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市赛课公开课一等奖省名师获奖PP

基础课3电容器带电粒子在电场中运动1/49常见电容器电容器电压、电荷量和电容关系1.常见电容器知识排查(1)组成：由两个彼此

又相互

导体组成。(2)带电荷量：一个极板所带电荷量

。(3)电容器充、放电充电：使电容器带电过程，充电后电容器两板带上等量

，电容器中储存

。放电：使充电后电容器失去电荷过程，放电过程中

转化为其它形式能。2/49电荷量Q容纳电荷106正对面积相对介电常数3/49带电粒子在匀强电场中运动1.做直线运动条件 (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.分析方法 (1)用动力学观点分析，(2)用功效观点分析。4/493.带电粒子在匀强电场中偏转 (1)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。 (2)运动性质：

运动。 (3)处理方法：运动分解。

①沿初速度方向：做

运动。

②沿电场方向：做初速度为零

运动。5/49示波管结构(1)

，(2)偏转极板，(3)荧光屏。(如图1所表示)图1电子枪6/49(1)放电后电容器电荷量为零，电容也为零。(

)(2)一个电容器电荷量增加1.0×10－6C时，两板间电压升高10V，则电容器电容C＝1.0×10－7F。(

)(3)带电粒子在匀强电场中能够做匀加速直线运动。(

)答案

(1)×

(2)√

(3)√小题速练1.思索判断7/492.[人教版选修3－1·P32·T1改编](多项选择)如图2所表示，用静电计能够测量已充电平行板电容器两极板之间电势差U，电容器已带电，则以下判断正确是(

)A.增大两极板间距离，指针张角变大B.将A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D.若减小两板间距离，则静电计指针张角变小图28/49答案ABD9/493.[人教版选修3－1·P39·T3]先后让一束电子和一束氢核经过同一对平行板形成偏转电场，进入时速度方向与板面平行，在以下两种情况下，分别求出离开时电子偏角正切与氢核偏角正切之比。 (1)电子与氢核初速度相同； (2)电子与氢核初动能相同。10/49答案看法析11/49平行板电容器动态分析(1)电容器一直与恒压电源相连，电容器两极板间电势差U保持不变。(2)电容器充电后与电源断开，电容器两极所带电荷量Q保持不变。1.两类经典问题12/492.动态分析思绪13/49【典例】(·全国卷Ⅰ，14)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，则电容器(

) A.极板上电荷量变大，极板间电场强度变大 B.极板上电荷量变小，极板间电场强度变大 C.极板上电荷量变大，极板间电场强度不变 D.极板上电荷量变小，极板间电场强度不变答案D14/49【拓展延伸1】

(多项选择)将【典例】中电源断开，当把云母介质从电容器中快速抽出后，以下说法正确是(

) A.电容器电容增大 B.极板间电势差增大 C.极板上电荷量变大 D.极板间电场强度变大

答案

BD15/49【拓展延伸2】

(多项选择)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P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时，则以下说法正确是(

) A.电容器所带电荷量保持不变 B.极板间电场强度保持不变 C.粒子所在初位置电势能保持不变 D.粒子将加速向下运动16/49答案BC17/4918/491.以下说法正确是(

)A.电容器电容越大，则所带电荷量越多B.电容器不带电荷时，其电容为零C.对于一个确定电容器来说，其电容与其带电情况无关，是个定值D.平行板电容器极板正对面积越小、极板间距离越远，电容器电容越大19/49解析电容器所带电荷量多少与电容器电容和两极板间电压均相关，选项A错误；对于一个确定电容器来说，电容为定值，与电容器所带电荷量、电容器两极板间电势差无关，电容器不带电荷时，电容也不变，故选项B错误，C正确；平行板电容器电容与极板正对面积成正比，与两板间距离成反比，故选项D错误。答案

C20/492.(多项选择)如图3所表示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P恰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，其它条件不变。则在B极板移动过程中(

