【红对勾】高考物理复习 63 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动课件.ppt

课时3电容器与电容带电粒子在电场中的运动 梳理知识突破难点 课前自主学习 2 静电现象的应用 1 静电屏蔽 处于静电平衡的空腔导体 腔外电场对腔内空间不产生影响 2 尖端放电 所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子 由于被吸引而奔向尖端 与尖端上的电荷中和的现象 思考 处于静电平衡状态的导体内部不存在电场吗 提示 处于静电平衡状态的导体内部存在两个电场 即施感电场和感应电场 且其合场强为零 基础自测 2010 浙江理综 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 解析 由静电屏蔽的知识可知 a d选项均错 金属可以消除多余的静电 b项正确 单根高压输电线上相距较近的两点之间电阻很小 因而电压较小 小鸟不会被电死 c选项错误 答案 b 知识回顾 1 电容器 1 组成 两个彼此绝缘且又靠的很近的导体 2 带电荷量 一个极板所带电荷量的绝对值 3 充 放电 充电 把电容器接在电源上后 电容器两个极板分别带上等量的异种电荷的过程 充电后 两极板间有电场存在 电容器储存电场能 放电 用导线将充电后的电容器的两极板接通 极板上电荷减少的过程 放电后的两极板间不再有电场 电场能转化为其他形式的能量 2 电容 1 定义 电容器所带的电荷与电容器两极板间的电势差比值 2 意义 表示电容器容纳电荷本领大小的物理量 答案 c 要点深化 1 带电粒子在电场中的运动是否考虑重力 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 结论 动能一定时tan 与q成正比 电荷量相同时tan 与动能成反比 基础自测 1 如图2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错误的是 设电源电动势为u a 电子到达b板时的动能是uevb 电子从b板到达c板动能变化量为零c 电子到达d板时动能是3uevd 电子在a板和d板之间做往复运动 解析 由电池的接法知 a板带负电 b板带正电 c板带正电 d板带负电 所以a b板间有向左的电场 c d板间有向右的电场 b c板间无电场 由动能定理知 电子到达b板时的动能为uev 到达d板的动能为0 在b c板间做匀速直线运动 总之电子能在a板和d板间往复运动 所以错误选项为c 答案 c 2 如图3所示 有一带电粒子贴着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 轨迹从两板正中间飞出 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 则两次偏转电压之比为 a u1 u2 1 8b u1 u2 1 4c u1 u2 1 2d u1 u2 1 1 答案 a 知识回顾 1 构造 1 电子枪 2 偏转电极 3 荧光屏2 工作原理 如图4所示 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 打在荧光屏中心 在那里产生一个亮斑 2 yy 上加的是待显示的信号电压 xx 上是机器自身产生的锯齿形电压 叫做扫描电压 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在一个周期内变化的稳定图象 基础自测 2011 安徽理综 图5 a 为示波管的原理图 如果在电极yy 之间所加的电压按图5 b 所示的规律变化 在电极xx 之间所加的电压按图5 c 所示的规律变化 则在荧光屏上会看到的图形是 答案 b 师生互动规律总结 课堂讲练互动 例1 如图7所示 电源的电动势为u 电路中的开关为k 平行板电容器的板间距离为d 正对面积为s 介电常数为 电容为c 求 1 k未闭合前 平行板电容器的电容 电势差 电荷量 内部电场强度分别为多大 2 k闭合后 平行板电容器的电容 电势差 电荷量 内部电场强度分别为多大 3 k闭合后又断开时 平行板电容器的电容 电势差 电荷量 内部电场强度分别为多大 4 保持k始终闭合 使平行板电容器板间距离由d变成2d 平行板电容器的电容 电势差 电荷量 内部电场强度分别为多大 5 保持k闭合后断开 使平行板电容器板间距离由d变成2d 平行板电容器的电容 电势差 电荷量 内部电场强度分别为多大 答案 见解析 答案 c 例2 如图8 极板电容器水平放置 两极间距为1 6cm 1 当两极间电势差为300v时 一带负电的小球在距下板0 8cm处静止 如果两极间电势差减小到60v时 带电小球运动到极板上需多长时间 2 当两极间电势差为60v时 一质子也从距下板0 8cm处由静止释放 则质子运动到极板上需多长时间 质子的质量为mp 1 67 10 27kg 答案 1 4 5 10 2s 2 2 1 10 7s题后反思处理问题的要点是要注意区分不同的物理过程 弄清在不同物理过程中物体的受力情况及运动性质 并选用相应的物理规律 主要规律有 1 牛顿定律结合直线运动公式 2 动能定理 变式2 1板长为l的平行金属板与水平面成 角放置 板间有匀强电场 一个带电荷量为q 质量为m的液滴 以速度v0垂直于电场线方向射入两板间 如图9所示 射入后液滴沿直线运动 两极板间的电场强度e 液滴离开电场时的速度为 例3 水平放置的两块平行金属板长l 5 0cm 两板间距d 1 0cm 两板间电压为90v 且上板为正 一个电子沿水平方向以速度v0 2 0 107m s 从两板中间射入 如图11所示 求 1 电子偏离金属板时的侧位移是多少 2 电子飞出电场时的速度是多少 3 电子离开电场后 打在屏上的p点 若s 10cm 求op的高度 3 电子飞出电场后做匀速直线运动 则op y s tan 0 025m 2 5cm 答案 见解析题后反思带电粒子在匀强电场中的运动是类平抛运动 应用运动的合成与分解的知识分别处理两个分运动即可 变式3 1如图12所示 在真空中有两块很大的平行金属板a和b a板接地 b板的电势为 两板间的距离为d 在a板的内侧涂有荧光物质 在b板的中央p处有一离子源 它不断地向各个方向发射质量为m 初速度为v 电荷量为q的正离子 这些离子打在a板的内侧时发出荧光 求a板上发出荧光的范围大小 答案 2 md2v2 q 感悟真题检验技能 随堂巩固训练 1 使用带电的金属球靠近不带电的验电器 验电器的金属箔片张开 如图13所示 表示验电器上感应电荷的分布情况正确的是 解析 静电感应时 距离带电金属球较近的验电器的金属球应带上异种电荷 验电器的金属箔片上的电性应与验电器的金属球上所带电荷的电性相反 故只有选项b正确 答案 b 2 2010 北京理综 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14所示 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 a 保持s不变 增大d 则 变大b 保持s不变 增大d 则 变小c 保持d不变 减小s 则 变小d 保持d不变 减小s 则 不变 答案 a 3 2010 重庆 某电容式话筒的原理示意图如图15所示 e为电源 r为电阻 薄片p和q为两金属极板 对着话筒说话时 p振动而q可视为不动 在p q间距增大过程中 a p q构成的电容器的电容增大b p上电荷量保持不变c m点的电势比n点的低d m点的电势比n点的高 答案 d 4 如图16所示 一束电子流在经u 5000v的加速电压加速后 在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场 若两板间距d 1 0cm 板长l 5 0cm 那么要使电子能从平行板间飞出 两个极板上最多能加多大电压 答案 400v 5 如图17所示为真空示波管的示意图 电子从灯丝k发出 初速度不计 经灯丝与a板间的加速电压u1加速 从a板中心孔沿中心线ko射出 然后进入由两块平行金属板m n形成的偏转电场中 偏转电场可视为匀强电场 电