浙江省高考物理总复习 6.2 电容器的电容 带电粒子在电场中的运动（选考部分B版）课件.ppt

第2讲电容器的电容带电粒子在电场中的运动 考纲解读 1 了解电容器的外形 结构和符号 了解电容器的充放电 2 会用电容器的定义式进行计算 3 了解影响平行板电容器电容的相关因素 4 知道带电粒子在电场中加速和偏转两种运动形式 5 理解并掌握带电粒子在电场中加速运动和偏转运动的规律 6 了解静电现象 考点一电容器的电容静电现象的应用 知识梳理 1 常见电容器 1 组成 由两个彼此又相互的导体组成 2 带电荷量 一个极板所带电荷量的 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 容纳电荷 106 极板的正对面积 相对介电常数 4 静电现象的应用 1 静电感应和静电平衡把金属导体放在电场e中 由于内部自由电子受电场力作用而定向移动 使导体的两个端面出现等量的异种电荷 这种现象叫 当自由电子的定向移动停止时 导体处于 2 静电平衡状态下导体的电场强度和电势导体内部的场强处处为 整个导体是 导体的表面是 导体表面电场线和带电体表面 3 静电平衡状态下静电荷只分布在外表面 静电感应 静电平衡状态 零 等势体 等势面 垂直 4 尖端放电现象和避雷针电性与尖端相反的粒子被吸引而奔向尖端 与尖端的电荷 相当于尖端电荷 这就是尖端放电 避雷针就是利用尖端放电的设备 5 处于静电平衡的导体腔内场强处处为零 6 处于静电平衡状态的导体 内部区域就不再受外部电场的影响 这种现象叫 中和 失去 静电屏蔽 规律方法 1 三点 易错提醒 1 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 2 一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的 与其是否带电及带电多少无关 3 电容器两端的电势差发生变化时 电路中会有充电或放电电流 2 常见类型 题组训练 1 基础考点 电容器概念的理解 多选 关于电容器的概念 下列说法正确的是 a 电容器是储存电荷和电能的容器 只有带电的容器才称为电容器b 用电源对平行板电容器充电后 两极板一定带有等量异种电荷c 电容器在充电和放电过程中 和电容器相连的电路中都有电流d 电容器充电和放电的过程 也是电场能和其他形式能相互转化的过程 解析只要能够容纳电荷 就称为电容器 电容器不一定带电 就像水杯不一定盛水一样 所以a错 由电荷守恒定律 充电过程中 正负电荷总代数和为零 所以两极板必带等量异种电荷 b正确 在充电和放电过程中 电路中都有瞬间电流 稳定后 电荷也就不再定向移动 所以c是对的 充电和放电的过程 也是能量转化的过程 总能量守恒 d选项正确 故正确答案为b c d 答案bcd 解析对一确定的电容器 其电容是不变的 与所加电压或电荷量无关 但其所带电荷量q cu是和两极板间电压成正比的 故正确答案为c d 答案cd 答案b 4 高考热点 电容器两极板上的电荷量保持不变 如图所示 先接通s使电容器充电 然后断开s 增大两极板间的距离时 电容器所带电荷量q 电容c 两极板间电势差u及场强e的变化情况是 a q变小 c不变 u不变 e变大b q变小 c变小 u不变 e变小c q不变 c变小 u变大 e不变d q不变 c变小 u变小 e无法确定 答案c 5 高考热点 电容器两极板间的电势差保持不变 如图所示的电路可将声音信号转化为电信号 该电路中 b是固定不动的金属板 a是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜 a b构成了一个电容器 且通过导线与恒定电源两极相接 若声源s做简谐运动 则a振动过程中 a a b板之间的电场强度不变b a b板所带的电荷量不变c a板向右位移最大时 电容器电容最大d 电路中始终有方向不变的电流 答案c 6 基础考点 静电现象 2016 诸暨市期末 如图1所示 一块有机玻璃板和一块塑料板 手持有机玻璃棒用力快速摩擦两板后分开 接着将塑料板插入箔片验电器上端的空心金属球中 没有接触金属球 发现金属箔片张开 如图2所示 然后抽回塑料板 再将有机玻璃板和塑料板互相平行但不接触 同时插入空心金属球 仍没有接触金属球 发现金属箔片没有张开 如图3所示 关于这一实验现象 下列的说法正确的是 a 两板摩擦后带电说明创造了新的电荷b 图2验电器箔片张开是因为发生了电磁感应c 图2验电器箔片张开是因为板上电荷转移到箔片上d 图3验电器箔片没有张开是因为两板带等量异种电荷答案d 7 基础考点 