高考物理一輪復(fù)習(xí)第7章靜電場第3講電容器帶電粒子在電場中的運動課件

靜電場第七章

第3講電容器帶電粒子在電場中的運動知識梳理回顧1知識一1.電容器(1)組成：由兩個彼此________又互相________的導(dǎo)體組成．(2)帶電荷量：一個極板所帶電荷量的_______________．(3)充、放電：①充電：把電容器接在電源上后，電容器兩個極板分別帶上等量的____________的過程．充電后，兩極板上的電荷由于互相吸引而保存下來；兩極板間有________存在．充電過程中從電源獲得的________儲存在電容器中．電容器、電容絕緣

靠近絕對值

異種電荷

電場

電能②放電：用導(dǎo)線將充電后的電容器的兩極板接通，兩極板上的電荷________的過程．放電后的兩極板間不再有電場，________轉(zhuǎn)化為其他形式的能量．中和

電場能

電荷量Q

容納電荷本領(lǐng)106

1012

3.平行板電容器的電容(1)決定因素：平行板電容器的電容C和兩極板間的電介質(zhì)的相對介電常數(shù)εr成________，跟正對面積S成________，跟極板間的距離d成________．(2)決定式：____________.正比

正比正比【小題自測】1．(2020年濟南期末)某電容器的電容是30μF，額定電壓為200V，擊穿電壓為400V，對于該電容器，下列說法中正確的是 (

)A．為使它的兩極板間的電壓增加1V，所需要的電荷量是3×10－5CB．給電容器帶1C的電荷量，兩極板間的電壓為3×10－5VC．該電容器能容納的電荷量最多為6×10－3CD．該電容器兩極板間能承受的最大電壓為200V【答案】A知識二帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)qEd

qU

2.帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)(1)條件：以速度v0垂直于電場線方向飛入勻強電場，僅受電場力．(2)運動形式：________運動．(3)處理方法：運動的合成與分解．類平拋

勻速直線運動

勻加速直線

【小題自測】2．三個質(zhì)量相等的帶電微粒(重力不計)以相同的水平速度沿兩極板的中心線方向從O點射入，已知上極板帶正電，下極板接地，三微粒的運動軌跡如圖所示，其中微粒2恰好沿下極板邊緣飛出電場，則

(

)A．三微粒在電場中的運動時間有t3＞t2＞t1B．三微粒所帶電荷量有q1＞q2＝q3C．三微粒所受電場力有F1＝F2＞F3D．飛出電場時微粒2的動能大于微粒3的動能【答案】D題點各個擊破2命題點一正確理解電容器的定義式和決定式[自修掌握類]例1

下列關(guān)于電容器的描述，正確的是 (

)A．圖甲為電容器充電示意圖，充完電后電容器上極板帶正電，兩極板間的電壓U等于電源的電動勢EB．圖乙為電容器放電示意圖，若電容器上極板帶電量為＋Q，則放電過程中通過安培表的電流方向從右向左，流過的總電量為2QC．圖丙為電解電容器的實物圖和符號，圖丁為可變電容器及其符號，兩種電容使用時都嚴(yán)格區(qū)分正負(fù)極D．圖戊中的電容器上有“5.5V

1.0F”字樣，說明該電容器只有兩端加上5.5V的電壓時電容才為1.0F【答案】A【解析】圖甲為電容器充電過程，充完電后電容器上極板與電源的正極相連，同時兩極板間的電壓

U

等于電源的電動勢E，A正確；圖乙為電容器放電過程，若電容器上極板帶電量為＋Q，則放電過程中通過安培表的電流方向從右向左，且流過的總電量為Q，B錯誤；圖丙為電解電容器的實物圖和符號，圖丁為可變電容器及其符號，前者電容器使用時嚴(yán)格區(qū)分正負(fù)極，后者沒有，C錯誤；圖戊中的電容器上有“5.5V

1.0F”字樣，說明該電容器兩端電壓最大值為5.5V，而電容與電容器的電壓，及電量均無關(guān)，總為1.0F，D錯誤．1．根據(jù)大量科學(xué)測試可知，地球本身就是一個電容器．通常大地帶有50萬庫侖左右的負(fù)電荷，而地球上空存在一個帶正電的電離層，這兩者之間便形成一個已充電的電容器，它們之間的電壓為300kV左右．地球的電容約為

(

)A．0.17F B．1.7FC．17F D．170F【答案】B命題點二平行板電容器的動態(tài)分析[師生共研類]2.兩類動態(tài)變化問題(1)第一類動態(tài)變化：兩極板間電壓U恒定不變．(2)第二類動態(tài)變化：電容器所帶電荷量Q恒定不變．【答案】D1．一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上．若將云母介質(zhì)移出，則電容器

(

)A．極板上的電荷量變大，極板間電場強度變大B．極板上的電荷量變小，極板間電場強度變大C．極板上的電荷量變大，極板間電場強度不變D．極板上的電荷量變小，極板間電場強度不變【答案】D2．如圖所示，一水平放置的平行板電容器與電源相連，開始時開關(guān)閉合．一帶電粒子沿兩極板中心線方向以一初速度射入，恰好沿中心線①通過電容器，則下列判斷正確的是 (

