【三维设计】高考物理一轮复习 第六章 第3单元 电容器 带电粒子在电场中的运动课件 新人教版（安徽 北京专版）.ppt

理知识 第六章 提能力 第3单元 明考向 课堂考题领悟 课下综合提升 思维启动 如图6 3 1所示 绝缘开口金属球壳a已带电 现把验电器甲的小金属球与a球壳的内壁用导线相连 另外把一绝缘的金属小球b与球壳a的内壁相接触后图6 3 1再与验电器乙的金属小球相接触 验电器乙距球壳a足够远 那么验电器甲的金属箔片 验电器乙的金属箔片 填 张开 或 不张开 提示 处于静电平衡的金属球壳 由于电荷间的相互排斥的作用力 电荷间的距离尽量变大 所以电荷分布在金属球壳的外表面上 在金属球壳的内表面没有净电荷的分布 验电器甲与a球壳相连时 与金属球壳构成一个导体 相当于金属球壳的远端 则带有电荷 从而使金属箔片张开 同理 得出验电器乙不会带电 故金属箔片不张开 应用升级 1 电工穿的高压作业服是用铜丝编织的 下列说法正确的是 a 铜丝编织的衣服不易拉破 所以用铜丝编织b 电工被铜丝编织的衣服包裹 使体内电势保持为零 对人体起保护作用 c 电工被铜丝编织的衣服包裹 使体内电场强度保持为零 对人体起保护作用d 铜丝必须达到一定厚度 才能对人体起到保护作用解析 金属壳可以起到静电屏蔽的作用 使壳内部不受外部电场的影响 答案 c 思维启动 用控制变量法 可以研究影响平行板电容器电容的因素 如图6 3 2 设两极板正对面积为s 极板间的距离为d 静电计指针偏角为 实验中 极板所带电荷量不变 若 图6 3 2 1 保持s不变 增大d 则 2 保持d不变 减小s 则 提示 电容器充满电后 显然是电荷量不变 当s不变 d增大时 u增大 所以 增大 若保持d不变 减小s 则场强变强 u增大 增大 2 电容器两类动态变化的分析比较 第一类动态变化 两极板间电压u恒定不变 第二类动态变化 电容器所带电荷量q恒定不变 解析 电容器的电容和它所带的电荷量无关 和板间的电压无关 只由电容器本身的结构来决定 因此a b c都不正确 故选d 答案 d 知识联动 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 应用升级 3 如图6 3 3所示 质子 h 和 粒子 he 以相同的初动能垂直射入偏转电场 粒子不计重力 则这两个粒子图6 3 3射出电场时的侧位移y之比为 a 1 1b 1 2c 2 1d 1 4 11 42 答案 b 典题例析 例1 如图6 3 4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 图6 3 4 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 答案 b 拓展训练 1 静电计是在验电器的基础上制成的 用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小 如图6 3 5所示 a b是平行板电容器的两个金属板 g为静电计 开始时开关s闭合 静电计指针张开一定角度 为了使指针张开的角度增大些 下列采取的措施可行的是 图6 3 5 a 断开开关s后 将a b分开些b 保持开关s闭合 将a b两极板分开些c 保持开关s闭合 将a b两极板靠近些d 保持开关s闭合 将变阻器滑动触头向右移动 答案 a 知识检索 讨论带电粒子在电场中做直线运动 加速或减速 的方法 1 能量方法 能量守恒定律 2 功能关系 动能定理 3 力和加速度方法 牛顿运动定律 匀变速直线运动公式 典题例析 例2 如图6 3 6甲所示 在水平地面上固定一倾角为 的光滑绝缘斜面 斜面处于电场强度大小为e 方向沿斜面向下的匀强电场中 一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端 整根弹簧处于自然状态 一质量为m 带电荷量为q q 0 的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放 滑块在运动过程中电荷量保持不变 设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失 弹簧始终处在弹性限度内 重力加速度大小为g 图6 3 6 1 求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1 2 若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm 求滑块从静止释放到速度大小为vm的过程中弹簧的弹力所做的功w 3 从滑块静止释放瞬间开始计时 请在图6 3 6乙中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v t图像 图中横坐标轴上的t1 t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触 第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻 纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小 vm是题中所指的物理量 思路点拨 本题考查匀变速直线运动规律 共点力的平衡 动能定理 牛顿运动定律等知识 解答时要分阶段应用不同的规律列方程求解 3 如图所示 拓展训练 2 如图6 3 7所示 板长l 4cm的平行板电容器 板间距离d 3cm 板与水平线夹角 37 两板所加电压为u 100v 有一带负电液滴 带电荷量为q 3 10 10c 图6 3 7以v0 1m s的水平速度自a板边缘水平进入电场 在电场中仍沿水平方向并恰好从b板边缘水平飞出 取g 10m s2 求 1 液滴的质量 2 液滴飞出时的速度 答案 1 8 10 8kg 2 1 32m s 知识检索 带电粒子在电场中的运动 综合了静电场和力学的知识 分析方法和力学的分析方法基本相同 先分析受力情况再分析运动状态和运动过程 然后选用恰当的规律解题 典题例析 例3 如图6 3 8为一真空示波管的示意图 电子从灯丝k发出 初速度可忽略不计 经灯丝与a板间的电压u1加速 从a板中心孔沿中心线ko射出 然后进入两块平行金属板m n形成的偏转电场中 偏转电场可视为匀强电场 电子进入m n间电场时的速度与电场方向垂直 电子经过电场后打在荧光屏上的p点 已知m n两板间的电压为u2 两板间的距离为d 板长为l 电子的质量为m 电荷量为e 不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力 图6 3 8 1 求电子穿过a板时速度的大小 2 求电子从偏转电场射出时的侧移量 3 若要电子打在荧光屏上p点的上方 可采取哪些措施 思路点拨 1 电子在灯丝与a板间的运动中 可用动能定理求穿过a板时的速度大小 2 电子在偏转电场中做类平抛运动 沿极板方向的分运动确定运动时间 垂直极板方向做匀加速运动 从而求出侧移量的表达式 3 由侧移量表达式中的相关物理量分析应采取的措施 a u2 u1 e2 e1b u2 2u1 e2 4e1c u2 u1 e2 2e1d u2 2u1 e2 2e1 答案 c 2 2010 浙江高考 请用学过的电学知识判断下列说法正确的是 a 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全b 制作汽油桶的材料用金属比用塑料好c 小鸟停在单根高压输电线上会被电死d 打雷时 呆在汽车里比呆在木屋里要危险 答案 b 3 2012 武汉检测 如图6 3 10所示 矩形区域abcd内存在竖直向下的匀强电场 两个带正电的粒子a和b以相同的水平速度射入电场 粒子a由顶点图6 3 10a射入 从bc的中点p射出 粒子b由ab的中点o射入 从顶点c射出 若不计重力 则a