高考物理一轮复习学案：电容器、带电粒子在电场中的运动

编号:39高三物理(理)第=page1*2-11页(共4页)高三物理(理)第=page1*22页(共4页)必修3第十章静电场中的能量7.3电容器、带电粒子在电场中的运动学案39姓名_______班级_______学号_______【复习目标】1.说出电容、电容器的概念，区分两者的不同2.区分电容器的定义式和表达式，说出公式的物理意义。3.说出带电粒子在电场中运动的特点。4.写出带电粒子在电场中的运动的公式。5.识记示波管的简单结构。【复习重点】1.结合电容器的公式，判断出电容器各物理量的变化2.带电粒子在电场中的运动【复习难点】1.电容器的动态分析、带电粒子在电场中的运动易错易混点：电容表示电容器容纳电荷本领的物理量，是定义式，说明电荷量和电势差不能决定电容，决定因素为电容器本身，主要因素有两极板的正对面积，电介质的相对介电常数，两极板间的距离，其决定式为利用动能定理处理带电粒子在电场中的问题时可适用于任何电场电场力做功W=qU中的U表示两点间的电势差，而不是两极板间的电势差【知识点归纳】1．电容器(1)组成：两个彼此的导体组成电容器，电容器可以容纳电荷。(2)所带电荷量：所带电荷量的绝对值，两极板所带电荷量相等。(3)充、放电①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异号电荷的过程，充电后两极间存在电场，电容器储存了电能。②放电：用导线将充电后电容器的两极板接通，极板上电荷中和的过程，放电后的两极板间不再有电场，同时电场能转化为其他形式的能。2．电容(1)定义：电容器所带的的比值。(2)公式：C＝eq\f(Q,U)＝。(3)物理意义：电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，在数值上等于把电容器两极板的电势差增加1V所需充加的电荷量，电容C由电容器本身的构造因素决定，与U、Q无关。(4)单位：法拉，符号F，与其他单位间的换算关系：1F＝μF＝pF。3．平行板电容器的电容平行板电容器的电容与平行板正对面积S、电介质的介电常数εr成正比，与极板间距离d成反比，即C＝知识点2带电粒子在电场中的加速和偏转1．带电粒子在电场中的加速(1)运动状态的分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一条直线上，做匀变速直线运动。(2)用功能观点分析：电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量，即qU＝2．带电粒子的偏转(1)运动状态：带电粒子受到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用而做类平抛运动。(2)处理方法：类似于平抛运动的处理方法①沿初速度方向为匀速运动，运动时间t＝。②沿电场力方向为匀加速运动，a＝eq\f(F,m)＝。③离开电场时的偏移量y＝eq\f(1,2)at2＝。④离开电场时的偏转角tanθ＝＝。知识点3示波管6．构造①电子枪，②偏转电极，③荧光屏。(如图)(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”)1．电容器的带电荷量是指两个极板所带电荷量的代数和。()2．电容器的电容与电容器所带电荷量成正比。()3．带电粒子在匀强电场中可能做匀变速直线运动，也可能做匀变速曲线运动。()4．只在电场力作用下，带电粒子可能做匀速圆周运动。()5．带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计。()【典型例题】考点一、电容器的动态分析：学法指导：与电源相连，电压不变；断开开关，电量不变。例题1、(多选)如图所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P正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，其他条件不变。则在B极板移动的过程中()A．油滴将向下做匀加速运动B．电流计中电流由b流向aC．油滴运动的加速度逐渐变大D．极板带的电荷量减少考点二、带电粒子在电场中的偏转学法指导：写出带电粒子在电场中运动的表达式，进行代换【典例2】(多选)如图所示，静止的电子在加速电压为U1的电场作用下从O经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的偏转电场(极板长L、极板间距离d)，在偏转电压为U2的电场作用下偏转一段距离。现使U1加倍，要想使电子在偏转电场的偏移量不发生变化(调整极板间距离时电子仍能穿出偏转电场)，应该()仅使U2加倍B．仅使U2变为原来的4倍C．仅使偏转电场板间距离变为原来的0.5倍D．仅使偏转电场板间距离变为原来的2倍考点三、带电体在电场中的直线运动学法指导：受力分析、V与a同直线就是直线运动、反之曲线运动【典例3】两平行金属板A、B水平放置，一个质量为m＝5×10－6kg的带电微粒，以v0＝2m/s的水平速度从两板正中位置射入电场，如图所示，A、B两板间距d＝2cm，板长L＝10cm.(1)当A、B间的电压为UAB＝1000V，微粒恰好不偏转，沿图中直线射出电场，求该微粒的电荷量和电性；(2)令B板接地，欲使该微粒射出偏转电场，求A板所加电势的范围.知识结构构建1．电容器的两种情况(1)电容器始终与电源相连时，电容器两极板电势差U保持不变。(2)电容器充电后与电源断开时，电容器所带电荷量Q保持不变。2．平行板电容器动态问题的分析思路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，带电粒子将做变速直线运动，若合外力恒定，则做匀变速直线运动。2．用动力学观点分析a＝eq\f(qE,m)，E＝eq\f(U,d)，v2－veq\o\al(2,0)＝2ad。3．用功能观点分析匀强电场中：W＝Eqd＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)非匀强电场中：W＝qU＝Ek2－Ek1【训练检测】1.平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一个直流电源相连，若一个带电油滴恰能沿如图所示的水平直虚线通过该电容器，在此过程中下列说法正确的是()A．油滴所受的重力完全可以忽略不计B．油滴运动的加速度大小不变、方向水平向左C．油滴一直水平向右做匀速直线运动D．油滴在电场中的电势能逐渐减小2.如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则()A．θ增大，E增大B．θ增大，Ep不变C．θ减小，Ep增大D．θ减小，E不变3.如图8，两金属板P、Q水平放置，间距为d.两金属板正中间有一水平放置的金属网G，P、Q、G的尺寸相同．G接地，P、Q的电势均为φ(φ>0)．质量为m，电荷量为q(q>0)的粒子自G的左端上方距离G为h的位置，以速度v0平行于纸面水平射入电场，重力忽略不计．(1)求粒子第一次穿过G时的动能，以及它从射入