高考物理总复习 第七章 静电场 基础课3 电容器 带电粒子在电场中的运动课件

1、基础课基础课3电容器带电粒子在电场中的运动电容器带电粒子在电场中的运动常见电容器电容器的电压、电荷量和电容的关系常见电容器电容器的电压、电荷量和电容的关系1.常见电容器常见电容器知 识 排知 识 排查查(1)组成：由两个彼此组成：由两个彼此又相互又相互的导的导体组成。体组成。(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的带电荷量：一个极板所带电荷量的。(3)电容器的充、放电电容器的充、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，电容器中储存 。放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中放电：使充电后的电容器失去电荷的过

2、程，放电过程中转化为其他形式的能。转化为其他形式的能。电荷量电荷量Q容纳电荷容纳电荷106正对面积正对面积相对介电常数相对介电常数带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动1.做直线运动的条件做直线运动的条件(1)粒子所受合外力粒子所受合外力F合合0，粒子或静止，或做匀速直线运动。，粒子或静止，或做匀速直线运动。(2)粒子所受合外力粒子所受合外力F合合0，且与初速度方向在同一条直线上，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。带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动。2.分析方法分析方法(1)用动力学观点分析，用动力学观点分析，(2)用功能观点分析。

3、用功能观点分析。3.带电粒子在匀强电场中的偏转带电粒子在匀强电场中的偏转(1)条件：以速度条件：以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场，仅受电场力。垂直于电场线方向飞入匀强电场，仅受电场力。(2)运动性质：运动性质：运动。运动。(3)处理方法：运动的分解。处理方法：运动的分解。沿初速度方向：做沿初速度方向：做 运动。运动。沿电场方向：做初速度为零的沿电场方向：做初速度为零的运动。运动。示波管的构造示波管的构造(1)，(2)偏转极板，偏转极板，(3)荧光屏。荧光屏。(如图如图1所示所示)图图1电子枪电子枪(1)放电后的电容器电荷量为零，电容也为零。放电后的电容器电荷量为零，电容也为零。()(2)

4、一个电容器的电荷量增加一个电容器的电荷量增加1.0106 C时，两板间电压升高时，两板间电压升高10 V，则电容器的电容，则电容器的电容C1.0107 F。()(3)带电粒子在匀强电场中可以做匀加速直线运动。带电粒子在匀强电场中可以做匀加速直线运动。()答案答案(1)(2)(3)小 题 速小 题 速练练1.思考判断思考判断2.人教版选修人教版选修31P32T1改编改编(多选多选)如图如图2所示，用静电计可所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U，电容，电容器已带电，则下列判断正确的是器已带电，则下列判断正确的是()A.增大两极板

5、间的距离，指针张角变大增大两极板间的距离，指针张角变大B.将将A板稍微上移，静电计指针张角变大板稍微上移，静电计指针张角变大C.若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D.若减小两板间的距离，则静电计指针张角变小若减小两板间的距离，则静电计指针张角变小图图2答案答案ABD3.人教版选修人教版选修31P39T3先后让一束电子和一束氢核通过同先后让一束电子和一束氢核通过同一对平行板形成的偏转电场，进入时速度方向与板面平行，一对平行板形成的偏转电场，进入时速度方向与板面平行，在下列两种情况下，分别求出离开时电子偏角的正切与氢核在下列两种情况下，分别求出

6、离开时电子偏角的正切与氢核偏角的正切之比。偏角的正切之比。(1)电子与氢核的初速度相同；电子与氢核的初速度相同；(2)电子与氢核的初动能相同。电子与氢核的初动能相同。答案见解析答案见解析平行板电容器的动态分析平行板电容器的动态分析(1)电容器始终与恒压电源相连，电容器两极板间的电势差电容器始终与恒压电源相连，电容器两极板间的电势差U保持不变。保持不变。(2)电容器充电后与电源断开，电容器两极所带的电荷量电容器充电后与电源断开，电容器两极所带的电荷量Q保保持不变。持不变。1.两类典型问题两类典型问题2.动态分析思路动态分析思路【典例】【典例】(2016全国卷全国卷，14)一平行板电容器两极板之间

7、一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器则电容器()A.极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B.极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C.极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D.极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变答案答案D【拓展延伸【拓展延伸1】(多选多选)将【典例】中的电源断开，当把云母将【典例】中的电源断开，当把云母介质从电容器中快速抽出