)A．粒子帶正電B．保持開關(guān)閉合，將B板向上平移一定距離，可使粒子沿軌跡②運動C．保持開關(guān)閉合，將A板向上平移一定距離，可使粒子仍沿軌跡①運動D．?dāng)嚅_開關(guān)，將B板向上平移一定距離，可使粒子沿軌跡②運動【答案】B1.帶電粒子在電場中做直線運動的分析方法命題點三帶電粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)分析[師生共研類]例3

如圖所示，A、B和C、D為兩平行金屬板，A、B兩板間電勢差為U，C、D始終與電源相連，測得CD間的場強為E.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子(重力不計)由靜止開始，經(jīng)A、B加速后穿過C、D發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在熒光屏上，已知C、D極板長均為x，熒光屏距C、D右端的距離為L，問：(1)粒子帶正電還是帶負(fù)電？(2)粒子打在熒光屏上的位置距O點多遠(yuǎn)處？(3)粒子打在熒光屏上時的動能為多大？1．(2021屆北京名校模擬)如圖所示，由粒子源發(fā)出的帶正電的粒子經(jīng)過同一加速電場A加速后，形成粒子束進入同一偏轉(zhuǎn)電場B中偏轉(zhuǎn)．已知粒子源發(fā)出的粒子中包括有一價氫離子、一價氦離子和二價氦離子，這些粒子離開粒子源時的初速度可視為零，空氣阻力、粒子的重力及粒子之間的相互作用力均可忽略不計．下列說法正確的是 (

)A．它們始終為一股粒子束B．它們會分離為兩股粒子束C．它們會分離為三股粒子束D．它們會分離為無數(shù)股粒子束【答案】A2．(2020年泉州質(zhì)檢)如圖，噴霧器可以噴出各種質(zhì)量和電荷量的帶負(fù)電油滴．假設(shè)油滴以相同的水平速度射入接有恒定電壓的兩水平正對金屬板之間，有的沿水平直線①飛出，有的沿曲線②從板邊緣飛出，有的沿曲線③運動到板的中點上．不計空氣阻力及油滴間的相互作用，則 (

)A．沿直線①運動的所有油滴質(zhì)量都相等B．沿直線①運動的所有油滴電荷量都相等C．沿曲線②、③運動的油滴，運動時間之比為1∶2D．沿曲線②、③運動的油滴，加速度大小之比為1∶4【答案】D1.構(gòu)造及功能(如圖所示)命題點四示波管的原理[師生共研類](1)電子槍：發(fā)射并加速電子．(2)偏轉(zhuǎn)電極YY′：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)(加信號電壓)；XX′：使電子束水平偏轉(zhuǎn)(加掃描電壓)．(3)熒光屏．例4

圖甲為示波管的原理圖．如果在電極XX′之間所加的電壓按圖乙所示的規(guī)律變化，在電極YY′之間所加的電壓按圖丙所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會看到的圖形是

(

)甲

乙丙

【答案】D

A

B

C

D

1．(2020年密云期中)如圖所示為一真空示波管，電子從燈絲K發(fā)出(初速度不計)，經(jīng)燈絲與A板間的加速電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場)，電子進入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L1，板右端到熒光屏的距離為L2，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e.求：(1)電子穿過A板時的速度vA的大??；(2)電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量y的大小；(3)電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的偏轉(zhuǎn)角θ的正切值；(4)P點到O點的距離yOP；(5)寫出一個可以使電子打在屏上的距離yOP變大的方法；(6)若U2的值任意，求電子打在屏上的距離yOP的最大值ym的大?。M隨堂集訓(xùn)31．(2018年北京卷)研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實驗裝置如圖所示．下列說法正確的是

(

)A．實驗前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電B．實驗中，只將電容器b板向上平移，靜電計指針的張角變小C．實驗中，只在極板間插入有機玻璃板，靜電計指針的張角變大D．實驗中，只增加極板帶電荷量，靜電計指針的張角變大，表明電容增大【答案】A2．(2020年武漢模擬)噴墨打印機的簡化模型如圖所示．墨盒可以噴出質(zhì)量一定的墨汁微粒，經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后，以一定的初速度垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后打到紙上，顯示出字符．已知墨汁微粒所帶電荷量的多少由計算機的輸入信號按照文字的排列規(guī)律進行控制，微粒偏移量越小打在紙上的字跡越小，則從墨汁微粒進入偏轉(zhuǎn)電場開始到打到紙上的過程中(不計墨汁微粒的重力)，以下說法正確的是 (

)A．墨汁微粒的軌跡是拋物線B．電量相同的墨汁微粒軌跡相同C．墨汁微粒的運動軌跡與帶電量無關(guān)D．減小偏轉(zhuǎn)極板間的電壓，可以縮小字跡【答案】D3．(2019年新課標(biāo)Ⅱ卷)如圖，兩金屬板P、Q水平放置，間距為d.