xy区间 说明电子受到静电力作用发生了偏转 因此极板x 极板y应带正电 答案 ac 典例1 2014 天津理综 如图所示 电路中r1 r2均为可变电阻 电源内阻不能忽略 平行板电容器c的极板水平放置 闭合电键s 电路达到稳定时 带电油滴悬浮在两板之间静止不动 如果仅改变下列某一个条件 油滴仍能静止不动的是 a 增大r1的阻值b 增大r2的阻值c 增大两板间的距离d 断开电键s 解题引路 1 油滴能够静止的条件是什么 2 平行板间电压与那些因素有关 名师点睛 两类平行板电容器的动态问题分析比较 1 两极板间电压u恒定不变 2 电容器所带电荷量q恒定不变 针对训练 1 一平行板电容器充电后与电源断开 负极板接地 两板间有一个正试探电荷固定在p点 如图所示 以c表示电容器的电容 e表示两板间的场强 表示p点的电势 w表示正电荷在p点的电势能 若正极板保持不动 将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中 各物理量与负极板移动距离x的关系图像中正确的是 考向二带电粒子 或带电体 在电场中的加速1 带电粒子在电场中运动时重力的处理 1 基本粒子 如电子 质子 粒子 离子等 除有说明或明确的暗示以外 一般都不考虑重力 但并不忽略质量 2 带电颗粒 如液滴 油滴 尘埃 小球等 除有说明或有明确的暗示以外 一般都不能忽略重力 2 带电粒子在电场中平衡问题的解题步骤 针对训练 2 2014 安徽理综 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 考向三带电粒子在电场中的偏转1 粒子的偏转角 典例3如图所示 在两条平行的虚线内存在着宽度为l 电场强度为e的匀强电场 在与右侧虚线相距也为l处有一与电场平行的屏 现有一电荷量为 q 质量为m的带电粒子 重力不计 以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中 v0方向的延长线与屏的交点为o 试求 1 粒子从射入电场到打到屏上所用的时间 2 粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan 3 粒子打到屏上的点p到o点的距离x 针对训练 3 示波器的示意图如图所示 金属丝发射出来的电子 初速度为零 不计重力 被加速后从金属板的小孔穿出 进入偏转电场 电子加速后从两偏转极板的中央沿与板平行方向进入偏转电场 电子在穿出偏转电场后沿直线前进 最后打在荧光屏上 设加速电压v1 1640v 偏转极板长l 4cm 偏转极板间距d 1cm 1 偏转电压u2为多大时 电子束打在荧光屏上的偏转距离最大 2 如果偏转极板右端到荧光屏的距离s 20cm 则电子束的最大偏转距离为多少 特色专题之 用等效思想处理带电电体在重力场与电场中的运动问题 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 解题引路 迁移训练 如图所示 一条长为l的细线上端固定 下端拴一个质量为m的电荷量为q的小球 将它置于方向水平向右的匀强电场中 使细线竖直拉直时将小球从a点静止释放 当细线离开竖直位置偏角 60 时 小球速度为0 1 求 小球带电性质 电场强度e 2 若小球恰好完成竖直圆周运动 求从a点释放小球时应有的初速度va的大小 可含根式 名校模题 1 2015 天津市第二中学高三摸考 如图所示 两块平行金属板正对着水平放置 两板分别与电源正 负极相连 当开关闭合时 一带电液滴恰好静止在两板间的m点 则 a 当开关闭合时 若减小两板间距 液滴仍静止b 当开关闭合时 若增大两板间距 液滴将下降c 开关再断开后 若减小两板间距 液滴仍静止d 开关再断开后 若增大两板间距 液滴将下降 2 一个带正电的点电荷以一定的初速度v0 v0 0 沿着垂直于匀强电场的方向射入电场 则其可能的运动轨迹应该是以下图中的 解析 点电荷垂直于电场方向进入电场时 电场力垂直于其初速度方向 电荷做类平抛运动 故本题选b 答案 b 必纠错题 3 如图所示 两块水平放置的平行正对的金属板a b与电源相连 在距离两板等距离的m点有一个带电液滴处于静止状态 若将b板向上平移一小段距离 但仍在m点下方 稳定后 下列说法中正确的是 液滴将加速向下运动 m点电势升高 带电液滴在m点的电势能增大 在b板移动前后两种情况下 若将液滴从a板移到b板 电场力做功相同a b c d 错解 易误选d 高考真题 4 2014 天津理综 如图所示 平行金属板a b水平正对放置 分别带等量异号电荷 一带电微粒水平射入板间 在重力和电场力共同作用下运动 轨迹如图中虚线所示 那么 a 若微粒带正电荷 则a板一定带正电荷b 微粒从m点运动到n点电势能一定增加c 微粒从m点运动到n点动能一定增加d 微粒从m点运动到n点机械能一定增加 解析 本题只