《高考物理一輪復(fù)習(xí)要點(diǎn)提示 第6講 電容器與電容 帶電粒子在電場中的運(yùn)動課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí)要點(diǎn)提示 第6講 電容器與電容 帶電粒子在電場中的運(yùn)動課件（38頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、一、電容器及其電容一、電容器及其電容1電容器電容器(1)組成：兩個彼此絕緣且又相距很近的導(dǎo)體組成：兩個彼此絕緣且又相距很近的導(dǎo)體(2)帶電荷量：一個極板所帶電荷量的絕對值帶電荷量：一個極板所帶電荷量的絕對值(3)充、放電充、放電充電：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 異號電荷的過程充電后，兩極板上的電荷由于互相吸引而保存下來；異號電荷的過程充電后，兩極板上的電荷由于互相吸引而保存下來；兩極板間有兩極板間有 存在充電過程中由電源獲得的電能儲存在電容器中存在充電過程中由電源獲得的電能儲存在電容器中放電：用導(dǎo)線將充電后的電容器
2、的兩極板接通，放電：用導(dǎo)線將充電后的電容器的兩極板接通， 兩極板上的電兩極板上的電荷荷 的過程放電后的兩極板間不再有電場，電場能轉(zhuǎn)化為其他形的過程放電后的兩極板間不再有電場，電場能轉(zhuǎn)化為其他形 式的能量式的能量電場電場中和中和2電容電容(1)定義：電容器所帶的電荷量定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差與電容器兩極板間的電勢差U的比值的比值(2)意義：表示電容器意義：表示電容器 的物理量的物理量(3)定義式：定義式：C .(4)單位：單位：1法拉法拉(F) 微法微法(F) 皮法皮法(pF)3平行板電容器的電容平行板電容器的電容(1)決定因素：平行板電容器的電容決定因素：平行板電容器
3、的電容C跟板間電介質(zhì)的相對介電常數(shù)跟板間電介質(zhì)的相對介電常數(shù) r成成 ，跟正對面積，跟正對面積S成成 ，跟極板間的距離，跟極板間的距離d成成 (2)決定式：決定式：C .(3)熟記兩點(diǎn)熟記兩點(diǎn)保持兩極板與電源相連，則電容器兩極板間保持兩極板與電源相連，則電容器兩極板間 不變不變充電后斷開電源，則電容器所帶的充電后斷開電源，則電容器所帶的 不變不變?nèi)菁{電荷本領(lǐng)容納電荷本領(lǐng)1061012正比正比正比正比反比反比電壓電壓電荷量電荷量2帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子以垂直勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向進(jìn)入電場后，做類平拋運(yùn)動，帶電粒子以垂直勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向進(jìn)入電場后，做類平拋運(yùn)動，軌跡為拋
4、物線軌跡為拋物線垂直于場強(qiáng)方向做垂直于場強(qiáng)方向做 運(yùn)動：運(yùn)動：vxv0，xv0t.平行于場強(qiáng)方向做初速度為零的平行于場強(qiáng)方向做初速度為零的 運(yùn)動：運(yùn)動：動能動能 勻速直線勻速直線勻速加速直線勻速加速直線三、示波管三、示波管1示波管裝置示波管裝置示波管由示波管由 、 和和 組成，管內(nèi)抽成真空如組成，管內(nèi)抽成真空如圖所示圖所示電子槍電子槍偏轉(zhuǎn)電極偏轉(zhuǎn)電極熒光屏熒光屏2工作原理工作原理示波器是可以用來觀察電信號隨時間變化情況的一種電子儀器如示波器是可以用來觀察電信號隨時間變化情況的一種電子儀器如果在偏轉(zhuǎn)電極果在偏轉(zhuǎn)電極XX上加橫向掃描電壓，同時在偏轉(zhuǎn)電極上加橫向掃描電壓，同時在偏轉(zhuǎn)電極YY上加所要研
