园区高二物理《电容器带电粒子在电场中的运动》B课程学案.docx

园区高二物理电容器带电粒子在电场中的运动B课程学案执教老师：殷正徐 知识梳理知识点一、常见电容器电容器的电压、电荷量和电容的关系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。2电容(1)定义：电容器所带的 Q与电容器两极板间的电势差U的比值。(2)定义式：C_。(3)物理意义：表示电容器 本领大小的物理量。(4)单位：法拉(F)1 F F_ pF思考对公式C，能否理解为C与Q成正比，与U成反比？3平行板电容器(1)影响因素：平行板电容器的电容与 成正比，与电介质的 成正比，与极板间距离成反比。(2)决定式：C，k为静电力常量。考点一平行板电容器的动态分析平行板电容器的动态分析思路(1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变。(2)根据决定式C分析平行板电容器电容的变化。(3)根据定义式C分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。(4)根据E分析电容器极板间场强的变化。【例题1】如图所示的实验装置中，平行板电容器两极板的正对面积为S，两极板的间距为d，电容器所带电荷量为Q，电容为C，静电计指针的偏转角为，平行板中间悬挂了一个带电小球，悬线与竖直方向的夹角为，下列说法正确的是()A若增大d，则减小，减小B若增大Q，则减小，不变C将A板向上提一些，增大，增大D在两板间插入云母片，则减小，不变知识点二、带电粒子在匀强电场中的运动思考不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度的关系怎样？说出理由？考点二带电粒子(或带电体)在电场中的直线运动1做直线运动的条件(1)粒子所受合外力F合0，粒子或静止，或做匀速直线运动。(2)粒子所受合外力F合0，且与初速度方向在同一条直线上，带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动。2用动力学观点分析a，E，v2v2ad。3用功能观点分析匀强电场中：WqEdqUmv2mv非匀强电场中：WqUEk2Ek1考点三带电粒子在匀强电场中的偏转1偏转问题(1)条件分析：带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场。(2)运动形式：类平抛运动。(3)处理方法：应用运动的合成与分解。(4)运动规律：加速度：a在电场中的运动时间：t离开电场时的偏移量yat2离开电场时的偏转角tan 2两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的。(2)粒子经电场偏转后，末速度的反向延长线与初速度延长线的交点O为粒子水平位移的中点，即O到电场边缘的距离为。3带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系当讨论带电粒子的末速度v时也可以从能量的角度进行求解：qUymv2mv，其中Uyy，指初、末位置间的电势差。【例2】如图所示，离子发生器发射一束质量为m、电荷量为q的离子，从静止经PQ两板间的加速电压加速后，以初速度v0从a点沿ab方向进入一匀强电场区域，abcd所围成的正方形是该匀强电场的边界，已知ab长为L，匀强电场的方向与ad边平行且由a指向d。(1)求加速电压U0；(2)若离子恰从c点飞离电场，求a、c两点间的电势差Uac；(3)若离子从abcd边界上某点飞出时的动能为mv，求此时匀强电场的场强大小E。【习题精讲】【练习1】如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地。一带电油滴位于两板中央的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则()A带电油滴将沿竖直方向向上运动B带电油滴将沿竖直方向向下运动CP点的电势将降低D电容器的电容减小，电容器的带电量将减小【练习2】在真空中水平放置平行板电容器，两极板间有一个带电油滴，电容器两板间距为d，当平行板电容器的电压为U0时，油滴保持静止状态，如图所示。当给电容器突然充电使其电压增加U1时，油滴开始向上运动；经时间t后，电容器突然放电使其电压减少U2，又经过时间t，油滴恰好回到原来位置。假设油滴在运动过程中没有失去电荷，充电和放电的过程均很短暂，这段时间内油滴的位移可忽略不计。重力加速度为g。求：(1)带电油滴所带电荷量与质量之比；(2)第一个t与第二个t时间内油滴运动的加速度大小之比；(3)U1与U2之比。【练习3】如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转，