8、后，下列说法正确的是介质从电容器中快速抽出后，下列说法正确的是()A.电容器的电容增大电容器的电容增大 B.极板间的电势差增大极板间的电势差增大C.极板上的电荷量变大极板上的电荷量变大 D.极板间电场强度变大极板间电场强度变大答案答案BD【拓展延伸【拓展延伸2】(多选多选)在【典例】中，若水平放置平行板电在【典例】中，若水平放置平行板电容器内部空间有一带电粒子容器内部空间有一带电粒子P静止在电容器中，云母介质保静止在电容器中，云母介质保持不动，同时下极板接地，当将上极板向右移动一小段距离持不动，同时下极板接地，当将上极板向右移动一小段距离时，则下列说法正确的是时，则下列说法正确的是()A.电容

9、器所带电荷量保持不变电容器所带电荷量保持不变B.极板间的电场强度保持不变极板间的电场强度保持不变C.粒子所在初位置的电势能保持不变粒子所在初位置的电势能保持不变D.粒子将加速向下运动粒子将加速向下运动答案答案BC1.下列说法正确的是下列说法正确的是()A.电容器的电容越大，则所带的电荷量越多电容器的电容越大，则所带的电荷量越多B.电容器不带电荷时，其电容为零电容器不带电荷时，其电容为零C.对于一个确定的电容器来说，其电容与其带电情况无关，对于一个确定的电容器来说，其电容与其带电情况无关，是个定值是个定值D.平行板电容器极板的正对面积越小、极板间距离越远，电平行板电容器极板的正对面积越小、极板间

10、距离越远，电容器的电容越大容器的电容越大解析解析电容器所带电荷量的多少与电容器电容和两极板间电电容器所带电荷量的多少与电容器电容和两极板间电压均有关，选项压均有关，选项A错误；对于一个确定的电容器来说，电容错误；对于一个确定的电容器来说，电容为定值，与电容器所带的电荷量、电容器两极板间的电势差为定值，与电容器所带的电荷量、电容器两极板间的电势差无关，电容器不带电荷时，电容也不变，故选项无关，电容器不带电荷时，电容也不变，故选项B错误，错误，C正正确；平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比，与两板确；平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比，与两板间的距离成反比，故选项间的距离成反比，故选项D

11、错误。错误。答案答案C2.(多选多选)如图如图3所示，平行板电容器所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴间有一带电油滴P正正好静止在极板正中间，现将好静止在极板正中间，现将B极板匀速向下移动到虚线位置，极板匀速向下移动到虚线位置，其他条件不变。则在其他条件不变。则在B极板移动的过程中极板移动的过程中()A.油滴将向下做匀加速运动油滴将向下做匀加速运动B.电流计中电流由电流计中电流由b流向流向aC.油滴运动的加速度逐渐变大油滴运动的加速度逐渐变大D.极板带的电荷量减少极板带的电荷量减少图图3答案答案CD带电粒子在电场中的直线运动带电粒子在电场中的直线运动A.32 B.21C.5 2 D.3 1图

12、图4答案答案A2.(多选多选)如图如图5所示，带电小球自所示，带电小球自O点由静止释放，经点由静止释放，经C孔进入孔进入两水平位置的平行金属板之间，由于电场的作用，刚好下落两水平位置的平行金属板之间，由于电场的作用，刚好下落到到D孔时速度减为零。对于小球从孔时速度减为零。对于小球从C到到D的运动过程，已知的运动过程，已知从从C运动到运动到CD中点位置用时中点位置用时t1，从，从C运动到速度等于运动到速度等于C点速度点速度一半的位置用时一半的位置用时t2，下列说法正确的是，下列说法正确的是()A.小球带负电小球带负电B.t1t2D.将将B板向上平移少许后小球可能从板向上平移少许后小球可能从D孔落

13、下孔落下图图5答案答案AB3.(2017湖南长沙模拟湖南长沙模拟)如图如图6所示，在所示，在A点固定一正电荷，点固定一正电荷，电荷量为电荷量为Q，在离，在离A高度为高度为H的的C处由静止释放某带同处由静止释放某带同种电荷的液珠，开始运动瞬间向上的加速度大小恰好种电荷的液珠，开始运动瞬间向上的加速度大小恰好等于重力加速度等于重力加速度g。已知静电力常量为。已知静电力常量为k，两电荷均可，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。求：看成点电荷，不计空气阻力。求：图图6解析解析(1)设液珠的电荷量为设液珠的电荷量为q，质量为，质量为m，带电体在匀强电场中的直线运动问题的解题步骤带电体在匀强电场中的直线运