)A.油滴将向下做匀加速运动B.电流计中电流由b流向aC.油滴运动加速度逐步变大D.极板带电荷量降低图321/49答案CD22/49带电粒子在电场中直线运动23/49A.3∶2 B.2∶1C.5∶2 D.3∶1图424/49答案A25/492.(多项选择)如图5所表示，带电小球自O点由静止释放，经C孔进入两水平位置平行金属板之间，因为电场作用，刚好下落到D孔时速度减为零。对于小球从C到D运动过程，已知从C运动到CD中点位置用时t1，从C运动到速度等于C点速度二分之一位置用时t2，以下说法正确是(

) A.小球带负电 B.t1<t2 C.t1>t2 D.将B板向上平移少许后小球可能从D孔落下图526/49答案AB27/493.(·湖南长沙模拟)如图6所表示，在A点固定一正电荷，电荷量为Q，在离A高度为HC处由静止释放某带同种电荷液珠，开始运动瞬间向上加速度大小恰好等于重力加速度g。已知静电力常量为k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。求：图628/49解析

(1)设液珠电荷量为q，质量为m，29/49带电体在匀强电场中直线运动问题解题步骤30/491.带电粒子在电场中偏转规律带电粒子在电场中偏转运动31/492.处理带电粒子偏转问题方法32/49【典例】如图7所表示，水平放置平行板电容器与某一电源相连，它极板长L＝0.4m，两板间距离d＝4×10－3m，有一束由相同带电微粒组成粒子流，以相同速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，因为重力作用微粒能落到下极板正中央，已知微粒质量为m＝4×10－5kg,电荷量q＝＋1×10－8C，g＝10m/s2。求：(1)微粒入射速度v0为多少？(2)为使微粒能从平行板电容器右边射出电场，电容器上极板应与电源正极还是负极相连？所加电压U应取什么范围？图733/49(2)电容器上极板应接电源负极。当所加电压为U1时，微粒恰好从下板右边缘射出，即所以120V≤U≤200V。答案

(1)10m/s

(2)与负极相连，120V≤U≤200V当所加电压为U2时，微粒恰好从上极板右边缘射出，34/491.(多项选择)如图8所表示，带电荷量之比为qA∶qB＝1∶3带电粒子A、B以相等速度v0从同一点出发，沿着跟电场强度垂直方向射入平行板电容器中，分别打在C、D点，若OC＝CD，忽略粒子重力影响，则(

)A.A和B在电场中运动时间之比为1∶2B.A和B运动加速度大小之比为4∶1C.A和B质量之比为1∶12D.A和B位移大小之比为1∶1图835/49答案ABC36/492.如图9所表示，两个平行带电金属板M、N相距为d，M板上距左端为d处有一个小孔A，有甲、乙两个相同带电粒子，甲粒子从两板左端连线中点O处以初速度v1平行于两板射入，乙粒子从A孔以初速度v2垂直于M板射入，二者在电场中运动时间相同，而且都打到N板中点B处，则初速度v1与v2关系正确是(

)图937/49答案C38/493.(多项选择)如图10所表示直角坐标系中，第一象限内分布着均匀辐向电场，坐标原点与四分之一圆弧荧光屏间电压为U；第三象限内分布着竖直向下匀强电场，场强大小为E。大量电荷量为－q(q>0)、质量为m粒子，某时刻起从第三象限不一样位置连续以相同初速度v0沿x轴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，其它粒子均被坐标轴上物质吸收并导出而不影响原来电场分布。不计粒子重力及它们间相互作用。以下说法正确是(

)图1039/4940/49答案CD41/49“等效法”在电场中应用——迁移变通能力培养处理带电粒子在“等效力场”中运动，要关注以下两点：一是对带电粒子进行受力分析时，注意带电粒子受到电场力方向与运动方向所成夹角是锐角还是钝角，从而决定电场力做功情况；二是注意带电粒子初始运动状态。42/492.物理最高点与几何最高点。在“等效力场”做圆周运动小球，经常碰到小球在竖直平面内做圆周运动临界速度问题。小球能维持圆周运动条件是能过最高点，而这里最高点不一定是几何最高点，而应是物理最高点。图1143/49图1244/4945/4946/49

【针对训练】如图13所表示，在竖直平面内固定圆形绝缘轨道圆心为O，半径为r，内壁光滑，A、