創(chuàng)新設(shè)計(jì)一輪復(fù)習(xí) 課件 電容帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)

1、1,電容器,1,組成：兩個(gè)彼此,且又,的導(dǎo)體,2,帶電荷量：一個(gè)極板所帶電荷量的,絕緣,靠的很近,絕對(duì)值,第,3,講,電容,帶電粒子答案電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),3,充、放電,充電：把電容器接在電源上后，電容器兩個(gè)極板分別帶上等量的,電,荷的過(guò)程充電后，兩極板間有,存在，電容器儲(chǔ)存,放電：用導(dǎo)線將充電后的電容器的兩極板接通，極板上電荷,的,過(guò)程放電后的兩極板間不再有電場(chǎng)，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為,的能量,異種,電場(chǎng)能,電場(chǎng),減少,其他形式,1,定,義：電容器所帶的,與電容器兩極板間的,比值,2,意義：表示電容器容納電荷,的物理量,3,定義式,4,單位,1,法拉,F,微法,F,皮法,pF,電荷,電勢(shì)差,本領(lǐng)大小,10,

2、6,10,12,2,電容,1,決,定因素,平行板電容器的電容,C,跟板間電介質(zhì)的介電常數(shù),成,跟正對(duì)面,積,S,成,跟極板間的距離,d,成,2,決定式,C,3,熟記兩點(diǎn),保持兩極板與電源相連，則電容器兩極板間,不變,充電后斷開電源，則電容器的,不變,3,平行板電容器的電容,正比,正比,反比,電壓,電荷量,1,由,C,可以看出電壓,U,一定時(shí),C,越大,Q,越大，容納電荷的本領(lǐng)越強(qiáng),本式是定義式，適用于各種電容器，同時(shí)也給出了一種計(jì)算電容的方法,2,由,C,可推出,C,對(duì)電容的理解,1.(2010,西安部分學(xué)校聯(lián)考,如,圖,6,3,1,所示為一只“極距變化型電容式傳感,器”的部分構(gòu)件示意圖當(dāng)動(dòng)極

3、板和定極板之間的距離,d,變化時(shí)，電容,C,便,發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量電容,C,的變化就可知道兩極板之間距離,d,的變化情,況在下列圖中能正確反映,C,與,d,之間變化規(guī)律的圖象是,解析,由平行板電容器電容的決定式,C,r,S,4,kd,可知，電容,C,與極板,之間距離,d,成反比，在第一象限反比例函數(shù)圖象是一條雙曲線，所以,A,正確,答案,A,1,運(yùn)動(dòng)性質(zhì),帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，受到的電場(chǎng)力方向與運(yùn),動(dòng)方向,做,運(yùn)動(dòng),2,分析方法,1,用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,電場(chǎng)必須是勻強(qiáng)電場(chǎng),即,qU,在一條直線上,勻變速直線,研究帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，是否考慮重力要依,據(jù)具體情況而

4、定,基本粒子：如電子、質(zhì)子,粒子、離子等，除有,說(shuō)明或有明確的暗示以,外，一般都不考慮重力,帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說(shuō),2,2009,浙江,20,空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，有一電荷量,q,q,0,質(zhì)量,m,的粒子從,O,點(diǎn)以速率為,v,0,射入電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到,A,點(diǎn)時(shí)速率為,2,v,0,現(xiàn)有另一電荷量,q,質(zhì)量,m,的粒子以速,率,2,v,0,仍從,O,點(diǎn)射入該電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到,B,點(diǎn)時(shí)速率為,3,v,0,若忽,略重力的影響，則,A,在,O,A,B,三點(diǎn)中,B,點(diǎn)電勢(shì)最高,B,在,O,A,B,三點(diǎn)中,A,點(diǎn)電勢(shì)最高,C,OA,間的電勢(shì)差比,BO,間的電勢(shì)差大,D,OA,間的電,故,1,運(yùn)動(dòng)

5、性質(zhì),不計(jì)重力的帶電粒子以速度,v,0,垂直于電場(chǎng)線方向,飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，受到與,初速度方向垂直的電場(chǎng)力作用而做,運(yùn),動(dòng),2,分析方法,曲線,勻速直線,勻加速,2,有關(guān)物理量,如,圖,6,3,2,所示，一質(zhì)量為,m,電荷量為,q,的粒子以,初速度,v,0,沿中軸線射入,在垂直場(chǎng)強(qiáng)方向做勻速運(yùn)動(dòng),v,x,v,0,穿越電場(chǎng)時(shí)間,在電場(chǎng)方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),a,離開電場(chǎng)時(shí),y,方向分速度,v,y,at,1,在圖,6,3,2,中作出粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度的反向,延長(zhǎng)線，與初速度方向交,于,O,點(diǎn),O,點(diǎn)與電場(chǎng)邊緣的距離為,x,則,x,結(jié)論：粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中射出時(shí)，就像是從極板間的,處沿直線射出,2,帶

