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物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 第三单元第三单元 电容器与带电粒子在电场中的运动电容器与带电粒子在电场中的运动 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 电容器电容器 1 组成 两个彼此组成 两个彼此 且又且又 的的 导体导体 2 带电荷量 一个极板所带电荷量的带电荷量 一个极板所带电荷量的 绝缘绝缘 相互靠近相互靠近 绝对值绝对值 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 3 充充 放电放电 充电 把电容器接在电源上后充电 把电容器接在电源上后 电容器两个极板分电容器两个极板分 别带上等量的别带上等量的 电荷的过程电荷的过程 充电后充电后 两极板间有两极板间有 存在存在 电容器储存电容器储存 放电 用导线将充电后的电容器的两极板接通放电 用导线将充电后的电容器的两极板接通 极极 板上电荷板上电荷 的过程的过程 放电后的两极板间不再有电放电后的两极板间不再有电 场场 电场能转化为电场能转化为 的能量的能量 异种异种 电场电场 电荷电荷 中和中和 其他形式其他形式 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 2 电容电容 1 定义 电容器所带的定义 电容器所带的 与电容器两极板与电容器两极板 间的间的 的比值的比值 2 意义 表示电容器容纳电荷意义 表示电容器容纳电荷 的物理量的物理量 3 定义式 定义式 C 4 单位 单位 1法拉法拉 F 微法微法 F 皮法皮法 pF 电荷量电荷量 电势差电势差 本领本领 106 1012 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 运动状态的分析 带电粒子沿与电场线平行的方运动状态的分析 带电粒子沿与电场线平行的方 向进入匀强电场向进入匀强电场 粒子的重力不计时粒子的重力不计时 受到的电场力与运受到的电场力与运 动方向在同一直线上动方向在同一直线上 粒子做粒子做 运动运动 2 用功能观点分析 用功能观点分析 粒子的重力不计时粒子动能的粒子的重力不计时粒子动能的 变化量等于变化量等于 做的功做的功 匀加速匀加速 或匀减速或匀减速 直线直线 电场力电场力 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 运动性质运动性质 不计重力的带电粒子以速度不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入垂直于电场线方向飞入 匀强电场时匀强电场时 受到与初速度方向垂直的电场力作用而做受到与初速度方向垂直的电场力作用而做 运动运动 2 分析方法分析方法 1 处理方法 处理方法 类平抛运动可分解为沿初速度方向的类平抛运动可分解为沿初速度方向的 运运 动和垂直初速度方向的初速度为零的动和垂直初速度方向的初速度为零的 运动运动 曲线曲线 匀速直线匀速直线 匀加速匀加速 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 2 有关物理量 有关物理量 如图如图1所示所示 一质量为一质量为m 电荷量为电荷量为q的粒子以初速度的粒子以初速度 v0沿中轴线射入沿中轴线射入 在垂直场强方向做匀速运动 在垂直场强方向做匀速运动 vx v0 图图1 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 3 示波器示波器 构造 示波器的核心部件是示波管构造 示波器的核心部件是示波管 它由电子枪它由电子枪 荧光屏组成荧光屏组成 工作原理 如图工作原理 如图2所示所示 电子先由加速电压电子先由加速电压U1加速加速 再经偏转电压再经偏转电压U2偏转偏转 偏转电极偏转电极 图图2 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 电容器的充电和放电电容器的充电和放电 充电 使电容器两极板带上等量电荷的过程充电 使电容器两极板带上等量电荷的过程 电流电流 从电源的正极流向电容器的正极板从电源的正极流向电容器的正极板 从电容器负极板流向从电容器负极板流向 电源负极电源负极 特点 电流由大到小 电荷量增加 两板间电压升高 特点 电流由大到小 电荷量增加 两板间电压升高 电容器间电场强度增大 电场能逐渐增大电容器间电场强度增大 电场能逐渐增大 