5、上加所要研究的信號電壓，電子束隨信號電壓的變化縱向做豎直方向的掃描，其究的信號電壓，電子束隨信號電壓的變化縱向做豎直方向的掃描，其周期與偏轉(zhuǎn)電極周期與偏轉(zhuǎn)電極XX的掃描電壓的周期的掃描電壓的周期 ，在熒光屏上就顯示出信，在熒光屏上就顯示出信號電壓隨時間變化的圖線號電壓隨時間變化的圖線相同相同解析：解析：電容器的電容和它所帶的電荷量無關(guān)，和板間的電壓無關(guān)，電容器的電容和它所帶的電荷量無關(guān)，和板間的電壓無關(guān)，只由電容器本身的結(jié)構(gòu)來決定因此只由電容器本身的結(jié)構(gòu)來決定因此A、B、C都不正確，故選都不正確，故選D.答案：答案：D2如圖所示，把原來不帶電的金屬球殼如圖所示，把原來不帶電的金屬球殼B的外表面
6、接地，將一帶的外表面接地，將一帶正電的小球正電的小球A從小孔放入球殼內(nèi)，但不與從小孔放入球殼內(nèi)，但不與B發(fā)生接觸，達(dá)到靜電平衡發(fā)生接觸，達(dá)到靜電平衡后，則后，則()AB帶正電帶正電BB不帶電不帶電CB的內(nèi)外表面電勢不相等的內(nèi)外表面電勢不相等DB帶負(fù)電帶負(fù)電解析：解析：根據(jù)靜電平衡的特點(diǎn)可知：金屬球殼是一等勢體，其內(nèi)外根據(jù)靜電平衡的特點(diǎn)可知：金屬球殼是一等勢體，其內(nèi)外表面電勢相等，選項(xiàng)表面電勢相等，選項(xiàng)C錯；靜電感應(yīng)使球殼內(nèi)表面帶負(fù)電，外表面不錯；靜電感應(yīng)使球殼內(nèi)表面帶負(fù)電，外表面不帶電帶電(接地接地)，故，故A、B錯，錯，D對對答案：答案：D3三個分別帶有正電、負(fù)電和不帶電的質(zhì)量相同的顆粒，從
7、水平放置的三個分別帶有正電、負(fù)電和不帶電的質(zhì)量相同的顆粒，從水平放置的平行帶電金屬板左側(cè)以相同速度平行帶電金屬板左側(cè)以相同速度v0垂直電場線方向射入勻強(qiáng)電場，分別落在垂直電場線方向射入勻強(qiáng)電場，分別落在帶正電荷的下板上的帶正電荷的下板上的a、b、c三點(diǎn)，如圖所示，下面判斷正確的是三點(diǎn)，如圖所示，下面判斷正確的是()A落在落在a點(diǎn)的顆粒帶正電，點(diǎn)的顆粒帶正電，c點(diǎn)的帶負(fù)電，點(diǎn)的帶負(fù)電，b點(diǎn)的不帶電點(diǎn)的不帶電B落在落在a、b、c點(diǎn)的顆粒在電場中的加速度的關(guān)系是點(diǎn)的顆粒在電場中的加速度的關(guān)系是aaabacC三個顆粒在電場中運(yùn)動的時間關(guān)系是三個顆粒在電場中運(yùn)動的時間關(guān)系是tatbtcD電場力對落在電場
8、力對落在c點(diǎn)的顆粒做正功點(diǎn)的顆粒做正功答案：答案：B 4如圖所示，如圖所示，abcd是一個正方形盒子是一個正方形盒子cd邊的中點(diǎn)有一個小孔邊的中點(diǎn)有一個小孔e.盒盒子中有沿子中有沿ad方向的勻強(qiáng)電場一個質(zhì)量為方向的勻強(qiáng)電場一個質(zhì)量為m、帶電荷量為、帶電荷量為q的粒子從的粒子從a處處的小孔沿的小孔沿ab方向以初速度方向以初速度v0射入盒內(nèi)，并恰好從射入盒內(nèi)，并恰好從e處的小孔射出處的小孔射出(忽略忽略粒子重力，正方形的邊長為粒子重力，正方形的邊長為l)，求：，求：(1)該帶電粒子從該帶電粒子從e孔射出的速度大??；孔射出的速度大?。?2)該過程中電場力對該帶電粒子做的功；該過程中電場力對該帶電粒子
9、做的功；(3)該電場的場強(qiáng)該電場的場強(qiáng)平行板電容器的動態(tài)分析平行板電容器的動態(tài)分析 2電容器兩類動態(tài)變化的分析比較電容器兩類動態(tài)變化的分析比較(1)第一類動態(tài)變化：兩極板間電壓第一類動態(tài)變化：兩極板間電壓U恒定不變恒定不變(2)第二類動態(tài)變化：電容器所帶電荷量第二類動態(tài)變化：電容器所帶電荷量Q恒定不變恒定不變在分析平行板電容器的動態(tài)變化時必須抓住兩個關(guān)鍵點(diǎn)：在分析平行板電容器的動態(tài)變化時必須抓住兩個關(guān)鍵點(diǎn)：(1)確定不變確定不變量；量；(2)恰當(dāng)選擇公式恰當(dāng)選擇公式例例1(2012年阜陽模擬年阜陽模擬)如圖所示，在平行板電容器正中有一個帶如圖所示，在平行板電容器正中有一個帶電微粒電微粒S閉合時