6、電粒子先經(jīng),U,1,的加速電場(chǎng)從靜止加速后再垂直射,入,U,2,的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，則偏移,3,如,圖,6,3,3,所示，有一帶電粒子貼著,A,板沿水平方向,射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，當(dāng)偏轉(zhuǎn)電,壓為,U,1,時(shí)，帶電粒子沿軌跡從兩板正中間飛出；當(dāng),偏轉(zhuǎn)電壓為,U,2,時(shí)，帶電,粒子沿軌跡落到,B,板中間；設(shè)粒子兩次射入電場(chǎng)的,水平速度相同，則兩次偏,轉(zhuǎn)電壓之比為,答案,A,例,1,如,圖,6,3,4,所示，用電池對(duì)電容器充電，電路,a,b,之,間接有一靈敏電,流表，兩極板間有一個(gè)電荷,q,處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將,兩極板的間距變大,A,電,荷,將,向,上,加,速,運(yùn),動(dòng),電荷將向下加速運(yùn)動(dòng),解析,充電后電容器的上極板,A

7、,帶正電不斷開電源,增大兩板間距,U,不,變,d,增大由,E,知兩極板間場(chǎng)強(qiáng)減小場(chǎng)強(qiáng)減小,會(huì)使電荷,q,受到的電場(chǎng)力減,小，電場(chǎng)力小于重力，合力向下，電荷,q,向下加速運(yùn),1,電,容器兩極板的間距及正對(duì)面積不變，電荷如何運(yùn)動(dòng),2,只將電容器兩極板的間距變大，電荷如何運(yùn)動(dòng),解析,1,只將電源斷開，其它不變，兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)不變,所以電荷仍靜止,2,因?yàn)殡姾闪?Q,不變，兩極板的正對(duì)面積不變，只將板間,距離增大，極板上電,若將電源斷開,1,確,定不變量,分析電壓不變或電荷量不變,2,用決定式,C,分析平行板電容器電容的變化,3,用定義式,C,分析電容器所帶電荷量或兩極板間,電壓的變化,4,用,E,分

8、析電容器極板間場(chǎng)強(qiáng)的變化,解決電容器動(dòng)態(tài)問(wèn)題的思路,1,1,如,圖,6,3,5,所示,A,B,為兩塊豎直放置的平行金,屬板,G,是靜電計(jì)，開關(guān),S,合上后，靜電計(jì)指針張開一個(gè)角度下述做法可使指針,張角增大的是,A,使,A,B,兩板靠近些,B,使,A,B,兩板正對(duì)面積錯(cuò)開些,解析,本題考查平行板電容器的性質(zhì)及兩類問(wèn)題由于靜電,計(jì)的金屬球與,A,板等,勢(shì)，外殼與,B,板等勢(shì),電勢(shì)都為零,因此靜電計(jì)測(cè)量的是電,容器兩板間的電壓,如果,S,一直閉合，則兩板間的電壓始終等于電源的電動(dòng)勢(shì),靜電計(jì)的張角不會(huì)改,變,A,B,項(xiàng)錯(cuò)誤；如果使開關(guān),S,斷開，電容器上帶電量一定,1,2,如,圖,6,3,6,所示，一

9、電容為,C,的平行板電容器，兩極,板,A,B,間距離為,d,板間電,壓為,U,B,板電勢(shì)高于,A,板兩板間有,M,N,P,三點(diǎn),MN,連,線平行于極板,N,P,連線垂直于極板,M,P,兩點(diǎn)間距離為,L,PMN,以下,說(shuō)法正確的是,A,電容器帶電量為,解析,由電容器電容的定義式可知，電容器的帶電量,為,Q,CU,A,項(xiàng)錯(cuò)誤；兩板,間的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的,關(guān)系可知，兩板間電場(chǎng)強(qiáng),度,E,B,項(xiàng)錯(cuò)誤,MP,兩點(diǎn)間的電勢(shì)差就等于,NP,間的電勢(shì)差，即,U,MP,EL,sin,C,項(xiàng)正確；由于下板帶正電，因此板間場(chǎng),例,2,如,圖,6,3,7,所示，甲圖是用來(lái)使帶正電的離,子加速

