湖北远安一中高三物理《电容器与电容 带电粒子在电场中的运动》复习导学案

1 电容器与电容电容器与电容 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动 导学案导学案 班级 组号 姓名 学习目标学习目标 1 理解电容的概念 会分析平行板电容器的两类动态问题 2 熟练掌握带电粒子在电场中加速 偏转问题的处理方法 理解示波器 的原理 考点复习考点复习 考点考点 1 1 电容器与电容电容器与电容 1 电容 1 定义式 C 2 单位 法拉 F 1F F pF 3 决 定因素 电容 C 的大小由电容器本身 决定 与电压 电荷量 随 Q 变化 也不 随电压变化 2 平行板电容器 1 决定式 口述平行板电容器的电容与哪些因素有关 什么关系 口述平行板电容器的电容与哪些因素有关 什么关系 2 两类动态问题 充电后与电池两极相连 则 不变 若增大极板正对面积 S 则 C Q E 充电后与电池两极断开 则 不变 若增大极板正 对面积 S 则 C U E 考点考点 2 2 带电粒子在电场中的运动 带电粒子在电场中的运动 1 带电粒子在电场中的重力问题 电子 质子 粒子 离子等基本粒子 除有说明或 有明确的暗示以外 一般都 重力 但并不忽略质量 液滴 油滴 尘埃 小球等带 电颗粒 除有说明或有明确的暗示以外 一般都 重力 2 带电粒子在匀强电场中的偏转 带电粒子 于电场方向进入匀强电场 做 运动 处理方法类似于 利用三个基本方程 沿初速度方向 沿电 场方向 可以得到离开电场时的偏移量 离 y 开电场时的偏转角正切 比较和的表达式 写出二者的关系式 tan y tan 为 若不同的带电粒子从静止经同一加速电压 U0加速后进入偏转电场 可推 得偏移量 y 偏转角正切 tan 考点考点 3 3 示波管 示波管 如图是示波管的构造图 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运动 打在荧光屏 在那里产生一个 亮斑 请在右图中画出以下三种情况屏上亮线的形状 1 只在偏转电极 YY 上加上如图甲所示 UY Umsin t 的电压 2 只在偏转电极 XX 上加上如图乙所示的电压 3 在 偏转电极 YY 上加上图甲所示的电压 同时在偏转电极 XX 上加上图乙所示的电压 设偏转电压频率均较高 对点训练对点训练 2 1 如图 一个电容器与电池相连 增大电容器两极板间的距离 则下列说法中正确的是 A 电容器电容增大 B 电容器极板电量增加 C 在增大极板间距离过程中 电路中电流方向如题图所示 D 原来静止在电容器极板间的电荷将向上加速运动 2 如图所示 竖直放置的平行金属板带等量异种电荷 一带电微粒沿图中直线从 a 向 b 运动 下列说法中正确的是 A 微粒做匀速运动 B 微粒做匀加速运动 C 微粒电势能增大 D 微粒动能减小 3 如图所示 示波管是示波器的核心部件 它由电子枪 偏转电极和荧光屏组成 如果在荧 光屏上 P 点出现亮斑 那么示波管中的 A 极板 X 应带正电 B 极板 X 应带正电 C 极板 Y 应带正电 D 极板 Y 应带正电 热点考向热点考向 1 1 平行板电容器动态问题分析平行板电容器动态问题分析 例证例证 1 1 如图所示 平行板电容器 AB 两极板水平放置 A 在上方 B 在下方 现将其 和理想二极管串联接在电源上 已知 A 和电源正极相连 二极管具有单向导电性 一带电小 球沿 AB 中心水平射入 打在 B 极板上的 N 点 小球的重力不能忽略 现通过上下移动 A 板来改变两极板 AB 间距 两极板仍平行 则下列 说法正确的是 A 若小球带正电 当 AB 间距增大时 小球打在 N 的左侧 B 若小球带正电 当 AB 间距减小时 小球打在 N 的左侧 C 若小球带负电 当 AB 间距减小时 小球可能打在 N 的右侧 D 若小球带负电 当 AB 间距增大时 小球可能打在 N 的左侧 互动探究互动探究 在 例证 1 中 若去掉电路中的二极管 则正确的选项是 热点考向热点考向 2 2 带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转 