（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第6章 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动

（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第6章 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 电容器带电粒子在电场中的运动知识一电容器、电容、平行板电容器1电容器(1)带电量：一个极板所带电荷量的绝对值(2)电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能2电容(1)意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量(2)定义式：C )单位：法拉(F) ，1 F10 6 F10 12 行板电容器(1)影响因素：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与电介质的相对介电常数成正比，与两极板间的距离成反比(2)决定式：C ，k 为静电力常量)电容器 2、的电容表示其储存电荷的能力()(2)电容器的电容与它所带的电荷量成正比()(3)放电后的电容器电量为零，电容也为零()知识二带电粒子在电场中的运动1带电粒子在电场中的加速(1)处理方法：利用动能定理： 12 12 20(2)适用范围：任何电场2带电粒子在匀强电场中的偏转(1)研究条件：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场(2)处理方法：类似于平抛运动，应用运动的合成与分解的方法沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间 t 电场方向，做初速度为零的匀加速直线运动世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)基本粒子：如电子、质子、 粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量 3、 )(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力知识三示波管1示波管装置示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空如图 63 1 所示图 63 12工作原理(1)如果在偏转电极 间都没有加电压，则电子枪射出的电子束沿直线运动，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑(2)加的是待显示的信号电压上是机器自身产生的锯齿形电压，叫做扫描电压若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象(1)带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动()(2)带电粒子在电场中可以做圆周运动()(3)示波管屏幕上的亮线是由电子束 4、高速撞击荧光屏而产生的()1如图 632 所示，静止的电子在加速电压为 电场作用下从 O 经 P 板的小孔射出，又垂图 63 2直进入平行金属板间的电场，在偏转电压为 电场作用下偏转一段距离现使 想使电子的运动轨迹不发生变化，应该()A使 倍B使 为原来的 4 倍C使 为原来的 倍2光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 使 为原来的12【解析】电子经 速后获得的动能为 ，电子在偏转电场中的侧移12量为：y ，可见当 倍时，要使 y 不变，需使 倍，显然 A 正12 122答案】平行金属板相距为 d，电势差为 U，一电子质量为 m，电荷量为 e，从 O 点沿垂直于极板的方向射出，最远到达 A 5、点，然后返回，如图 63 3 所示，OAh，此电子具有的初动能是()图 63 3A. B C. 析】由动能定理得：e hE k，所以 案】(多选) 如图 634 所示，示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成如果在荧光屏上 P 点出现亮斑，那么示波管中的()图 63 4A极板 X 应带正电 B极板 X应带正电C极板 Y 应带正电 D极板 Y应带正电【解析】由荧光屏上亮斑的位置可知，电子在 转电场中向 X 极板方向偏转，故极板 X 带正电， A 正确，B 错误；电子在 转电场中向 Y 极板方向偏转，故极板 正确，D 错误【答案】(2013广东高考)喷墨打印机的简化模型如图 63 6、5 所示重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度 v 垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上则微滴在极板间电场中()图 63 5A向负极板偏转B电势能逐渐增大光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 运动轨迹是抛物线D运动轨迹与带电量无关【解析】带电微滴垂直进入电场后，在电场中做类平抛运动，根据平抛运动的分解水平方向做匀速直线运动和竖直方向做匀加速直线运动带负电的微滴进入电场后受到向上的静电力，故带电微滴向正极板偏转，选项 