高考物理復(fù)習(xí)課件第四課時電容帶電粒子在電場中的運動一

高考物理復(fù)習(xí)課件第四課時電容帶電粒子在電場中的運動一第一頁，共39頁。第一頁第二頁，共39頁。1．知道電容器的結(jié)構(gòu)，電容的物理意義、定義及其計算．2．掌握帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)問題的研究方法．第二頁第三頁，共39頁。第三頁第四頁，共39頁。1．電容器、電容(1)電容器①組成：由兩個彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體組成．②帶電荷量：一個極板所帶電荷量的絕對值．③電容器的充、放電充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩板帶上等量的異種電荷，電容器中儲存電場能．放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．第四頁第五頁，共39頁。電容是描述電容器性質(zhì)的物理量，其大小由電容器本身的性質(zhì)決定，與Q和U均無關(guān)．第五頁第六頁，共39頁。此公式適用于一切電場．第六頁第七頁，共39頁。(2)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)①運動狀態(tài)的分析：帶電粒子垂直于勻強(qiáng)電場的方向進(jìn)入電場后，受到恒定的、與初速度方向垂直的電場力作用而做類平拋運動．②偏轉(zhuǎn)運動的處理方法：運動的合成與分解．如圖所示a．垂直于場強(qiáng)方向做勻速直線運動；b．平行于場強(qiáng)方向做初速度為零的勻加速直線運動．第七頁第八頁，共39頁。3．示波管的工作原理(1)構(gòu)造：電子槍，偏轉(zhuǎn)電極，熒光屏．(2)工作原理：(如圖所示)①如果在豎直偏轉(zhuǎn)板、水平偏轉(zhuǎn)板之間都沒有加電壓，則電子槍射出的電子沿直線傳播，打在熒光屏中心點，在那里產(chǎn)生一個亮斑．②豎直偏轉(zhuǎn)板上加的是待顯示的信號電壓．水平偏轉(zhuǎn)板上是機(jī)器自身的鋸齒形電壓，叫做掃描電壓，若所加掃描電壓和信號電壓的周期相同，就可以在熒光屏上得到待測信號在一個周期內(nèi)隨時間變化的圖像．第八頁第九頁，共39頁。

(對應(yīng)學(xué)生用書第83頁)1．電容器是一種常用的電子元件，對電容器認(rèn)識正確的是(

A

)A．電容器的電容表示其儲存電荷的能力B．電容器的電容與它所帶的電荷量成正比C．電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比D．電容的常用單位有μF和pF,1μF＝103pF解析：電容器的電容大小由電容器本身決定，與是否帶電、帶電多少無關(guān)，反映自身容納電荷本領(lǐng)的大小，其單位是F,1F＝106μF＝1012pF.故選項A正確．第九頁第十頁，共39頁。第十頁第十一頁，共39頁。3．長為L的平行板電容器，兩板間形成勻強(qiáng)電場，一個電荷量為＋q、質(zhì)量為m的帶電粒子，以初速度v0緊貼上極板沿垂直于電場方向射入勻強(qiáng)電場中，剛好從下極板邊緣射出，且射出方向恰好與下極板成30°角，如圖所示，求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和兩極板間的距離．第十一頁第十二頁，共39頁。第十二頁第十三頁，共39頁。第十三頁第十四頁，共39頁。2．帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)(1)模型建立如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子以速度v0垂直于電場線射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電壓為U，極板長度為l，兩極板間距為d.(2)全面分析①受力特點：帶電粒子只受一個電場力(恒力)，且初速度方向與電場力方向垂直．②運動狀態(tài)分析：帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場時，受到恒定的與初速度方向垂直的電場力作用而做類似平拋的勻變速曲線運動．③粒子偏轉(zhuǎn)問題的分析處理方法類似于平拋運動的分析處理方法，即應(yīng)用運動的合成和分解的知識．第十四頁第十五頁，共39頁。第十五頁第十六頁，共39頁。第十六頁第十七頁，共39頁?！纠}】(10分)兩個半徑均為R的圓形平板電極，平行正對放置，相距為d，極板間的電勢差為U，板間電場可以認(rèn)為是均勻的．一個α粒子從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場方向射入兩極板之間，到達(dá)負(fù)極板時恰好落在極板中心．已知質(zhì)子電荷量為e，質(zhì)子和中子的質(zhì)量均視為m，忽略重力和空氣阻力的影響，求：(1)極板間的電場強(qiáng)度大小E；(2)α粒子在極板間運動的加速度大小a；(3)α粒子的初速度大小v0.思路點撥：圓形極板間的電場為勻強(qiáng)電場，α粒子在極板間的運動為類平拋運動．第十七頁第十八頁，共39頁。第十八頁第十九頁，共39頁。(1)由于學(xué)生已形成矩形平行板的思維定勢，所以學(xué)生遇到類似本題中的圓形極板模型時可能會產(chǎn)生疑惑，不知如何解答．(2)涉及速度、能量的計算時，應(yīng)用動能定理較為簡單，但此時不允許將運動分解，因為動能定理公式是標(biāo)量式．第十九頁第二十頁，共39頁。針對訓(xùn)練：(2010年湖南省湘潭市模擬)如圖為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出(初速度可忽略不計)，經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強(qiáng)電場)，電子進(jìn)入M、N間電場時的速度與電場方向垂直，電子經(jīng)過電場后打在熒光屏上的P點．已知M、N兩板間的電壓為U2，兩板間的距離為d，板長為L，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計電子受到的重力及它們之間的相互作用力．(1)求電子穿過A板時速度的大??；(2)求電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量；(3)若要電子打在熒光屏上P點的上方，可采取哪些措施？第二十頁第二十一頁，共39頁。第二十一頁第二十二頁，共39頁。第二十二頁第二十三頁，共39頁。(2010年北京理綜，18)用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素(如圖所示)．設(shè)兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為θ.實驗中，極板所帶電荷量不變，若(