14、动问题的解题步骤1.带电粒子在电场中的偏转规律带电粒子在电场中的偏转规律带电粒子在电场中的偏转运动带电粒子在电场中的偏转运动2.处理带电粒子的偏转问题的方法处理带电粒子的偏转问题的方法【典例】如图【典例】如图7所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相连，它的极板长连，它的极板长L0.4 m，两板间距离，两板间距离d4103 m，有一，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央从两板中央平行极板射入，开关平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落

15、到下极板的正中央，已知微粒质量为粒能落到下极板的正中央，已知微粒质量为m4105 kg,电电荷量荷量q1108 C，g10 m/s2。求：。求：(1)微粒入射速度微粒入射速度v0为多少？为多少？(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上极板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压极板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U应取什么范应取什么范围？围？图图7(2)电容器的上极板应接电源的负极。电容器的上极板应接电源的负极。当所加的电压为当所加的电压为U1时，微粒恰好从下板的右边缘射出，即时，微粒恰好从下板的右边缘射出，即所以所以120

16、 VU200 V。答案答案(1)10 m/s(2)与负极相连，与负极相连，120 V U200 V当所加的电压为当所加的电压为U2时，微粒恰好从上极板的右边缘射出，时，微粒恰好从上极板的右边缘射出，1.(多选多选)如图如图8所示，带电荷量之比为所示，带电荷量之比为qA qB1 3的带电粒子的带电粒子A、B以相等的速度以相等的速度v0从同一点出发，沿着跟电场强度垂直从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中，分别打在的方向射入平行板电容器中，分别打在C、D点，若点，若OCCD，忽略粒子重力的影响，则，忽略粒子重力的影响，则()A.A和和B在电场中运动的时间之比为在电场中运动的时间之

17、比为12B.A和和B运动的加速度大小之比为运动的加速度大小之比为41C.A和和B的质量之比为的质量之比为112D.A和和B的位移大小之比为的位移大小之比为1 1图图8答案答案ABC2.如图如图9所示，两个平行带电金属板所示，两个平行带电金属板M、N相距为相距为d，M板上距板上距左端为左端为d处有一个小孔处有一个小孔A，有甲、乙两个相同的带电粒子，有甲、乙两个相同的带电粒子，甲粒子从两板左端连线中点甲粒子从两板左端连线中点O处以初速度处以初速度v1平行于两板射入，平行于两板射入，乙粒子从乙粒子从A孔以初速度孔以初速度v2垂直于垂直于M板射入，二者在电场中的板射入，二者在电场中的运动时间相同，并且

18、都打到运动时间相同，并且都打到N板的中点板的中点B处，则初速度处，则初速度v1与与v2的关系正确的是的关系正确的是()图图9答案答案C3.(多选多选)如图如图10所示的直角坐标系中，第一象限内所示的直角坐标系中，第一象限内分布着均匀辐向的电场，坐标原点与四分之一分布着均匀辐向的电场，坐标原点与四分之一圆弧的荧光屏间电压为圆弧的荧光屏间电压为U；第三象限内分布着；第三象限内分布着竖直向下的匀强电场，场强大小为竖直向下的匀强电场，场强大小为E。大量电。大量电荷量为荷量为q(q0)、质量为、质量为m的粒子，某时刻起从的粒子，某时刻起从第三象限不同位置连续以相同的初速度第三象限不同位置连续以相同的初速

19、度v0沿沿x轴轴正方向射入匀强电场。若粒子只能从坐标原点正方向射入匀强电场。若粒子只能从坐标原点进入第一象限，其他粒子均被坐标轴上的物质进入第一象限，其他粒子均被坐标轴上的物质吸收并导出而不影响原来的电场分布。不计粒吸收并导出而不影响原来的电场分布。不计粒子的重力及它们间的相互作用。下列说法正确子的重力及它们间的相互作用。下列说法正确的是的是()图图10答案答案CD “等效法等效法”在电场中的应用在电场中的应用迁移变迁移变通能力的培养通能力的培养处理带电粒子在处理带电粒子在“等效力场等效力场”中的运动，要关注以下两点：一中的运动，要关注以下两点：一是对带电粒子进行受力分析时，注意带电粒子受到的电场力是对带电粒子进行受力分析时，注意带电粒子受到的电场力的方向与运动方向所成的夹角是锐角还是钝角，从而决定电的方向与运动方向所成的夹角是锐角还是钝角，从而决定电场力做功情况；二是注意带电粒子的初始运动状态