10、，該微粒恰好能保持靜止在以下兩種情況下：閉合時，該微粒恰好能保持靜止在以下兩種情況下：(1)保保持持S閉合，閉合，(2)充電后將充電后將S斷開下列說法能實(shí)現(xiàn)使該帶電微粒向上運(yùn)動斷開下列說法能實(shí)現(xiàn)使該帶電微粒向上運(yùn)動打到上極板的是打到上極板的是()A情況下，可以通過上移極板情況下，可以通過上移極板M實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)B情況下，可以通過上移極板情況下，可以通過上移極板N實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)C情況下，可以通過上移極板情況下，可以通過上移極板M實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)D情況下，可以通過上移極板情況下，可以通過上移極板N實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn) 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)確定兩種情況下的不變量，是電壓不變還是電荷
11、量不變；確定兩種情況下的不變量，是電壓不變還是電荷量不變；(2)選擇合適公式分析場強(qiáng)怎樣變化，得出電場力的變化選擇合適公式分析場強(qiáng)怎樣變化，得出電場力的變化答案答案B1傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖所示為測定壓力的電容傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖所示為測定壓力的電容式傳感器，將電容器、零刻度在中間的靈敏電流計(jì)和電源串聯(lián)成閉合式傳感器，將電容器、零刻度在中間的靈敏電流計(jì)和電源串聯(lián)成閉合回路當(dāng)壓力回路當(dāng)壓力F作用于可動膜片電極上時，膜片產(chǎn)生形變，引起電容的作用于可動膜片電極上時，膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化，導(dǎo)致靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，從對膜片施加恒定的壓力開始到膜變化，導(dǎo)致靈敏電流計(jì)指
12、針偏轉(zhuǎn)，從對膜片施加恒定的壓力開始到膜片穩(wěn)定之后，靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況為片穩(wěn)定之后，靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況為(已知電流從電流計(jì)正接線已知電流從電流計(jì)正接線柱流入時指針向右偏柱流入時指針向右偏)()A向左偏到某一刻度后回到零刻度向左偏到某一刻度后回到零刻度B向右偏到某一刻度后回到零刻度向右偏到某一刻度后回到零刻度C向右偏到某一刻度后不動向右偏到某一刻度后不動D向左偏到某一刻度后不動向左偏到某一刻度后不動答案：答案：B帶電粒子在電場中的平衡與直線運(yùn)動帶電粒子在電場中的平衡與直線運(yùn)動 1帶電粒子在電場中運(yùn)動時重力的處理帶電粒子在電場中運(yùn)動時重力的處理(1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、基本粒子：如電
13、子、質(zhì)子、粒子、離子等，除有說明或明確的粒子、離子等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量但并不忽略質(zhì)量)(2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力暗示以外，一般都不能忽略重力2帶電粒子在電場中的平衡帶電粒子在電場中的平衡解題步驟：解題步驟：選取研究對象選取研究對象進(jìn)行受力分析，注意電場力的方向進(jìn)行受力分析，注意電場力的方向特點(diǎn)特點(diǎn)由平衡條件列方程求解由平衡條件列方程求解3帶電粒子在電場中的變速直線運(yùn)動帶電粒子在電場中的變速直線運(yùn)動：可用運(yùn)動學(xué)
