高考物理一轮复习 第七章 静电场 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动课件.ppt

第3讲电容器带电粒子在电场中的运动 一 电容器 电容1 电容器 1 组成 由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成 2 带电量 一个极板所带电荷量的绝对值 3 电容器的充电 放电 充电 使电容器带电的过程 充电后电容器两极板带上等量的异种电荷 电容器中储存电场能 放电 使充电后的电容器失去电荷的过程 放电过程中电场能转化为其他形式的能 提示 带电粒子在电场中的重力问题 1 基本粒子 如电子 质子 粒子 离子等除有说明或有明确的暗示以外 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 三 示波管的原理1 构造 1 电子枪 2 偏转电极 3 荧光屏 2 工作原理 如图所示 1 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传播 打在荧光屏中央 在那里产生一个亮斑 2 yy 上加的是待显示的信号电压 xx 上是机器自身的锯齿形电压 叫做扫描电压 若所加扫描电压和信号电压的周期相同 就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的稳定图象 考点二 考点三 考点一 考点二 考点三 考点一 2 两类动态变化问题的比较 考点二 考点三 考点一 典例1 多选 如图所示 两块较大的金属板a b平行放置并与一电源相连 s闭合后 两极板间有一质量为m 电荷量为q的油滴恰好处于静止状态 以下说法中正确的是 a 若将a极板向上平移一小段位移 则油滴向下加速运动 g中有b a的电流b 若将a极板向左平移一小段位移 则油滴仍然静止 g中有b a的电流c 若将s断开 则油滴立即做自由落体运动 g中无电流d 若将s断开 再将a极板向下平移一小段位移 则油滴向上加速运动 g中有b a的电流 考点二 考点三 考点一 考点二 考点三 考点一 参考答案 ab 考点二 考点三 考点一 考点二 考点三 考点一 2015 沈阳四校联考 如图所示 电路中a b为两块竖直放置的金属板 g是一只静电计 开关s合上后 静电计指针张开一个角度 下述哪些做法可使指针张角增大 d a 使a b两板靠近一些b 使a b两板正对面积错开一些c 断开s后 使a板向右平移一些d 断开s后 使a b正对面积错开一些 考点二 考点三 考点一 考点二带电粒子在电场中的直线运动1 运动类型 1 带电粒子在匀强电场中做匀变速直线运动 2 带电粒子在不同的匀强电场或交变电场中做匀加速 匀减速的往返运动 2 分析思路 1 根据带电粒子受到的电场力 用牛顿第二定律求出加速度 结合运动学公式确定带电粒子的运动情况 2 根据电场力对带电粒子所做的功等于带电粒子动能的变化量求解 此方法既适用于匀强电场 也适用于非匀强电场 3 对带电粒子的往返运动 可采取分段处理 考点二 考点三 考点一 考点二 考点三 考点一 参考答案 d 名师点睛 解决带电粒子在电场中运动问题的方法 灵活利用动力学分析的思想 采用受力分析和运动学方程相结合的方法进行解决 也可以采用功能结合的观点进行解决 如果涉及匀变速的时间问题 一般用牛顿动力学处理 如果没有涉及时间问题优先采用动能定理处理 考点二 考点三 考点一 考点二 考点三 考点一 考点二 考点三 考点一 2 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 考点二 考点三 考点一 考点二 考点三 考点一 考点二 考点三 考点一 考点二 考点三 考点一 考点二 考点三 考点一 典例3 2015 新课标全国卷 如图 一质量为m 电荷量为q q 0 的粒子在匀强电场中运动 a b为其运动轨迹上的两点 已知该粒子在a点的速度大小为v0 方向与电场方向的夹角为60 它运动到b点时速度方向与电场方向的夹角为30 不计重力 求a b两点间的电势差 考点二 考点三 考点一 考点二 考点三 考点一 名师点睛 带电粒子在电场中运动问题的两种求解方法 1 运动学方法 带电粒子 不计重力 的初速度方向与电场线共线 则粒子做匀变速直线运动 采用匀变速直线运动的公式求解 带电粒子在电场中做匀变速曲线运动时 采用类平抛运动的规律求解 2 功能转化方法 若选用动能定理 则要分清有多少个力做功 同时要明确初 末状态及运动过程中的动能的增量 若选用能量守恒定律 则要分清带电粒子在运动中共有多少种能量参与转化 哪些能量是增加的 哪些能量是减少的 考点二 考点三 考点一 1 2015 天津高考 多选 如图所示 氕核 氘核 氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场e1 之后进入电场线竖直向下的匀强电场e2发生偏转 最后打在屏上 整个装置处于真空中 不计粒子重力及其相互作用 那么 ad a 偏转电场e2对三种粒子做功一样多b 三种粒子打到屏上时的速度一样大c 三种粒子运动到屏上所用时间相同d 三种粒子一定打到屏上的同一位置 考点二 考点三 考点一 考点二 考点三 考点一 2 如图 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方向以速度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 b 考点二 考点三 考点一 带电粒子在交变电场中的运动1 此类题型一般有三种情况 1 粒子做单向直线运动 一般用牛顿运动定律求解 2 粒子做往返运动 一般分段研究 3 粒子做偏转运动 一般根据交变电场的特点分段研究 2 分析时从两条思路出发 1 运用力和运动的关系 根据牛顿第二定律及运动学规律分析 2 功能关系 参考答案 bc 名师点睛 带电粒子在交变电场中运动问题的分析思路 根据电场随时间的变化情况分段 对每一段分别受力分析 研究每一段带电粒子的运动情况 找段与段之间的关系 比如前一段的末速度等于后一段的初速度 找出两段的时间 空间关系 2016 广西河池高级中学月考 如图甲所示 在真空中足够大的绝缘水平地面上 一个质量为m 0 2kg 带电荷量为q 2 0 10 6c的小物块处于静止状态 小物块与地面间的动摩擦因数 0 1 从t 0时刻开始 空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场 取水平向右为正方向 g取10m s2 求 1 23s内小物块的位移大小 2 23s内电场力对小物块所做的功 1 多选 美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴 比较准确地测定了电子的电荷量 如图所示 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 ac 2 2015 新课标全国卷 如图 两平行的带电金属板水平放置 若在两板中间a点从静止释放一带电微粒 微粒恰好保持静止状态 现将两板绕过a点的轴 垂直于纸面 逆时针旋转45 再由a点从静止释放一同样的微粒 该微粒将 d a 保持静止状态b 向左上方做匀加速运动c 向正下方做匀加速运动d 向左下方做匀加速运动 解析 微粒在金属板中保持静止状态 受到的电场力和重力平衡 即qe mg 当两板旋转后 微粒受到的电场力大小不变 方向变为沿左上方45 电场力与重力的合力方向沿左下方 故微粒向左下