10、和偏轉(zhuǎn)的裝置乙圖為該裝置中加速與偏轉(zhuǎn)電,場(chǎng)的等效模擬以,y,軸為界，左側(cè)為沿,x,軸正向的勻強(qiáng),電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為,E,右側(cè)為沿,y,軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)已知,OA,AB,OA,AB,且,OB,間的電勢(shì)差為,U,0,若在,x,軸的,C,點(diǎn)無(wú)初速地釋放一個(gè)電荷量為,q,質(zhì)量為,m,的,正離子,不計(jì)重力,結(jié)果正離子剛好通過(guò),B,點(diǎn)求,1,CO,間,的距離,d,2,粒子通過(guò),B,點(diǎn)的速度大小,解析,1,設(shè)正離子到達(dá),O,點(diǎn)的速度為,v,0,其方向沿,x,軸,的正方向,則正離子由,C,點(diǎn)到,O,點(diǎn)由動(dòng)能定理得,qEd,而正離子從,O,點(diǎn)到,B,點(diǎn)做類平拋運(yùn)動(dòng)，則,OA,AB,v,0,t,2,設(shè)正離子到,B,點(diǎn)

11、時(shí)速度的大小為,v,B,正離子從,C,到,B,過(guò)程中由動(dòng)能定理得,qEd,qU,0,解得,v,B,答案,1,2,1,類,似于平拋運(yùn)動(dòng)的分析處理，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成和,分解的知識(shí),2,從力學(xué)的觀點(diǎn)和能量的觀點(diǎn)著手按力學(xué)問(wèn)題的,分析法加以分析，分析帶,電粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中其他形式的能和動(dòng)能之間的轉(zhuǎn),化過(guò)程時(shí)，可應(yīng)用動(dòng)能,偏轉(zhuǎn)問(wèn)題的分析處理方法,2,1,如,圖,6,3,8,所示，水平放置的平行金屬板,A,B,連接一恒定電壓，兩個(gè)質(zhì)量相等的電荷,M,和,N,同時(shí),分別從極板,A,的邊緣和兩極板的正中間沿水平方向進(jìn),入板間電場(chǎng)，兩電荷恰好在板間某點(diǎn)相遇若不考,慮電荷的重力和它們之間的相互作用，則下列說(shuō)法,正確

12、的是,A,電荷,M,的比荷大于電荷,N,的比荷,B,兩電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度相等,解析,電荷做類平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向有,y,因時(shí)間、電壓、板間距相,等，所以電荷,M,的比荷,大，電荷量也大,A,項(xiàng)正確,加速度是,M,的大,B,項(xiàng)錯(cuò),誤；電場(chǎng)力做功利用公式,W,Eqy,判斷,C,項(xiàng)正確；初速度,根據(jù),x,v,0,t,判斷,D,項(xiàng)錯(cuò)誤,2,2,如,圖,6,3,9,所示，兩塊長(zhǎng),3 cm,的平行金屬板,AB,相距,1 cm,并與,300 V,直流電源的兩極相連接,A,B,如果在兩板正中間有一電子,m,9,10,31,kg,e,1.6,10,19,C,沿著垂直于電場(chǎng)線方向以,2,10,7,m/s,的

13、速度飛入，則,1,電子能否飛離平行金屬板,2,如果由,A,到,B,分布寬,1 cm,的,解析,1,當(dāng)電子沿,AB,兩板正中央以,v,0,2,10,7,m/s,的,速度飛入電場(chǎng)時(shí)，若能飛出,電場(chǎng)，則電子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,在沿,AB,方向上，電子受電場(chǎng)力的作用，在,AB,方向上,的位移為,y,又,a,由式得,2,從,1,的求解可知，與,B,板相距為,y,的電子帶是不能飛,出電場(chǎng)的，而能飛出電場(chǎng),的電子帶寬度為,x,d,y,1,0.6,cm,0.4,cm,故能飛出電場(chǎng)的電子數(shù)占總電子數(shù)的百分比為,n,答案,1,不能,2)40,例,3,如,圖,6,3,10,甲所示，場(chǎng)強(qiáng)大小為,E,方向,豎直向上的