14、公式和牛頓第二：可用運(yùn)動學(xué)公式和牛頓第二定律求解或從功能角度用動能定理或能量守恒定律求解定律求解或從功能角度用動能定理或能量守恒定律求解帶電粒子在勻強(qiáng)電場中所受電場力恒定，方向與電場線平行，所受重帶電粒子在勻強(qiáng)電場中所受電場力恒定，方向與電場線平行，所受重力恒定，方向豎直向下，因此粒子在勻強(qiáng)電場與重力場的復(fù)合場中一力恒定，方向豎直向下，因此粒子在勻強(qiáng)電場與重力場的復(fù)合場中一定做勻變速運(yùn)動軌跡可能為直線，也可能為曲線定做勻變速運(yùn)動軌跡可能為直線，也可能為曲線例例2如圖所示，一個質(zhì)量為如圖所示，一個質(zhì)量為m，帶電荷量為，帶電荷量為q的粒子在的粒子在O點(diǎn)以初點(diǎn)以初速度速度v0跟水平方向成跟水平方向成
15、角射出，如果在某方向上加上一定大小的勻強(qiáng)電角射出，如果在某方向上加上一定大小的勻強(qiáng)電場后，可使粒子沿初速度方向做直線運(yùn)動場后，可使粒子沿初速度方向做直線運(yùn)動(1)求所加最小勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)的大小及方向；求所加最小勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)的大小及方向；(2)若加上水平向左、大小一定的勻強(qiáng)電場，求當(dāng)粒子速度為零時距若加上水平向左、大小一定的勻強(qiáng)電場，求當(dāng)粒子速度為零時距O點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥求解此題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：求解此題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：(1)作出力的平行四邊形確定最小場強(qiáng)的方向作出力的平行四邊形確定最小場強(qiáng)的方向(2)在直角三角形中，利用三角函數(shù)求最小場強(qiáng)的大小在直角三角形中，利用三角函數(shù)求最小
16、場強(qiáng)的大小(3)由牛頓定律和運(yùn)動學(xué)公式由牛頓定律和運(yùn)動學(xué)公式(或動能定理或動能定理)求距離求距離2.如圖所示，板長如圖所示，板長L4 cm的平行板電容器，板間距離的平行板電容器，板間距離d3 cm，板，板與水平線夾角與水平線夾角37，兩板所加電壓為，兩板所加電壓為U100 V，有一帶負(fù)電液滴，有一帶負(fù)電液滴，帶電荷量為帶電荷量為q31010C，以，以v01 m/s的水平速度自的水平速度自A板邊緣水平進(jìn)入板邊緣水平進(jìn)入電場，在電場中仍沿水平方向并恰好從電場，在電場中仍沿水平方向并恰好從B板邊緣水平飛出，取板邊緣水平飛出，取g10 m/s2.求：求：(1)液滴的質(zhì)量；液滴的質(zhì)量；(2)液滴飛出時的
17、速度液滴飛出時的速度答案：答案：(1)8108kg(2)1.32 m/s帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題1粒子的偏轉(zhuǎn)角問題粒子的偏轉(zhuǎn)角問題例例3兩個半徑均為兩個半徑均為R的圓形平板電極，平行正對放置，相距為的圓形平板電極，平行正對放置，相距為d，極板間的電勢差為極板間的電勢差為U，板間電場可以認(rèn)為是均勻的一個，板間電場可以認(rèn)為是均勻的一個粒子從正極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好落在極板中心已知質(zhì)子帶電荷量為已知質(zhì)子帶電荷量為e，質(zhì)子和中子的質(zhì)量均視為，質(zhì)子
18、和中子的質(zhì)量均視為m，忽略重力和空，忽略重力和空氣阻力的影響，求：氣阻力的影響，求：(1)極板間的電場強(qiáng)度極板間的電場強(qiáng)度E；(2)粒子在極板間運(yùn)動的加速度粒子在極板間運(yùn)動的加速度a；(3)粒子的初速度粒子的初速度v0.思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥兩平行板間的電場為勻強(qiáng)電場，所以兩平行板間的電場為勻強(qiáng)電場，所以粒子在板間做類粒子在板間做類平拋運(yùn)動，分析的方法與平拋運(yùn)動相同，即運(yùn)動的合成與分解平拋運(yùn)動，分析的方法與平拋運(yùn)動相同，即運(yùn)動的合成與分解3如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為q的帶電粒子以初的帶電粒子以初速速v0進(jìn)入場強(qiáng)為進(jìn)入場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，極板的長度為的勻強(qiáng)電場中，極板的長