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 放电 带电的电容器失去电荷的过程放电 带电的电容器失去电荷的过程 电流从电容电流从电容 器的正极板通过电路流向负极板器的正极板通过电路流向负极板 特点 电流由大变小 电荷量减少 两极间电压变小 特点 电流由大变小 电荷量减少 两极间电压变小 电容器中的电场强度减弱 电场能逐渐减少电容器中的电场强度减弱 电场能逐渐减少 特别提醒 特别提醒 电容器在充电容器在充 放电过程放电过程 连接两极板的外连接两极板的外 电路中有电流电路中有电流 而两极板间无电荷移动 充而两极板间无电荷移动 充 放电结束时放电结束时 连接两极板的外电路中无电流连接两极板的外电路中无电流 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 2 应掌握的三个公式应掌握的三个公式 公式公式 C Q U Q U是电容的定义式 对任何电容器 是电容的定义式 对任何电容器 都适用 都适用 Q 是指一个极板上所带电荷量的绝对值 对一是指一个极板上所带电荷量的绝对值 对一 个个确定的电容器 其电容已确定 不会随带电荷量的改确定的电容器 其电容已确定 不会随带电荷量的改 变而改变 变而改变 公式公式 C rS 4 kd是平行板电容器的决定式 只对平 是平行板电容器的决定式 只对平 行板电容器适用 其中行板电容器适用 其中 S 为正对面积 为正对面积 d 为板间距离 为板间距离 r 为介质的介电常数 为介质的介电常数 r 1 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 平行板电容器两板间场强的决定式平行板电容器两板间场强的决定式 E 4 kQ rS 只要只要 Q S 和不变 场强不变 和不变 场强不变 电容反映了电容器容纳电荷的本领电容反映了电容器容纳电荷的本领 但但 电容大电容大 实际所带电荷量并不一定大实际所带电荷量并不一定大 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 3 动态分析如下表动态分析如下表 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 分析电容器结构变化引起的动态问题时要弄清三点 分析电容器结构变化引起的动态问题时要弄清三点 电容器两极板是否与电源相连接电容器两极板是否与电源相连接 哪个极板接地哪个极板接地 C值通过什么途径改变 若电容器充电后脱离电源值通过什么途径改变 若电容器充电后脱离电源 则隐则隐 含含 Q不变不变 若电容器始终接在电源上 若电容器始终接在电源上 则隐含则隐含 U不不 变变 若带正电极板接地 若带正电极板接地 则该极板电势为则该极板电势为0 电场中任电场中任 一点的电势均小于零 若带负电极板接地一点的电势均小于零 若带负电极板接地 则该极板电势则该极板电势 为为0 电场中任一点的电势均大于零电场中任一点的电势均大于零 还可根据还可根据E电 电 q A 求电荷在某点求电荷在某点A的电势能的电势能 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 带电粒子在电场中的匀速直线运动带电粒子在电场中的匀速直线运动 这类问题实际上含有电场力的物体的平衡问题这类问题实际上含有电场力的物体的平衡问题 求解求解 时要注意电场力的特点时要注意电场力的特点 求解步骤为 选取研究对象求解步骤为 选取研究对象 受受 力分析并画出受力图力分析并画出受力图 再由平衡条件列出具体方程求未知再由平衡条件列出具体方程求未知 量量 2 带电粒子做直线运动时带电粒子做直线运动时 垂直于运动方向上所受垂直于运动方向上所受 合力为零 在运动方向上所受合力可以为零合力为零 在运动方向上所受合力可以为零 匀速时匀速时 也也 可以不为零可以不为零 变速时变速时 可用牛顿定律或能量观点求解可用牛顿定律或能量观点求解 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 研究对象研究对象 1 基本粒子 如电子基本粒子 如电子 质子质子 粒子粒子 离子等除有说离子等除有说 明或有明确的暗示以外明或有明确的暗示以外 一般都不考虑重力一般都不考虑重力 但并不忽略但并不忽略 质量质量 2 带电颗粒 如液滴带电颗粒 如液滴 油滴油滴 尘埃尘埃 小球等小球等 除有说除有说 明或有明确的暗示以外明或有明确的暗示以外 一般都不能忽略重力一般都不能忽略重力 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 2 