高考物理一輪復(fù)習(xí)教科版課件第七章靜電場基礎(chǔ)課3

基礎(chǔ)課3電容器帶電粒子在電場中的運動常見電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系1.常見電容器 (1)組成：由兩個彼此

又相互

的導(dǎo)體組成。 (2)帶電荷量：一個極板所帶電荷量的

。 (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

，電容器中儲存

。

放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中

轉(zhuǎn)化為其他形式的能。知識排查靠近絕對值異種電荷電場能電場能絕緣電荷量Q容納電荷2.電容 (1)定義：電容器所帶的

與電容器兩極板間的電勢差U的比值。 (2)定義式：C＝

。 (3)物理意義：表示電容器

本領(lǐng)大小的物理量。 (4)單位：法拉(F) 1F＝

μF＝1012pF106正對面積相對介電常數(shù)帶電粒子在勻強電場中的運動1.做直線運動的條件 (1)粒子所受合外力F合＝0，粒子或靜止，或做勻速直線運動。 (2)粒子所受合外力F合≠0，且與初速度方向在同一條直線上，帶電粒子將做勻加速直線運動或勻減速直線運動。2.分析方法 (1)用動力學(xué)觀點分析，(2)用功能觀點分析。3.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)運動性質(zhì)：

運動。 (3)處理方法：運動的分解。

①沿初速度方向：做

運動。

②沿電場方向：做初速度為零的

運動。類平拋勻速直線勻加速直線(1)

，(2)偏轉(zhuǎn)極板，(3)熒光屏。(如圖1所示)

圖1示波管的構(gòu)造電子槍1.思考判斷 (1)放電后的電容器電荷量為零，電容也為零。(

) (2)一個電容器的電荷量增加1.0×10－6C時，兩板間電壓升高10V，則電容器的電容C＝1.0×10－7F。(

) (3)帶電粒子在勻強電場中可以做勻加速直線運動。(

)

答案(1)×

(2)√

(3)√小題速練2.[教科版選修3－1·P31“實驗探究”改編](多選)如圖2所示，用靜電計可以測量已充電的平行板電容器兩極板之間的電勢差U，電容器已帶電，則下列判斷正確的是(

)

A.增大兩極板間的距離，指針張角變大 B.將A板稍微上移，靜電計指針張角變大 C.若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計指針張角變大 D.若減小兩板間的距離，則靜電計指針張角變小圖2答案ABD3.(2018·攀枝花市診斷性檢測)(多選)在豎直向上的勻強電場中，

有兩個質(zhì)量相等、帶異種電荷的小球A、B(均可視為質(zhì)點)處

在同一水平面上。現(xiàn)將兩球以相同的水平速度v0向右拋出，

最后落到水平地面上，運動軌跡如圖3所示，兩球之間的靜

電力和空氣阻力均不考慮，則(

)

A.A球帶正電，B球帶負(fù)電 B.A球比B球先落地 C.在下落過程中，A球的電勢能減少，B球的電勢能增加 D.兩球從拋出到各自落地的過程中，A球的速率變化量比B球的小圖3答案AD平行板電容器的動態(tài)分析1.兩類典型問題 (1)電容器始終與恒壓電源相連，電容器兩極板間的電勢差U保持不變。 (2)電容器充電后與電源斷開，電容器兩極所帶的電荷量Q保持不變。【典例】

(2016·全國卷Ⅰ，14)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D【拓展延伸1】

(多選)將【典例】中的電源斷開，當(dāng)把云母介質(zhì)從電容器中快速抽出后，下列說法正確的是(

) A.電容器的電容增大

B.極板間的電勢差增大 C.極板上的電荷量變大

D.極板間電場強度變大

答案BD【拓展延伸2】

(多選)在【典例】中，若水平放置平行板電容器內(nèi)部空間有一帶電粒子P靜止在電容器中，云母介質(zhì)保持不動，同時下極板接地，當(dāng)將上極板向右移動一小段距離時，則下列說法正確的是(

) A.電容器所帶電荷量保持不變 B.極板間的電場強度保持不變 C.粒子所在初位置的電勢能保持不變 D.粒子將加速向下運動答案BC1.下列說法正確的是(

) A.電容器的電容越大，則所帶的電荷量越多 B.電容器不帶電荷時，其電容為零 C.對于一個確定的電容器來說，其電容與其帶電情況無關(guān)，是個定值 D.平行板電容器極板的正對面積越小、極板間距離越遠(yuǎn)，電容器的電容越大