静电危害的防止 为了防止静电的危害 应尽快把静电导走 下列措施中不是为了防止静电危害的是 a 油罐车后面装一条拖地铁链b 电工钳柄上有一绝缘胶套c 飞机轮采用导电橡胶d 印染厂车间保持相当的湿度解析a c d项的做法都是为了防止静电的危害 应尽快把静电导走的方法 只有b项的不是静电的问题 而是防止触电的防护措施 答案b 加 减 速 规律方法 1 处理带电粒子在电场中运动的常用技巧 1 微观粒子 如电子 质子 粒子等 在电场中的运动 通常不必考虑其重力及运动中重力势能的变化 2 普通的带电体 如油滴 尘埃 小球等 在电场中的运动 除题中说明外 必须考虑其重力及运动中重力势能的变化 2 带电体在匀强电场中的直线运动问题的分析方法 题组训练 1 基础考点 带电粒子的加速直线运动 电子由静止开始从a板向b板运动 到达b板的速度为v 保持两板间的电势差不变 则 a 当增大两板间的距离时 速度v增大b 当减小两板间的距离时 速度v减小c 当减小两板间的距离时 速度v不变d 当减小两板间的距离时 电子在两板间运动的时间增大 答案c 答案d 解析由图乙可知 粒子做加速度减小 速度增大的直线运动 故可知从a到b电场强度减小 粒子动能增大 电势能减小 电场力方向由a指向b 电场线方向由b指向a b点电势高于a点电势 故选项b d正确 答案bd 答案d 考点三带电粒子在电场中的偏转运动 知识梳理 1 条件分析 带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场 2 运动性质 运动 3 处理方法 分解成相互的两个方向上的 类似于 匀变速曲线 垂直 直线运动 平抛运动 4 运动规律 规律方法 求解带电粒子偏转问题的思路在示波管模型中 带电粒子经加速电场u1加速 再经偏转电场u2偏转后 需再经历一段匀速直线运动才会打到荧光屏上而显示亮点p 如图所示 1 确定最终偏移距离思路 思路 2 确定偏转后的动能 或速度 思路 思路 题组训练 1 高考必考点 带电粒子在电场中的偏转 2016 绍兴市联考 多选 如图所示 带电荷量之比为qa qb 1 3的带电粒子a b以相等的速度v0从同一点出发 沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中 分别打在c d点 若oc cd 忽略粒子重力的影响 则 a a和b在电场中运动的时间之比为1 2b a和b运动的加速度大小之比为4 1c a和b的质量之比为1 12d a和b的位移大小之比为1 1 答案abc 2 高考热点 带电粒子在电场中先加速再偏转 2016 山西运城一模 真空中的某装置如图所示 其中平行金属板a b之间有加速电场 c d之间有偏转电场 m为荧光屏 今有质子 氘核和 粒子均由a板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场 最后打在荧光屏上 已知质子 氘核和 粒子的质量之比为1 2 4 电荷量之比为1 1 2 则下列判断中正确的是 a 三种粒子从b板运动到荧光屏经历的时间相同b 三种粒子打到荧光屏上的位置相同c 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1 2 2d 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1 2 4 答案b 3 高考热点 带电体在电场和重力场共同作用下的偏转 多选 如图所示 足够长的两平行金属板正对着竖直放置 它们通过导线与电源e 定值电阻r 开关s相连 闭合开关后 一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放 最终液滴落在某一金属板上 下列说法中正确的是 a 液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线b 电源电动势越大 液滴在板间运动的加速度越大c 电源电动势越大 液滴在板间运动的时间越短d 定值电阻的阻值越大 液滴在板间运动的时间越长 解析液滴在两板间的运动为一条直线 电源的电动势越大 电场力越大 液滴在板间运动的加速度越大 垂直极板的加速度越大 则运动的时间越短 液滴在板间运动的时间与电阻的阻值无关 答案bc 4 高考预测 带电粒子在电场中偏转运动的应用 2016 诸暨市期末 如图所示 喷墨打印机中的墨滴在进入偏转电场之前会被带上一定量的电荷 在电场的作用下是使电荷发生偏转到达纸上 已知两偏转极板长度l 1 5 10 2m 两极板间电场强度e 1 2 106n c