带电粒子的加速及处理方法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 入匀强电场入匀强电场 受到的电场力与运动方向在同一直线上受到的电场力与运动方向在同一直线上 做做 匀加速直线运动匀加速直线运动 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 2 用功能观点分析 粒子动能的变化量等于电场用功能观点分析 粒子动能的变化量等于电场 力对它所做的功力对它所做的功 电场可以是匀强或非匀强电场电场可以是匀强或非匀强电场 若粒 若粒 子的初速度为零 则 子的初速度为零 则 qU 1 2mv 2 v 2qU m 若粒 若粒 子的初速度不为零 则 子的初速度不为零 则 qU 1 2 mv2 1 2 mv 2 0 v v2 0 2qU m 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 3 对偏转问题中的概念理解及处理方法对偏转问题中的概念理解及处理方法 1 偏转角 粒子飞出电场时偏转角 粒子飞出电场时 速度方向相对于初速度速度方向相对于初速度 方向转过的角度方向转过的角度 如图如图3中的中的 角角 图图3 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 设带电粒子质量为设带电粒子质量为 m 带电荷量为 带电荷量为 q 以速度 以速度 v0 垂直于电场线方向射入匀强偏转电场 偏转电压为垂直于电场线方向射入匀强偏转电场 偏转电压为 U1 若粒子飞出电场时偏角为若粒子飞出电场时偏角为 则 则 tan vy vx 式中式中 vy at qU1 dm l v0 vx v0 代入得代入得 tan qU1l mv2 0d 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 2 偏转距离 粒子飞出电场时的位置相对于初速度方偏转距离 粒子飞出电场时的位置相对于初速度方 向的垂直距离 如图中的向的垂直距离 如图中的 y 则有 则有 y 1 2at 2 1 2 U1q dm l v0 2 U1ql2 2dmv2 0 3 推论 推论 若不同的带电粒子是从静止经过同一加速电压若不同的带电粒子是从静止经过同一加速电压 U0 加速后进入偏转电场的 则由加速后进入偏转电场的 则由 qU0 1 2mv 2 0和 和 y U1ql2 2dmv2 0得 得 y U1l2 4U0d tan U1l 2U0d 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 由上式可知由上式可知 粒子的偏转角和偏转距离与粒子的粒子的偏转角和偏转距离与粒子的q m无关无关 仅决定于加速电场和偏转电场仅决定于加速电场和偏转电场 即不同的带电粒即不同的带电粒 子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场 它们在它们在 电场中的偏转角度和偏转距离总是相同的电场中的偏转角度和偏转距离总是相同的 作粒子速度的反向延长线 设交于作粒子速度的反向延长线 设交于 O 点 点 O 点与点与 电场边缘的距离为电场边缘的距离为 x 则 则 x y tan qU1l2 2dmv2 0 qU1l mv2 0d l 2 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 由上式可知由上式可知 粒子从偏转电场中射出时粒子从偏转电场中射出时 就像是从极就像是从极 板间的板间的l 2处沿直线射出处沿直线射出 注意 注意 以上结论均适用于带电粒子能从电场中穿出情以上结论均适用于带电粒子能从电场中穿出情 况况 如果带电粒子没有从电场中穿出如果带电粒子没有从电场中穿出 此时此时v0t不再等于板不再等于板 长长L 应根据情况进行分析应根据情况进行分析 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 偏转距离是沿场强方向的距离而不是初末位置偏转距离是沿场强方向的距离而不是初末位置 间的距离间的距离 2 偏转角是两速度方向的夹角偏转角是两速度方向的夹角 而不是位移和速而不是位移和速 度的夹角度的夹角 3 带电粒子能飞出电场时带电粒子能飞出电场时 其飞行时间由沿初速其飞行时间由沿初速 度方向的匀速直线运动决定 不能飞出电场时度方向的匀速直线运动决定 不能飞出电场时 其飞其飞 行时间由沿电场方向的匀变速直线运动来决定行时间由沿电场方向的匀变速直线运动来决定 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 若仅有电场力做功若仅有电场力做功 