《高考备考指南 理科综合 物理》课件-第7章 第3讲

静电场第七章第3讲电容器带电粒子在电场中的运动栏目导航01知识梳理回顾03随堂限时集训02考点各个击破04配套训练知识梳理回顾1一、电容器、电容1．电容器(1)组成：由两个彼此________又互相________的导体组成．(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的_____________．(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的__________的过程．充电后，两极板上的电荷由于互相吸引而保存下来；两极板间有________存在．充电过程中从电源获得的________储存在电容器中．②放电：用导线将充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷________的过程．放电后的两极板间不再有电场，________转化为其他形式的能量．绝缘靠近绝对值异种电荷电场电能中和电场能电荷量Q

容纳电荷本领106

1012

正比正比反比夯基题组1．(2017届铜仁模拟)已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为：电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏．如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针正向左偏转，则(

)A．导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在增大B．导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在增大C．导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在减小D．导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在减小【答案】D加(减)速2．带电粒子在匀强电场中的偏转如果带电粒子以初速度v0垂直于场强方向进入匀强电场中，不考虑重力时，带电粒子在电场中将做类平抛运动，如图所示．(1)类平抛运动的一般处理方法将粒子的运动分解为沿初速度方向的______________运动和沿电场方向的___________运动．根据_____________________的知识就可解决有关问题．匀速直线匀加速直线运动的合成与分解夯基题组2．(多选)(2017届贵州模拟)三个α粒子在同一点沿同一方向垂直飞入偏转电场，出现了如图所示的运动轨迹，由此可判断(

)A．在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上B．b和c同时飞离电场C．进入电场时，c的速度最大，a的速度最小D．动能的增加值c最小，a和b一样大【答案】ACD考点各个击破2考点1正确理解电容器的定义式和决定式例1

(2017届泗县校级月考)如图所示，为探究影响平行板电容器电容的因素的实验装置，要使静电计的指针偏角变小，可采用的方法是(

)A．使两极板靠近 B．减小两极板的正对面积C．插入电介质 D．平行于AB板插入一块金属板答案：ACD练1

(2017届铜仁校级模拟)电容式键盘是通过改变电容器的哪个因素来改变电容的(

)A．两板间的距离 B．两板间的电压C．两板间的电介质 D．两板间的正对面积【答案】A考点2平行板电容器的动态分析例2

(2017届通州模拟)在“研究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验中，用电容表可以直接测量出该平行板电容器的电容大小．某同学在测量中，记录了一些测量结果，参看表，表中的数据是测量出的电容大小．在实验误差的允许范围内，可以得到的最直接的结论是(

)A．通过①和②数据，可知极板材料不影响平行板电容器的电容B．通过①和③数据，可知极板材料和介质材料都影响平行板电容器的电容C．通过②和③数据，可知介质材料影响平行板电容器的电容D．通过①、②和③数据，可知极板的不同正对面积影响平行板电容器的电容解析：根据①和②数据可知，控制了介质材料相同，虽极板材料不同，但不影响平行板电容器的电容大小，故A正确；根据①和③数据，由于没有控制极板材质与介质材料，因此无法确定极板材料和介质材料是否会影响平行板电容器的电容，故B错误；通过②和③数据可知，影响电容器的电容不同原因是介质材料，虽极板材质不同，但不会影响电容的，故C正确；同理，根据①、②和③数据，可知极板的不同正对面积，会影响平行板电容器的电容，故D正确．答案：ACD练2

(2017届朝阳二模)目前的手机触摸屏大多是电容式触摸屏．电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层导电物质，最外层是一薄层玻璃保护层，夹层作为工作面，四个角上引出四个电极，内层作为屏蔽层以保证良好的工作环境．当手指触摸屏幕时，人体和触摸屏就形成了一个电容，对于高频电流来说，电容具有“通高频”的作用，于是手指从手的接触点吸走一部分电荷，从而导致有电流分别从触摸屏四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置信息．在开机状态下，下列说法正确的是(