解析電容器所帶電荷量的多少與電容器電容和兩極板間電壓均有關(guān)，選項A錯誤；對于一個確定的電容器來說，電容為定值，與電容器所帶的電荷量、電容器兩極板間的電勢差無關(guān)，電容器不帶電荷時，電容也不變，故選項B錯誤，C正確；平行板電容器的電容與極板的正對面積成正比，與兩板間的距離成反比，故選項D錯誤。答案C2.(多選)如圖4所示，平行板電容器A、B間有一帶電油滴P正好靜止在極板正中間，現(xiàn)將B極板勻速向下移動到虛線位置，其他條件不變。則在B極板移動的過程中(

)

圖4 A.油滴將向下做勻加速運動 B.電流計中電流由b流向a C.油滴運動的加速度逐漸變大

D.極板帶的電荷量減少答案CD帶電粒子在電場中的直線運動圖5A2.(多選)如圖6所示，帶電小球自O(shè)點由靜止釋放，經(jīng)C孔進(jìn)入兩水平位置的平行金屬板之間，由于電場的作用，剛好下落到D孔時速度減為零。對于小球從C到D的運動過程，已知從C運動到CD中點位置用時t1，從C運動到速度等于C點速度一半的位置用時t2，下列說法正確的是(

) A.小球帶負(fù)電 B.t1<t2 C.t1>t2 D.將B板向上平移少許后小球可能從D孔落下圖6答案AB圖7

(3)設(shè)BC間的電勢差大小為UCB，由題意得對液珠由釋放處至液珠到達(dá)最高點(速度為零)的全過程應(yīng)用動能定理得qUCB－mg(rB－H)＝0解得：rB＝2H，rB′＝H(舍去)帶電體在勻強電場中的直線運動問題的解題步驟1.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)規(guī)律帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)運動【典例】如圖8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極板的

正中央，已知微粒質(zhì)量為m＝4×10－5kg，電荷量q＝＋1×10－8C，g＝10m/s2。求：

(1)微粒入射速度v0為多少？ (2)為使微粒能從平行板電容器的右邊射出電場，電容器的上極板應(yīng)與電源的正極還是負(fù)極相連？所加的電壓U應(yīng)取什么范圍？圖8(2)電容器的上極板應(yīng)接電源的負(fù)極。當(dāng)所加的電壓為U1時，微粒恰好從下板的右邊緣射出，即當(dāng)所加的電壓為U2時，微粒恰好從上極板的右邊緣射出，所以120V≤U≤200V。答案(1)10m/s

(2)與負(fù)極相連，120V≤U≤200V1.(多選)如圖9所示，帶電荷量之比為qA∶qB＝1∶3的帶電粒子A、B以相等的速度v0從同一點出發(fā)，沿著跟電場強度垂直的方向射入平行板電容器中，分別打在C、D點，若OC＝CD，忽略粒子重力的影響，則(

)

A.A和B在電場中運動的時間之比為1∶2 B.A和B運動的加速度大小之比為4∶1 C.A和B的質(zhì)量之比為1∶12 D.A和B的位移大小之比為1∶1圖9答案ABC圖10答案C3.(多選)如圖11所示的直角坐標(biāo)系中，第一象限內(nèi)分布著均勻

輻向的電場，坐標(biāo)原點與四分之一圓弧的熒光屏間電壓為U；第三象限內(nèi)分布著豎直向下的勻強電場，場強大小為

E。大量電荷量為－q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子，某時刻起從

第三象限不同位置連續(xù)以相同的初速度v0沿x軸正方向射入

勻強電場。若粒子只能從坐標(biāo)原點進(jìn)入第一象限，其他粒

子均被坐標(biāo)軸上的物質(zhì)吸收并導(dǎo)出而不影響原來的電場分布。不計粒子的重力及它們間的相互作用。下列說法正確的是(

)圖11答案CD“等效法”在電場中的應(yīng)用——遷移變通能力的培養(yǎng)

處理帶電粒子在“等效力場”中的運動，要關(guān)注以下兩點：一是對帶電粒子進(jìn)行受力分析時，注意帶電粒子受到的電場力的方向與運動方向所成的夾角是銳角還是鈍角，從而決定電場力做功情況；二是注意帶電粒子的初始運動狀態(tài)。2.物理最高點與幾何最高點。在“等效力場”做圓周運動的小球，經(jīng)常遇到小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動的臨界速度問題。小球能維持圓周運動的條件是能過最高點，而這里的最高點不一定是幾何最高點，而應(yīng)是物理最高點。圖14【針對訓(xùn)練】如圖14所示，在豎直平面內(nèi)固定的圓形絕緣軌

道的