则带电粒子的动能和电势能则带电粒子的动能和电势能 之和不变之和不变 2 若仅有重力和电场力做功若仅有重力和电场力做功 则带电粒子的电势能则带电粒子的电势能 和机械能之和不变和机械能之和不变 应用时要分清条件应用时要分清条件 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 例例1 2009年福建卷年福建卷 如图如图4所示所示 平行板电容器平行板电容器 与电动势为与电动势为E的直流电源的直流电源 内阻不计内阻不计 连接连接 下极板接下极板接 地地 一带电油滴位于电容器中的一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状点且恰好处于平衡状 态态 现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离 图图4 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 A 带电油滴将沿竖直方向向上运动带电油滴将沿竖直方向向上运动 B P点的电势将降低点的电势将降低 C 带电油滴的电势能将减小带电油滴的电势能将减小 D 若电容器的电容减小若电容器的电容减小 则极板带电量将增大则极板带电量将增大 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 上极板向上移动一小段距离后上极板向上移动一小段距离后 板间电压不变板间电压不变 仍为仍为E 故电场强度将减小故电场强度将减小 油滴所受电场力减小油滴所受电场力减小 故油故油 滴将向下运动滴将向下运动 A错 错 P点的电势大于点的电势大于0 且且P点与下极板点与下极板 间的电势差减小间的电势差减小 所以所以P点的油滴向下运动电场力做负功点的油滴向下运动电场力做负功 电势降低电势降低 B对 油滴向下运动时电场力做负功对 油滴向下运动时电场力做负功 油滴的油滴的 电势能应增加电势能应增加 C错 电容器的电容错 电容器的电容C 由 于由 于 d 增大增大 电容电容C应减小应减小 极板带电量极板带电量q CE将减小将减小 D错错 答案 答案 B 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 高分通道高分通道 解决电容器动态问题的思路解决电容器动态问题的思路 1 确定不变量确定不变量 分析电压不变或电荷量不变分析电压不变或电荷量不变 2 用决定式用决定式 C S d 分析平行板电容器电容的变化 分析平行板电容器电容的变化 3 用定义式用定义式 C Q U分析电容器所带电荷量或两极板间电 分析电容器所带电荷量或两极板间电 压的变化 压的变化 4 用用 E U d 分析电容器极板间场强的变化 分析电容器极板间场强的变化 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 变式变式1 如图如图5所示所示 用电池对电容器充电用电池对电容器充电 电路电路a b之间接有一灵敏电流表之间接有一灵敏电流表 两极板间有一个电荷两极板间有一个电荷q处于静止处于静止 状态状态 现将两极板的间距变大现将两极板的间距变大 则则 A 电荷将向上加速运动电荷将向上加速运动 B 电荷将向下加速运动电荷将向下加速运动 C 电流表中将有从电流表中将有从a到到b的电流的电流 D 电流表中将有从电流表中将有从b到到a的电流的电流 图图5 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 充电后电容器的上极板充电后电容器的上极板 A 带正电 不断开电带正电 不断开电 源 增大两板间距 源 增大两板间距 U 不变 不变 d 增大 由增大 由 E U d 知两极板知两极板 间场强减小 场强减小会使电荷间场强减小 场强减小会使电荷 q 受到的电场力减小 受到的电场力减小 电场力小于重力 合力向下 电荷电场力小于重力 合力向下 电荷 q 向下加速运动 由向下加速运动 由 C S 4 kd知电容 知电容 C 减小 由减小 由 Q CU 知极板所带电荷量知极板所带电荷量 减少 会有一部分电荷返回电源 形成逆时针方向的电减少 会有一部分电荷返回电源 形成逆时针方向的电 流 电流表中将会有由流 电流表中将会有由 b 到到 a 的电流 选项的电流 选项 BD 正确 正确 答案 答案 BD 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 例例2 2009年四川卷年四川卷 如图如图6所示所示 粗糙程度均匀粗糙程度均匀 的绝缘斜面下方的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷点处有一正点电荷 