14、勻強(qiáng)電場(chǎng)內(nèi)存在一豎直平面內(nèi)半徑為,R,的,圓形區(qū)域,O,點(diǎn)為該圓形區(qū)域的圓心,A,點(diǎn),是圓形區(qū)域的最低點(diǎn),B,點(diǎn)是最右側(cè)的點(diǎn)在,A,點(diǎn),有放射源釋放出初速度大小不同、方向均垂直于場(chǎng),強(qiáng)向右的正電荷，電荷的質(zhì)量為,m,電,荷量為,q,不,計(jì)重力試求,1,2,運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過(guò),B,點(diǎn)的電荷在,A,點(diǎn)時(shí)的速度多大,3,某電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡和圓形區(qū)域的邊緣交于,P,點(diǎn),POA,請(qǐng)寫出該電荷,經(jīng)過(guò),P,點(diǎn)時(shí)動(dòng)能的表達(dá)式,4,若在圓形區(qū)域的邊緣有一接收屏,CBD,C,D,分別,解析,1,加速度,a,2,由,R,v,0,t,R,及,a,三個(gè)式子可解得,v,0,3,由,E,k,Eq,R,R,cos,R,sin,v,0

15、,t,R,R,cos,及,a,E,k,4,由第,3,小題的結(jié)論可以看出，當(dāng),從,0,變化到,180,接收屏上電荷的動(dòng)能,1,由于帶電微粒在勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力與重力都是恒,力，因此其處理方法,可用正交分解法,先將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)互相正交的簡(jiǎn)單的直線運(yùn),動(dòng)，而這兩個(gè)直線運(yùn),動(dòng)的規(guī)律我們可以掌握，然后再按運(yùn)動(dòng)合成的觀點(diǎn)，去,求出復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的相,3,1,如圖,6,3,11,所示，光滑的水平軌道,AB,與半徑為,R,的光滑的半圓形軌道,BCD,相切于,B,點(diǎn),AB,水平軌道部分存在水平向右的勻強(qiáng)電,場(chǎng)，半圓形軌道在豎直平,面內(nèi),B,為最低點(diǎn),D,為最高點(diǎn)一質(zhì)量為,m,帶正電的,小球從距,B,點(diǎn),x,

16、的位置在,電場(chǎng)力的作用下由靜止開始沿,AB,向右運(yùn)動(dòng)，恰能通過(guò),解析,小球在,BCD,部分做圓周運(yùn)動(dòng)，在,D,點(diǎn),mg,m,小球由,B,到,D,的過(guò)程中,有,2,mgR,R,越大,B,點(diǎn)速度越大，則,x,越大,A,正,確；在,B,點(diǎn)有,F,N,mg,m,F,N,6,mg,B,錯(cuò),由,Eqx,知,m,越大,B,點(diǎn),的動(dòng)能越大,x,越大，電場(chǎng)力做功越多,C,D,正確,3,2,足夠長(zhǎng)的粗糙絕緣板,A,上放一個(gè)質(zhì)量為,m,電荷量,為,q,的小滑塊,B,用手托,住,A,置于方向水平向左、場(chǎng)強(qiáng)大小為,E,的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,此時(shí),A,B,均能靜止，如圖,6,3,12,所示現(xiàn)將絕緣板,A,從圖中位置,P,垂直電場(chǎng)

17、,線移至位置,Q,發(fā)現(xiàn)小滑塊,B,相對(duì),A,發(fā)生了運(yùn)動(dòng)為研究方便可以將絕緣板,A,的,1,絕緣板,A,加速和減速的加速度分別為多大,2,滑塊,B,最后停在離出發(fā)點(diǎn)水平距離多大處,解析,1,設(shè)絕緣板,A,勻加速和勻減速的加速度大小分,別為,a,1,和,a,2,勻加速和勻,減速的時(shí)間分別為,t,1,和,t,2,P,Q,高度差為,h,則有,a,1,t,1,a,2,t,2,h,求得,a,1,1.25,m/s,2,a,2,5,m/s,2,在這個(gè)過(guò)程中滑板,B,的水平位移大小為,x,3,0.02 m,在絕緣板,A,靜止后，滑板,B,將沿水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度大小為,a,4,有,mg,Eq,ma,4,得,a,4,0.1,g,1 m/s,2,該過(guò)程中滑板,B,的水,平位移大小為,x,4,x,3,0.02 m,最后滑塊,B,靜止時(shí)離出發(fā)點(diǎn)的水平距離,x,如圖,6,3,13,所示，兩帶電平行板豎直放置，開始時(shí),兩極板,間電壓為,U,相距為,d,兩極板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)有一,帶電粒子,質(zhì)量為,m,重力不計(jì),所帶電荷量為,q,從兩極板下,端連線的中,2,若將,A,極板向左側(cè)水平移動(dòng),d,2,并保持兩極板間電壓為,U,此帶電粒子仍從,P,點(diǎn),豎直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)且仍落在,A,極板的,M,點(diǎn)上，則應(yīng)以多,大的速度,v,射入勻強(qiáng)電場(chǎng),對(duì)以上兩個(gè)問(wèn)題某同學(xué)