A

)A．保持S不變，增大d，則θ變大B．保持S不變，增大d，則θ變小C．保持d不變，減小S，則θ變小D．保持d不變，減小S，則θ不變第二十三頁第二十四頁，共39頁。第二十四頁第二十五頁，共39頁。【測控導(dǎo)航】考點題號1.電容及電容器1、22.帶電體在電場中的直線運動4、73.帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)3、5、6、8第二十五頁第二十六頁，共39頁。1.某電容器上標(biāo)有“25V,450μF”的字樣，對此下列說法正確的是(

A

)A．此電容器在直流25V以下的電壓下能正常工作B．此電容器必須在直流25V的電壓下才能正常工作C．當(dāng)工作電壓是直流25V時，電容才是450μFD．以上說法都不正確解析：“25V,450μF”表示電容器工作的最高電壓為25V，電容為450μF.故A正確，B錯誤，電容器的電容由自身因素決定，與是否有電壓無關(guān)，故C、D錯誤．第二十六頁第二十七頁，共39頁。2．(2010年重慶理綜)某電容式話筒的原理示意圖如圖所示，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為兩金屬極板，對著話筒說話時，P振動而Q可視為不動，在P、Q間距增大過程中(

D

)A．P、Q構(gòu)成的電容器的電容增大B．P上電荷量保持不變C．M點的電勢比N點的低D．M點的電勢比N點的高第二十七頁第二十八頁，共39頁。3．(2010年福建福州模擬)如圖所示，質(zhì)子、氘核和α粒子都沿平行板電容器兩板中線OO′方向垂直于電場線射入板間的勻強(qiáng)電場，射出后都打在同一個與OO′垂直的熒光屏上，使熒光屏上出現(xiàn)亮點，下列說法正確的是(

D

)A．若它們射入電場時的速度相等，則在熒光屏上出現(xiàn)三個亮點B．若它們射入電場時的速度相等，則打在熒光屏上偏離中心位置最遠(yuǎn)的是氘核C．若它們射入電場時的動能相等，則在熒光屏上只出現(xiàn)一個亮點D．若它們是由同一個電場從靜止加速后垂直射入此板間電場的，則在熒光屏上只出現(xiàn)一個亮點第二十八頁第二十九頁，共39頁。第二十九頁第三十頁，共39頁。4．(2010年福州調(diào)研)如圖(甲)所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔．右極板電勢隨時間變化的規(guī)律如圖(乙)所示．電子原來靜止在左極板小孔處．(不計重力作用)下列說法中正確的是(

C

)A．從t＝0時刻釋放電子，電子不可能打到右極板上B．從t＝0時刻釋放電子，電子可能在兩板間振動C．從t＝T/4時刻釋放電子，電子可能在兩板間振動，也可能打到右極板上D．從t＝3T/8時刻釋放電子，電子必將打到左極板上第三十頁第三十一頁，共39頁。第三十一頁第三十二頁，共39頁。5．如圖所示，電子在電勢差為U1的電場中加速后，垂直射入電勢差為U2的偏轉(zhuǎn)電場，在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場的條件下，下列四種情況中，一定能使電子偏轉(zhuǎn)角變大的是(

B

)A．U1變大、U2變大B．U1變小、U2變大C．U1變大、U2變小D．U1變小、U2變小第三十二頁第三十三頁，共39頁。6．示波管可以視為加速電場和偏轉(zhuǎn)電場的組合，若已知前者的電壓為U1，后者的電壓為U2，極板長為L，間距為d，電子加速前速度可忽略．則示波管的靈敏度(偏轉(zhuǎn)電場中每單位偏轉(zhuǎn)電壓所引起的偏轉(zhuǎn)量稱為“靈敏度”)與加速電場和偏轉(zhuǎn)電場的關(guān)系，正確的是(

C

)A．L越大，靈敏度越小B．d越大，靈敏度越大C．U1越小，靈敏度越大D．靈敏度與U1無關(guān)第三十三頁第三十四頁，共39頁。7．如圖所示，兩個相互絕緣且緊靠在一起的A、B兩物體，A的質(zhì)量為m＝0.04kg，帶電荷量為q＝＋5.0×10－5C，B的質(zhì)量為M＝0.06kg，不帶電．兩物體與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.6，以相同的初速度v0＝4m/s在水平面上滑動．空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E＝1.6×104N/C.設(shè)運動過程中小物塊所帶的電荷量沒有變化，求：(1)A、B的加速度及其相互作用力的大小；(2)經(jīng)過t＝2s電場力對物塊A所做的功W和A增加的機(jī)械能ΔE.(g取10m/s2)第三十四頁第三十五頁，共39頁。答案：(1)2m/s2

0.48N

(2)9.6J

0.96J第三十五頁第三十六頁，共39頁。8．(拓展探究題)如圖所示，水平放置的平行板電容器，與某一電源相連，它的極板長L＝0.4m，兩板間距離d＝4×10－3m，有一束由相同帶電微粒組成的粒子流，以相同的速度v0從兩板中央平行極板射入，開關(guān)S閉合前，兩板不帶電，由于重力作用微粒能落到下