带负电的小物体以带负电的小物体以 初速度初速度v1从从M点沿斜面上滑点沿斜面上滑 到达到达N点时速度为零点时速度为零 然后然后 下滑回到下滑回到M点点 此时速度为此时速度为v2 v2 v1 若小物体电荷量保若小物体电荷量保 持不变持不变 OM ON 则则 图图6 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 A 小物体上升的最大高度为 小物体上升的最大高度为v 2 1 v2 2 4g B 从 从 N 到到 M 的过程中 小物体的电势能逐渐减的过程中 小物体的电势能逐渐减 小小 C 从 从 M 到到 N 的过程中 电场力对小物体先做负的过程中 电场力对小物体先做负 功后做正功功后做正功 D 从 从 N 到到 M 的过程中 小物体受到的摩擦力和的过程中 小物体受到的摩擦力和 电场力均是先增大后减小电场力均是先增大后减小 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 因为因为OM ON M N两点位于同一等势面两点位于同一等势面 所以从所以从M到到N过程中电场力对小物体先做正功再做负功过程中电场力对小物体先做正功再做负功 电势能先减小后增大电势能先减小后增大 B C错误 因为小物体先靠近正错误 因为小物体先靠近正 电荷又远离电荷又远离 所以电场力所以电场力 斜面压力斜面压力 摩擦力都是先增大摩擦力都是先增大 后减小后减小 D正确 设物体上升的最大高度为正确 设物体上升的最大高度为h 摩擦力做摩擦力做 功为功为W 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 在上升过程中由动能定理得 在上升过程中由动能定理得 mgh W 0 1 2mv 2 1 下 下 降过程中由动能定理得降过程中由动能定理得 mgh W 1 2mv 2 2 联立求 联立求解得物体解得物体 上升的最大高度为上升的最大高度为 h v 2 1 v2 2 4g A 正确 正确 答案 答案 AD 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 高分通道高分通道 1 本题是一个力学与电学结合的题目本题是一个力学与电学结合的题目 难度较大难度较大 求求 解时需综合考虑点电荷电场中的等势面解时需综合考虑点电荷电场中的等势面 动能定理动能定理 物体物体 的平衡条件等知识的平衡条件等知识 对能力的要求较高对能力的要求较高 2 对点电荷电场的等势面认识不清对点电荷电场的等势面认识不清 不知不知UM UN导导 致错误致错误 3 带电体在非匀强电场中的运动带电体在非匀强电场中的运动 求速度时要优先求速度时要优先 选择能量的方法来处理选择能量的方法来处理 电场力的功用电场力的功用qU计算计算 并注意电并注意电 势势 电势差的分析电势差的分析 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 变式变式2 如图如图7所示所示 板长板长L 4 cm的平行板电容器的平行板电容器 板间距离板间距离d 3 cm 板与水平方向夹角板与水平方向夹角 37 两板所加两板所加 电压为电压为U 100 V 有一带负电液滴有一带负电液滴 带电荷量为带电荷量为q 3 10 10C 以以v0 1 m s的水平速度自的水平速度自A板边缘水平进入电场板边缘水平进入电场 在电场中仍沿水平方向并恰好从在电场中仍沿水平方向并恰好从B板边缘水平飞出板边缘水平飞出 求 求 cos37 0 8 sin37 0 6 g取取10 m s2 1 液滴的质量 液滴的质量 2 液滴飞出时的速度液滴飞出时的速度 图图7 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 由于带电粒子重力方向竖直向下 所受电场由于带电粒子重力方向竖直向下 所受电场 力方向只能垂直两板向上 其合力方向水平向右 做匀力方向只能垂直两板向上 其合力方向水平向右 做匀 加速运动 加速运动 1 qU d cos37 mg m 8 10 8kg 2 qU d sin37 ma a gtan37 3 4g 设液滴在平行板中飞行的距离为设液滴在平行板中飞行的距离为 x x d sin37 0 05 m 又因又因 v2 v2 0 2ax 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 所以所以 v v2 0 2ax 1 32 m s 或 液滴受到的合外力或 液滴受到的合外力 F mgtan37 由动能定理得 由动能定理得 Fx 1 2mv 2 1 2mv 2 0 解得 解得 v 1 