2012届高考物理知识点总结复习 电容、带电粒子在电场中的运动 鲁科版

用心 爱心 专心1 20122012 届高考物理知识点总结复习 电容 带电粒子在电场中的运动届高考物理知识点总结复习 电容 带电粒子在电场中的运动 知识要点 知识要点 一 基础知识 1 电容 1 两个彼此绝缘 而又互相靠近的导体 就组成了一个电容器 2 电容 表示电容器容纳电荷的本领 a 定义式 C Q U Q U 即电容C等于Q与U的比值 不能理解为电容C与Q成 正比 与U成反比 一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的 与电容器是否 带电及带电多少无关 b 决定因素式 如平行板电容器C S kd 4 不要求应用此式计算 3 对于平行板电容器有关的Q E U C的讨论时要注意两种情况 a 保持两板与电源相连 则电容器两极板间的电压U不变 b 充电后断开电源 则带电量Q不变 4 电容的定义式 C Q U 定义式 5 C由电容器本身决定 对平行板电容器来说C取决于 C S Kd 4 决定式 6 电容器所带电量和两极板上电压的变化常见的有两种基本情况 第一种情况 若电容器充电后再将电源断开 则表示电容器的电量 Q 为一定 此时电 容器两极的电势差将随电容的变化而变化 第二种情况 若电容器始终和电源接通 则表示电容器两极板的电压V为一定 此时 电容器的电量将随电容的变化而变化 2 带电粒子在电场中的运动 1 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 平衡 加速或减速 是直 线还是曲线 然后选用恰当的规律解题 2 在对带电粒子进行受力分析时 要注意两点 a 要掌握电场力的特点 如电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关 还与 带电粒子的电量和电性有关 在匀强电场中 带电粒子所受电场力处处是恒力 在非匀强 电场中 同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同 用心 爱心 专心2 b 是否考虑重力要依据具体情况而定 基本粒子 如电子 质子 粒子 离子等除 有要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 带电颗粒 如液滴 油滴 尘埃 小球等 除有说明或明确的暗示以外 一般都不能忽略重力 3 带电粒子的加速 含偏转过程中速度大小的变化 过程是其他形式的能和功能 之间的转化过程 解决这类问题 可以用动能定理 也可以用能量守恒定律 如选用动能定理 则要分清哪些力做功 做正功还是负功 是恒力功还是变力功 若 电场力是变力 则电场力的功必须表达成WqU abab 还要确定初态动能和末态动能 或 初 末态间的动能增量 如选用能量守恒定律 则要分清有哪些形式的能在变化 怎样变化 是增加还是减少 能量守恒的表达形式有 a 初态和末态的总能量 代数和 相等 即EE 初末 b 某种形式的能量减少一定等于其它形式能量的增加 即 EE 减增 c 各种形式的能量的增量的代数和 EE 12 0 4 带电粒子在匀强电场中类平抛的偏转问题 如果带电粒子以初速度v0垂直于场强方向射入匀强电场 不计重力 电场力使带电粒 子产生加速度 作类平抛运动 分析时 仍采用力学中分析平抛运动的方法 把运动分解 为垂直于电场方向上的一个分运动 匀速直线运动 vv x 0 x v t 0 另一个是平行 于场强方向上的分运动 匀加速运动 vat a qU md y y qU md x v 1 2 0 2 粒子的偏 转角为tg v v qU mv d y x 00 2 经一定加速电压 U1 加速后的带电粒子 垂直于场强方向射 入确定的平行板偏转电场中 粒子对入射方向的偏移 y qU L mdv U L dU 1 24 2 2 0 2 2 2 1 它只跟加在偏转电极上的电压U2有关 当偏转电压的大小极性发生变化时 粒子的偏移也随之变化 如果偏转电压的变化周期远 远大于粒子穿越电场的时间 T L v0 则在粒子穿越电场的过程中 仍可当作匀强电 场处理 应注意的问题 应注意的问题 1 电场强度E和电势U仅仅由场本身决定 与是否在场中放入电荷 以及放入什么 样的检验电荷无关 2 而电场力F和电势能 两个量 不仅与电场有关 还与放入场中的检验电荷有关 用心 爱心 专心3 所以E和U属于电场 而F电和 属于场和场中的电荷 3 一般情况下 带电粒子在电场中的运动轨迹和电场线并不重合 运动轨迹上的一 点的切线方向表示速度方向 电场线上一点的切线方向反映正电荷的受力方向 物体的受力方向和运动方向是有区别的 4 如图所示 只有在电场线为直线的电场中 且电荷由静止开始或初速度方向和电场方向一致并只 受电场力作用下运动 在这种特殊情况下粒子的运动轨迹才是沿电力线的 3 点电荷的电场强度和电势 1 点电荷在真空中形成的电场的电场强度EQEr 源 1 2 当源电荷 Q 0时 场强方向背离源电荷 当源电荷为负时 场强方向指向源电荷 但不论源电荷 正负 距源电荷越近场强越大 2 当取U 0时 正的源电荷电场中各点电势均为正 距场源电荷越近 电势越 高 负的源电荷电场中各点电势均为负 距场源电荷越近 电势越低 3 若有n个点电荷同时存在 它们的电场就互相迭加 形成合电场 这时某点的电 场强度就等于各个点电荷在该点产生的场强的矢量和 而某点的电势就等于各个点电荷在 该点的电势的代数和 1 2 0 2 mvUq 加速 y UqL dUq UL Ud 侧移 偏转 偏转加速 偏转 加速 2 2 4 4 例 1 2011 安徽卷 T20 如图 1 12 甲所示 两平行正对的金属板A B间加有如图 1 12 乙所示的交变电压 一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P 处 若在t0时刻释放该粒子 粒子会时而向A板运动 时而向B板运动 并最终打在A板 上 则t0可能属于的时间段是 图 1 12 A 0 t0 T 4 B t0 T 2 3T 4 C t0 T 3T 4 用心 爱心 专心4 D T t0 9T 8 解析 B 由U t图象可以作出几个典型时刻开始运动对应的v t图象 取向A 板运动方向为正方向 如图所示 分别考虑在一个周期内带电粒子的运动情况 当t0 0 粒子一直往B板运动 当t0 粒子先往B板运动 到时往A板运动 在一个周期内总位移还是向B T 8 7T 8 板 当t0 粒子先往B板运动 到时往A板运动 在一个周期内总位移为零 T 4 3T 4 同理也可以分析出其余几个典型时刻的运动情况 然后对运动情况总结如下 若 0 t0 则粒子先往B板运动 后往A板运动 最终打到B板 故选项 A D 错误 T 4 若 t0 则粒子先往B板运动 后往A板运动 最终打到A板 T 4 T 2 若 t0 则粒子先往A板运动 后往B板运动 最终打到A板 故选项 B 正确 T 2 3T 4 若 t00 时 粒子被加速 则最多连续被加速的次数 N 得N 25 T0 4 T 分析可得 粒子在连续被加速