例证例证 2 2 如图所示 真空中水平放置的两个相同极板 Y 和 Y 长为 L 相距 d 足够大的竖直屏与两板右侧相距 b 在两板间 加上可调偏转电压 UYY 一束质量为 m 带电量为 q 的粒子 不计 重力 从两板左侧中点 A 以初速度 v0沿水平方向射入电场且能穿出 1 证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心 O 点 2 求两板间所加偏转电压 UYY 的范围 3 求粒子可能到达屏上区域的长度 变式训练变式训练 如图所示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 电子经过偏转电场后打在荧光屏上的 P 点 已知 3 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 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 若要使电子打在荧光屏上 P 点的上方 可采取哪些措施 热点考向热点考向 3 3 带电体运动中的力电综合问题带电体运动中的力电综合问题 例证例证 3 3 在足够长的粗糙绝缘板 A 上放一个质量为 m 电荷量为 q 的小滑块 B 用手托 住 A 置于方向水平向左 场强大小为 E 的匀强电场中 此时 A B 均能静止 如图所示 现将 绝缘板 A 从图中位置 P 垂直电场线移至位置 Q 发现小滑块 B 相对 A 发生了运动 为研究方 便可以将绝缘板 A 的运动简化成先匀加速接着匀减速到静止的过程 测量发现竖直方向加速 的时间为 0 8 s 减速的时间为 0 2 s P Q 位置高度差为 0 5 m 已知匀强电场的场强 A B 之间动摩擦因数 0 4 g 取 10 m s2 求 qmgE 3 0 1 绝缘板 A 加速和减速的加速度大小分别为多大 2 滑块 B 最后停在离出发点水平距离为多大处 变式训练变式训练 在空间中水平面 MN 的下方存在竖直向下的匀强电场 质量为 m 的带电小球由 MN 上方的 A 点以一定初速度水平抛出 从 B 点 进入电场 到达 C 点时速度方向恰好水平 A B C 三点在同一直线上 且 AB 2BC 如图所示 由此可见 A 电场力为 3mg B 小球带正电 C 小球从 A 到 B 与从 B 到 C 的运动时间相等 D 小球从 A 到 B 与从 B 到 C 的速度变化 量相等 双基训练双基训练 1 根据电容器电容的定义式 C Q U 可知 A 电容器所带的电荷量 Q 越多 它的电容就越大 C 与 Q 成正比 B 电容器不带电时 其电容为零 C 电容器两极板之间的电压 U 越高 它的电容就越小 C 与 U 成反比 D 以上说法均不对 4 2 如图所示 两板间距为 d 的平行板电容器与电源连接 电键 K 闭合 电容器 两板间有一质量为 m 带电荷量为 q 的微粒静止不动 下列各叙述中正确的 是 A 微粒带的是正电 B 电源电动势大小为 C 电键 K 断开 把电容器两板距离增大 微粒将向下做加速运动 D 保持电键 K 闭合 把电容器两板距离增大 微粒将向下做加速运动 3 如图所示 有一带电粒子 不计重力 贴着 A 板沿水平方向射入匀强电 场 当偏转电压为 U1时 带电粒子沿轨迹 从两板右端连线的中点 飞出 当偏转电压为 U2时 带电粒子沿轨迹 落到 B 板中间 设粒子 两次射入电场的水平速度相同 则电压 U1 U2之比为 A 1 8 B 1 4 C 1 2 D 1 1 4 如图 a 所示 两个平行金属板 P Q 竖直放置 两板间加上如图 b 所示的电压 t 0 时 Q 板比 P 板电势高 5 V 此时在两板的正中央 M 点有一 个电子 速度为零 电子在电场力作用下运动 使得 电子的位置和速度随时间变化 假设电子始终未与两板 相碰 在 0 t 8 10 10 s 的时间内 这个电子处于 M 点的右侧 速度方向向左且大小逐渐减小的时间是 A 0 t 2 10 10s B 2 10 10s t 4 10 10s C 4 10 10s t 6 10 10s D 6 10 10s t 8