A 错误；带电微滴垂直进入电场受竖直方向的静电力作用，静电力做正功，故墨汁微滴的电势能减小，选项 B 错误；根据 xv 0t，y a ，得带电微滴的轨迹方程为 y ，即1 7、2 带电量有关，选项 C 正确，D 错误【答案】53平行板电容器的动态问题分析一、分析比较的思路1确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变2用决定式 C 分析平行板电容器电容的变化定义式 C 分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化 E 分析电容器极板间场强的变化类动态变化问题的比较分类 充电后与电池两极相连 充电后与电池两极断开不变量 U 大 C 变小 Q 变小 E 变小 C 变小 U 变大 E 不变S 变大 C 变大 Q 变大 E 不变 C 变大 U 变小 E 变小 r 变大 C 变大 Q 变大 E 不变 C 变大 U 变小 E 变小1 个示范例 一充电后的平行板电容器保持两极板的正对 8、面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容 C 和两极板间的电势差 U 的变化情况是 ()AC 和 U 均增大 BC 增大，U 减小C C 减小，U 增大 DC 和 U 均减小【解析】由平行板电容器电容决定式 C 知，当插入电介质后， 变大，则在d 不变的情况下 C 增大；由电容定义式 C 得 U ，又电荷量 Q 不变，故两极板间的 减小，选项 B 正确【答案】B备课记录 1 个预测例 ( 多选)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素( 如图 636)设两极板正对面积为 S，极板间的距离为 d，静电计指针偏角为 板所带电荷量光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，若()图 9、63 6A保持 S 不变，增大 d，则 变大 B保持 S 不变，增大 d，则 变小C保持 d 不变，增大 S，则 变小 D保持 d 不变，增大 S，则 不变【审题指导】解答该题应注意：(1)题中电容器所带的电量不变(2)静电计指针偏角 越大，表示极板间的电压越大【解析】由 C 、C 可得：U ，保持 S 不变，增大 d，则 U 增大，即U 4大，故 A 正确，B 错误；保持 d 不变，增大 S，则 U 减小，即 变小，故 C 对，D 错误【答案】54带电粒子(带电体)在电场中的直线运动一、带电粒子在电场中运动时重力的处理1基本粒子：如电子、质子、 粒子、离子等，除有说明或明确的暗示以外，一般都 10、不考虑重力(但并不忽略质量 )2带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力二、分析方法1用动力学方法分析a ，E ，v 2v d 202用功能观点分析匀强电场中：W12 12 20非匀强电场中：W 3 7如图 63 7 所示，一带电荷量为q、质量为 m 的小物块处于一倾角为 37的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时，小物块恰好静止重力加速度取g，377 1)水平向右电场的电场强度；(2)若将电场强度减小为原来的 1/2，物块的加速度是多大；(3)电场强度变化后物块下滑距离为 L 时的动能【审题指导】(1)小物块恰好静止时，包含电场力在 11、内的各力合力为零(2)根据牛顿第二定律求加速度(3)利用动能定理分析下滑 L 时的动能【解析】光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，示意图如图所示，则有77可得 E )若电场强度减小为原来的 ，即 E12 37qE7a 0.3 g.(3)电场强度变化后物块下滑距离 L 时，重力做正功，电场力做负功，由动能定理得77E k0可得 答案】(1) (2)(4)55带电粒子在电场中的偏转一、两个结论1不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的证明：由 得 12 20 子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初 12、速度延长线的交点 O 为粒子水平位移的中点，即 O 到电场边缘的距离为 电粒子在匀强电场中偏转的功能关系当讨论带电粒子的末速度 v 时也可以从能量的角度进行求解：qU y 其12 12 20中 y，指初、末位置间的电势差1 个示范例 ( 多选)(2013济南一中模拟)如图 638 所示，平行金属板内有一匀强电场，一个电量为 q、质量为 m 的带电粒子(不计重力) 以 A 点水平射入电场，且刚好以速度v 从 B 点射出( )图 63 8A若该粒子以速度v 从 B 点射入，则它刚好以速度v 0 从 A 点射出光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 若将 q 的反粒子(q，m)以v 从 B 点射入，它将刚好以速度v 0 从 A 点射出C若将 q 的反粒子(q，m)以v 0 从 B 点射入，它将刚好以速度v 从 A 点射出D若该粒子以v 0 从 B 点射入电场，它将以v 从 A 点射出【解析】带电粒子进入电场后只受竖直方向的电场力，在水平方向做匀速运。