高考物理 基础知识梳理专项复习19 第三节 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动课件.ppt

第三节电容器与电容带电粒子在电场中的运动 课堂互动讲练 经典题型探究 知能优化演练 第三节电容器与电容带电粒子在电场中的运动 基础知识梳理 基础知识梳理 一 电容器 电容1 电容器 1 组成 由两个彼此 又互相 的导体组成 2 带电量 一个极板所带电量的 3 电容器的充 放电充电 使电容器带电的过程 充电后电容器两板带上等量的 电容器中储存 放电 使充电后的电容器失去电荷的过程 放电过程中 转化为其他形式的能 绝缘 靠近 绝对值 异种电荷 电场能 电场能 电荷量q 容纳电荷 106 思考感悟1 电容器的电容大小取决于什么 提示 1 电容器的电容大小是由本身的特性决定的 与极板间电压以及电容器带电多少 带不带电荷无关 3 平行板电容器 1 影响因素 平行板电容器的电容与 成正比 与介质的 成正比 与 成反比 正对面积 介电常数 两板间的距离 二 带电粒子在电场中的运动1 带电粒子在电场中的加速 1 运动状态分析 带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场 受到的电场力与 在同一直线上 做 运动 运动方向 匀变速直线 1 运动状态分析 带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时 受到恒定的与初速度方向 的电场力作用而做 运动 2 处理方法 类似于平抛运动的处理 应用运动的合成与分解的方法 沿初速度方向做 运动 运动时间 t l v0 沿电场力方向做 运动 垂直 匀变速曲线 匀速票线 匀加速直线 思考感悟 三 示波管的原理1 构造 2 工作原理 如图6 3 1所示 图6 3 1 电子枪 偏转电极 荧光屏 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 在那里产生一个亮斑 2 yy 上加的是待显示的 xx 上是机器自身的锯齿形电压 叫做 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的一个周期内变化的图像 中心 信号电压 扫描 课堂互动讲练 2 第二类动态变化 名师点睛 在分析平行板电容器的电容及其他参量的动态变化时 有两个技巧 1 确定不变量 2 选择合适的公式分析 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 两块大小 形状完全相同的金属平板平行放置 构成一平行板电容器 与它相连接的电路如图6 3 2所示 接通开关k 电源即给电容器充电 图6 3 2 a 保持k接通 减小两极板间的距离 则两极板间电场的电场强度减小b 保持k接通 在两极板间插入一块介质 则极板上的电荷量增大c 断开k 减小两极板间的距离 则两极板间的电势差减小d 断开k 在两极板间插入一块介质 则两块极板间的电势差增大 二 带电粒子在电场中运动问题的分析1 研究对象 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 2 平衡 静止或匀速直线运动 条件 f合 0或qe mg 仅受电场力和重力时 3 带电粒子的加速及处理方法 1 运动状态分析 带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场 受到的电场力与运动方向在同一直线上 做匀变速直线运动 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 如图6 3 3所示 从f处释放一个无初速度的电子向b板方向运动 指出下列对电子运动的描述中哪项是正确的 设电源电动势为e 图6 3 3 a 电子到达b板时的动能是2eeb 电子从b板到达c板动能增大c 电子到达d板时动能是3eed 电子在a板和d板之间做往复运动解析 选d 电子在ab之间做匀加速运动 且ee ek a错误 在bc之间做匀速运动 b错误 在cd之间做匀减速运动 到达d板时 速度减为零 c错误 d正确 三 对带电粒子在匀强电场中偏转的讨论1 粒子偏转角的问题 图6 3 4 由 式可知 粒子的偏转角和偏转距离与粒子的q m无关 仅决定于加速电场和偏转电场 即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场 它们在电场中的偏转角度和偏转距离总是相同的 名师点睛 1 偏转距离是沿场强方向的距离而不是初末位置间的距离 2 偏转角是两速度方向的夹角 而不是位移和速度的夹角 即时应用 即时突破 小试牛刀 3 如图6 3 5所示 图6 3 5 答案 10cm 经典题型探究 满分样板10分 两个半径均为r的圆形平板电极 平行正对放置 相距为d 极板间的电势差为u 板间电场可以认为是均匀的 一个 粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间 到达负极板时恰好落在极板中心 已知质子带电荷量为e 质子和中子的质量均视为m 忽略重力和空气阻力的影响 求 1 极板间的电场强度e 2 粒子在极板间运动的加速度a 3 粒子的初速度v0 思路点拨 两平行板间的电场为匀强电场 所以 粒子在板间做类平抛运动 分析的方法与平抛运动相同 即运动的合成与分解 反思领悟 1 两平行板间的电场可以看成匀强电场 2 垂直射入电场的微观粒子在电场中的运动分解成沿初速度方向的匀速直线运动和沿电场方向的匀加速直线运动 电子以水平初速度v0沿平行金属板中央射入 在金属板间加上如图6 3 6所示的交变电压 已知电子质量为m 电荷量为e 电压周期为t 电压为u0 求 图6 3 6 1 若电子从t 0时刻进入板间 在半周期内恰好能从板的上边缘飞出 则电子飞出速度为多大 2 若电子在t 0时刻进入板间 能从板右边水平飞出 则金属板为多长 思路点拨 电子进入电场加速 由动能定理可求速度 而电子水平飞出时 竖直分速度一定为零 经历的时间应为周期的整数倍 规律总结 对于带电粒子在交变电场中的问题 由于不同时间内场强不同 使得带电粒子所受的电场力不同 造成带电粒子的运动情况发生变化 解决这类问题 要分段进行分析 根据题意找出满足题目要求的条件 从而分析求解 互动探究例2中若电子能从板中点o 水平飞出 电子应从哪一时刻进入板间 两板间距至少为多大 2011年江苏模拟 一质量为m 带电量为 q的小球以水平初速度v0进入竖直向上的匀强电场中 如图6 3 7甲所示 今测得小球进入电场后在竖直方向下降的高度y与水平方向的位移x之间的关系如图乙所示 根据图乙给出的信息 重力加速度为g 问 图6 3 7 1 匀强电场的场强大小 2 小球从进入匀强电场到下降h高度的过程中 电场力做了多少功 3 小球在h高度处的动能多大 思路点拨 小球受到电场力方向与场强