)A．电容式触摸屏感测手指触摸点的位置是因为手指对屏幕按压产生了形变B．电容式触摸屏感测手指触摸点的位置是利用了电磁感应现象C．当手指触摸屏幕时手指有微弱的电流流过D．使用绝缘笔触摸屏幕时也能进行正常操作【答案】C【解析】电容触摸屏只需要触摸，由于流经四个电极的电流与手指头到四角的距离成比例，控制器就能确定手指的位置，无需要手指有压力，故A错误；电容式触摸屏感测手指触摸点的位置是电容器的充放电原理；不是电磁感应现象，故B错误；由题意可知，手指从手的触点吸走一部分电荷，在电荷定向移动的过程中，会有微弱电流通过，故C正确．绝缘笔与工作面不能形成一个电容器，所以不能在电容屏上进行触控操作，故D错误．1．带电粒子在电场中运动时重力的处理(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)．(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力．2．带电粒子在电场中的平衡解题步骤：①选取研究对象；②进行受力分析，注意电场力的方向特点；③由平衡条件列方程求解．考点3带电粒子在电场中的加速与偏转分析3．带电粒子的加速(不计重力)(1)运动状态分析：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直线上，做匀加(减)速直线运动．(2)用功能观点分析：粒子动能的变化量等于电场力做的功(电场可以是匀强或非匀强电场)．例3

(2017届东莞期中)如图所示，水平放置的平行板电容器，极板长L＝0.1m，两板间距离d＝0.4cm.有一带电微粒以一定的初速度从两板中央平行于极板射入，若板间不加电场，由于重力作用微粒恰能落到下板中点O处；若板间加竖直方向的匀强电场，带电微粒刚好落到下板右边缘B点．已知微粒质量m＝2.0×10－6kg，电量q＝1.0×10－8C，取g＝10m/s2.试求：(1)带电微粒入射初速度的大小；(2)板间所加电场的电场强度多大？方向怎样？【答案】CD带电粒子在电场中的运动是一个综合电场力、电势能的力学问题，其研究方法与质点动力学相同，同样遵循运动的合成与分解、牛顿运动定律、动能定理等力学规律．处理问题的要点是注意区分不同的物理过程，弄清在不同的物理过程中物体的受力情况及运动性质(平衡、加速或减速，是直线运动还是曲线运动)，并选用相应的物理规律．在解决问题时，主要可以从两条线索展开：其一，力和运动的关系．根据带电粒子受力情况，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度位移等．这条线索通常适用于在恒力作用下做匀变速运动的情况．其二，功和能的关系．根据电场力对带电粒子做功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理研究全过程中能的转化，研究带电粒子的速度变化、位移等．这条线索不但适用于匀强电场，也适用于非匀强电场．另外，对于带电粒子的偏转问题，用运动的合成与分解及运动规律解决往往比较简捷，但并不是绝对的，同解决力学中的问题一样，都可用不同的方法解决同一问题，应根据具体情况，确定具体的解题方法．1．构造及功能(如图所示)(1)电子枪：发射并加速电子．(2)偏转电极YY′：使电子束竖直偏转(加信号电压)；XX′：使电子束水平偏转(加扫描电压)．(3)荧光屏．考点4示波管的原理2．原理(1)YY′作用：被电子枪加速的电子在YY′电场中做匀变速曲线运动，飞出电场后做匀速直线运动打到荧光屏上，Y′随信号电压同步调变化，但由于视觉暂留及荧光物质的残光特性看到一条竖直亮线．如何使这一竖直亮线转化成正弦图形呢？(加扫描电压．)(2)XX′作用：如果只在偏转电极XX′上加电压，亮斑就在水平方向发生偏移．加上扫描电压，一周期内，信号电压也变化一周期，荧光屏将出现一完整的正弦图形．例4

如图所示，图甲为示波管的原理图．如果在电极YY′之间所加的电压按图乙所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图丙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是(

)解析：t＝0时，UX＝－UXm，UY＝0，故电子在－Xm处，即此时电子沿XX′方向偏离荧光屏中心的距离最远；0～t1阶段，UX<0且|UX|逐渐减小，UY>0且先增大后减小，故电子沿XX′方向做匀速运动，同时沿Y′Y方向的位移先增大后减小；t＝t1时，UX＝0，UY＝0，电子回到荧光屏的中心位置；t1～2t1阶段，UX>0且逐渐增大，UY<0且|UY|先增大后减小，故电子沿X′X方向做匀速运动，同时沿YY′方向的位移先增大后减小；t＝2t1时，UX＝UXm，UY＝0，故电子运动至＋Xm处，即此时电子沿X′X方向偏离荧光屏中心的距离最远．综上所述，B正确．答案：B练4

(2017届密云期中)如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出(初速度不计)，经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点．已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到