32 m s 答案 答案 1 8 10 8kg 2 1 32 m s 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 例例3 两个半径均为两个半径均为R的圆形平板电极的圆形平板电极 平行正对平行正对 放置放置 相距为相距为d 极板间的电势差为极板间的电势差为U 板间电场可以认为板间电场可以认为 是均匀的是均匀的 一个一个 粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于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电场方向射入两极板之间 到达负极板时恰好落在极板中到达负极板时恰好落在极板中 心心 已知质子电荷量为已知质子电荷量为e 质子和中子的质量均视为质子和中子的质量均视为m 忽略重力和空气阻力的影响忽略重力和空气阻力的影响 求 求 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 极板间的电场强度极板间的电场强度E 2 粒子在极板间运动的加速度粒子在极板间运动的加速度a 3 粒子的初速度粒子的初速度v0 解析 解析 两平行板间的电场为匀强电场两平行板间的电场为匀强电场 所以所以 粒子在粒子在 板间做类平抛运动板间做类平抛运动 分析的方法与平抛运动相同分析的方法与平抛运动相同 即运动即运动 的合成与分解的合成与分解 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 极板间场强为 极板间场强为 E U d 2 粒子的电荷量为粒子的电荷量为 2e 质量为 质量为 4m 所受电场力 所受电场力 为 为 F 2eE 2eU d 粒子在极板间运动的加速度为 粒子在极板间运动的加速度为 a F 4m eU 2md 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 3 由由 d 1 2at 2 得得 t 2d a 2d m eU 在垂直于电场方向上在垂直于电场方向上 R v0t 所以所以 v0 R t R 2d eU m 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 高分通道高分通道 带电粒子垂直进入匀强电场后的偏转带电粒子垂直进入匀强电场后的偏转 和重物在重力和重物在重力 场中的平抛运动很相似场中的平抛运动很相似 可以用类比的方法来学习电场中可以用类比的方法来学习电场中 的类平抛运动的类平抛运动 1 类似于平抛运动的分析处理类似于平抛运动的分析处理 应用运动的合成和应用运动的合成和 分解的知识分解的知识 2 从力学的观点和能量的观点着手从力学的观点和能量的观点着手 按力学问题的按力学问题的 分析法加以分析分析法加以分析 分析带电粒子在运动过程中其他形式的分析带电粒子在运动过程中其他形式的 能和动能之间的转化过程时能和动能之间的转化过程时 可应用动能定理可应用动能定理 也可以用也可以用 能量守恒定律能量守恒定律 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 变式变式3 如图如图8所示所示 甲图是用来使带正电的离子加甲图是用来使带正电的离子加 速和偏转的装置速和偏转的装置 乙图为该装置中加速与偏转电场的等效乙图为该装置中加速与偏转电场的等效 模拟模拟 以以y轴为界轴为界 左侧为沿左侧为沿x轴正向的匀强电场轴正向的匀强电场 场强为场强为 E 右侧为沿右侧为沿y轴负方向的匀强电场轴负方向的匀强电场 已知已知OA AB OA AB 且且OB间的电势差为间的电势差为U0 若在若在x轴的轴的C点无初速地释放一点无初速地释放一 个电荷量为个电荷量为q 质量为质量为m的正离子的正离子 不计重力不计重力 结果正离子结果正离子 刚好通过刚好通过B点点 求 求 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 CO间的距离间的距离d 2 粒子通过粒子通过B点的速度大小点的速度大小 图图8 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 1 设正离子到达设正离子到达 O 点的速度为点的速度为 v0 其方向沿其方向沿 x 轴的正方向轴的正方向 则正离子由则正离子由 C 点到点到 O 点由动能定理得 点由动能定理得 qEd 1 2mv 2 0 0 而正离子从而正离子从 O 点到点到 B 点做类平抛运动 则 点做类平抛运动 则 OA 1 2 qU0 OA mt 2 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 