高考物理創(chuàng)新（基礎(chǔ)課能力課實驗課）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。知識排查絕緣靠近絕對值異種電荷電場能電場能2.電容 (1)定義：電容器所帶的_________Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值。(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＝1012pF電荷量容納電荷1063.平行板電容器 (1)影響因素：平行板電容器的電容與__________________成正比，與電介質(zhì)的________________成正比，與極板間距離成反比。極板的正對面積相對介電常數(shù)帶電粒子在勻強電場中的運動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)運動性質(zhì)：_________運動。 (3)處理方法：運動的合成與分解。 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小題速練答案

(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√

(6)×2.[人教版選修3－1P32第1題]平行板電容器的一個極板與靜電計的金屬桿相連，另一個極板與靜電計金屬外殼相連。給電容器充電后，靜電計指針偏轉(zhuǎn)一個角度。以下情況中，靜電計指針的偏角是增大還是減??？ (1)把兩板間的距離減?。?(2)把兩板間的相對面積減??； (3)在兩板間插入相對介電常數(shù)較大的電介質(zhì)。

答案

(1)把兩極板間距離減小，電容增大，電荷量不變，電壓變小，靜電計指針偏角變小。 (2)把兩極板間相對面積減小，電容減小，電荷量不變，電壓變大，靜電計指針偏角變大。 (3)在兩極板間插入相對介電常數(shù)較大的電介質(zhì)，電容增大，電荷量不變，電壓變小，靜電計指針偏角變小。3.[人教版選修3－1P39第2題]某種金屬板M受到某種紫外線照射時會不停地發(fā)射電子，射出的電子具有不同的方向，其速度大小也不相同。在M旁放置一個金屬網(wǎng)N。如果用導(dǎo)線將MN連接起來，M射出的電子落到N上便會沿導(dǎo)線返回M，從而形成電流?，F(xiàn)在不把M、N直接相連，而按圖1那樣在M、N之間加一個電壓U，發(fā)現(xiàn)當(dāng)U＞12.5V時電流表中就沒有電流。已知電子的質(zhì)量me＝9.1×10－31kg。圖1問：被這種紫外線照射出的電子，最大速度是多少？(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)4.[人教版選修3－1P39第3題]先后讓一束電子和一束氫核通過同一對平行板形成的偏轉(zhuǎn)電場。進(jìn)入時速度方向與板面平行，在下列兩種情況下，分別求出離開時電子偏角的正切與氫核偏角的正切之比。 (1)電子與氫核的初速度相同； (2)電子與氫核的初動能相同。答案

(1)mH

：me

(2)1電容器的電容及平行板電容器的動態(tài)分析1.兩個公式的比較2.平行板電容器動態(tài)變化的兩種情況 (1)電容器始終與電源相連時，兩極板間的電勢差U保持不變。 (2)充電后與電源斷開時，電容器所帶的電荷量Q保持不變。3.平行板電容器動態(tài)問題的分析思路4.平行板電容器問題的一個常用結(jié)論

電容器充電后斷開電源，在電容器所帶電荷量保持不變的情況下，電場強度與極板間的距離無關(guān)?！纠?】

(2017·江蘇清江中學(xué)高三第四次月考)如圖2所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源連接，下極板接地，靜電計所帶電荷量很少，可被忽略。一帶負(fù)電油滴被固定于電容器中的P點。現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離，則(

)A.平行板電容器的電容將變大B.靜電計指針張角變小C.帶電油滴的電勢能增加D.若先將上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開，再將下極板向下移動一小段距離，則帶電油滴所受電場力不變圖2答案

D帶電粒子(或帶電體)在電場中的直線運動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。【例2】

(多選)如圖3所示為勻強電場的電場強度E隨時間t變化的圖象。當(dāng)t＝0時，在此勻強電場中由靜止釋放一個帶電粒子，設(shè)帶電粒子只受電場力的作用，則下列說法中正確的是(

)圖3A.帶電粒子將始終向同一個方向運動B.2s末帶電粒子回到原出發(fā)點C.3s末帶電粒子的速度為零D.0～3s內(nèi)，電場力做的總功為零答案CD【例3】如圖4所示，在A點固定一正電荷，電荷量為Q，在離A高度為H的C處由靜止釋放某帶同種電荷的液珠，開始運動瞬間向上的加速度大小恰好等于重力加速度g。已知靜電力常量為k，兩電荷均可看成點電荷，不計空氣阻力。求：圖41.帶電粒子重力是否計入的判斷 (1)微觀粒子(如電子、質(zhì)子、離子等)和無特別說明的帶電粒子，一般都不計重力(并不是忽略質(zhì)量)； (2)帶電微粒(如油滴、液滴、塵埃、小球等)除有特別說明或暗示外，一般要考慮重力； (3)原則上，所有未明確交代的帶電體，都應(yīng)根據(jù)題設(shè)運動狀態(tài)和過程，反推是否計重力(即隱含條件)。2.帶電體在勻強電場中的直線運動問題的分析方法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【例4】

(2017·南通一模)如圖5所示，間距為d的平行金屬板間電壓恒定。初速度為零的電子經(jīng)電壓U0加速后，沿兩板間的中心線進(jìn)入板間電場，電子恰好從下極板邊緣飛出，飛出時速度的偏向角為θ。已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e，電子重力不計。求：圖5(1)電子剛進(jìn)入板間電場時的速度大小v0；(2)電子通過兩極板間的過程中，電場力做的功W；(3)平行金屬板間的電場強度大小E。分析帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)問題的關(guān)鍵(1)條件分析：不計重力，且?guī)щ娏Ｗ拥某跛俣葀0與電場方向垂直，則帶電粒子將在電場中只受電場力作用做類平拋運動。(2)運動分析：一般用分解的思想來處理，即將帶電粒子的運動分解為沿電場力方向上的勻加速直線運動和垂直電場力方向上的勻速直線運動。用等效法處理帶電粒子在電場、重力場中的運動1.等效思維方法

等效法是將一個復(fù)雜的物理問題，等效為一個熟知的物理模型或問題的方法。

帶電粒子在勻強電場和重力場組成的復(fù)合場中做圓周運動的問題，是高中物理教學(xué)中一類重要而典型的題型。對于這類問題，若采用常規(guī)方法求解，過程復(fù)雜，運算量大。若采用“等效法”求解，則能避開復(fù)雜的運算，過程比較簡捷。圖6圖7答案

AB1.(2017·南京市、鹽城市一模)如圖8所示的可變電容器，旋轉(zhuǎn)動片使之與定片逐漸重合。則電容器的電容將(

)圖8A.逐漸增大B.逐漸減小C.保持不變D.先增大后減小2.(2017·江蘇省蘇錫常鎮(zhèn)高三第二次模擬考試)某一平行板電容器，其中一個極板帶＋5.4×10－3C電荷量，另一極板帶－5.4×10－3C電荷量，電容器兩極板間電壓為450V，則該電容器的電容值為(

)×10－5F ×10－5F×104F ×104

F3.(2017·江蘇省淮安、宿遷、連云港、徐州蘇北四市聯(lián)考)在研究影響平行板電容器電容大小因素的實驗中，一已充電的平行板電容器與靜電計連接如圖9所示?，F(xiàn)保持B板不動，適當(dāng)移動A板，發(fā)現(xiàn)靜電計指針張角減小，則A板可能是(

)A.右移

B.左移

C.上移 D.下移圖9答案

A4.(2017·江蘇單科)如圖10所示，三塊