AB v0t 而而 OA AB 由由 得得 d U0 4E 2 设正离子到设正离子到 B 点时速度的大小为点时速度的大小为 vB 正离子从 正离子从 C 到到 B 过程中由动能定理得 过程中由动能定理得 qEd qU0 1 2mv 2 B 0 解得解得 vB 5qU0 2m 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 电容器是一种常用的电子元件电容器是一种常用的电子元件 对电容器认识正对电容器认识正 确的是确的是 A 电容器的电容表示其储存电荷的能力电容器的电容表示其储存电荷的能力 B 电容器的电容与它所带的电荷量成正比电容器的电容与它所带的电荷量成正比 C 电容器的电容与它两极板间的电压成正比电容器的电容与它两极板间的电压成正比 D 电容的常用单位有电容的常用单位有 F和和pF 1 F 103pF 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 C Q U是电容的定义式 不是决定式 故 是电容的定义式 不是决定式 故 C 与与 Q U 无关 无关 B C 错错 1 F 106pF D 错 电容是表错 电容是表 示电容器储存电荷的能力的物理量 示电容器储存电荷的能力的物理量 A 选项正确 选项正确 答案 答案 A 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 2 如图如图9所示所示 在电场中在电场中 一个负电荷从一个负电荷从C点分别沿点分别沿 直线移到直线移到A点和点和B点点 在这两个过程中在这两个过程中 均需克服电场力均需克服电场力 做功做功 且做功的值相同且做功的值相同 有可能满足这种做功情况的电场有可能满足这种做功情况的电场 是是 A 正正y方向的匀强电场方向的匀强电场 B 正正x方向的匀强电场方向的匀强电场 C 在第在第 象限内有负点电荷象限内有负点电荷 D 在第在第 象限内有负点电荷象限内有负点电荷 图图9 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 如果电场是沿正如果电场是沿正y方向的匀强电场方向的匀强电场 则则A B为为 同一等势面上的点同一等势面上的点 故故A正确正确 如果在如果在AB的中垂线上放一的中垂线上放一 负电荷负电荷 则则A B也是同一等势面上的点也是同一等势面上的点 故选项故选项C D正正 确确 答案 答案 ACD 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 3 水平放置的平行板电容器与一电池相连水平放置的平行板电容器与一电池相连 在电容在电容 器的两板间有一带正电的质点处于静止平衡状态器的两板间有一带正电的质点处于静止平衡状态 现将电现将电 容器两板间的距离增大容器两板间的距离增大 则则 A 电容变大电容变大 质点向上运动质点向上运动 B 电容变大电容变大 质点向下运动质点向下运动 C 电容变小电容变小 质点保持静止质点保持静止 D 电容变小电容变小 质点向下运动质点向下运动 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 电容的变化依据平行板电容器电容的决定式电容的变化依据平行板电容器电容的决定式 C rS 4 kd分析 电容器两板间电压不变 根据板间距离 分析 电容器两板间电压不变 根据板间距离 的变化得出板间场强的变化 的变化得出板间场强的变化 由平行板电容器电容公式由平行板电容器电容公式 C rS 4 kd知 将两板间的 知 将两板间的 距离增大 电容必变小 距离增大 电容必变小 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 水平放置的平行板电容器与一电池相连水平放置的平行板电容器与一电池相连 则则U不变不变 由由U Ed可知可知 E必变小必变小 则电场力小于重力则电场力小于重力 质点向下质点向下 运动运动 故选故选D 答案 答案 D 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 4 如下图如下图10所示所示 水平放置的充电平行金属板相距水平放置的充电平行金属板相距 为为d 其间形成匀强电场其间形成匀强电场 一带正电的油滴从下极板边缘一带正电的油滴从下极板边缘 射入射入 并沿直线从上极板边缘射出并沿直线从上极板边缘射出 油滴的质量为油滴的质量为m 带带 电荷量为电荷量为q 则则 图图10 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块