19、度為L，電，電容器極板中央到光屏的距離也是容器極板中央到光屏的距離也是L.已知帶電粒子打到已知帶電粒子打到光屏的光屏的P點(diǎn)，求偏移量點(diǎn)，求偏移量OP的大小的大小1(2011年高考天津理綜年高考天津理綜)板間距為板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為的平行板電容器所帶電荷量為Q時，兩極板間電勢差為時，兩極板間電勢差為U1，板間場強(qiáng)為，板間場強(qiáng)為E1.現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)楝F(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q，板間距變?yōu)?，板間距變?yōu)閐，其他條件不變，這時兩極板間電勢差為，其他條件不變，這時兩極板間電勢差為U2，板間場，板間場強(qiáng)為強(qiáng)為E2，下列說法正確的是，下列說法正確的是()AU2U1，E2E1BU22U
20、1，E24E1CU2U1，E22E1 DU22U1，E22E1答案：答案：C2(2011年高考安徽理綜年高考安徽理綜)圖圖(a)為示波管的原理圖如果在電極為示波管的原理圖如果在電極YY之間之間所加的電壓按圖所加的電壓按圖(b)所示的規(guī)律變化，在電極所示的規(guī)律變化，在電極XX之間所加的電壓按圖之間所加的電壓按圖(c)所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會看到的圖形是所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會看到的圖形是()解析：解析：由圖由圖(b)及圖及圖(c)知，當(dāng)知，當(dāng)UY為正時，為正時，Y板電勢高，電子向板電勢高，電子向Y偏，偏，而此時而此時UX為負(fù)，即為負(fù)，即X板電勢高，電子向板電勢高，電子向X板偏，所以選
21、板偏，所以選B.答案：答案：B3(2012年安慶模擬年安慶模擬)用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素容的因素(如圖所示如圖所示)設(shè)兩極板正對面積為設(shè)兩極板正對面積為S，極板間的距離為，極板間的距離為d，靜，靜電計(jì)指針偏角為電計(jì)指針偏角為.實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若()A保持保持S不變，增大不變，增大d，則，則變大變大B保持保持S不變，增大不變，增大d，則，則變小變小C保持保持d不變，減小不變，減小S，則，則變小變小D保持保持d不變，減小不變，減小S，則，則不變不變答案：答案：A4(2012年合肥模擬年合肥模擬
22、)如圖所示，某空間有一如圖所示，某空間有一 豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E1.0102 V/m，一塊足夠大的接地金屬板水平放置在勻，一塊足夠大的接地金屬板水平放置在勻 強(qiáng)電場中，在金屬板的正上方高度強(qiáng)電場中，在金屬板的正上方高度h0.80 m的的 a處有一粒子源，盒內(nèi)粒子以處有一粒子源，盒內(nèi)粒子以v02.0102 m/s的的 初速度向水平面以下的各個方向均勻放出質(zhì)量為初速度向水平面以下的各個方向均勻放出質(zhì)量為m2.01015 kg，電荷量為電荷量為q1012C的帶電粒子，粒子最終落在金屬板的帶電粒子，粒子最終落在金屬板b上若不計(jì)粒上若不計(jì)粒子重力，求：子重力，求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)粒子源所在處粒子源所在處a點(diǎn)的電勢；點(diǎn)的電勢；(2)帶電粒子打在金屬板上時的動能；帶電粒子打在金屬板上時的動能；(3)從粒子源射出的粒子打在金屬板上的范圍從粒子源射出的粒子打在金屬板上的范圍(所形成的面積所形成的面積)；若使帶；若使帶電粒子打在金屬板上的范圍減小，可以通過改變哪些物理量來實(shí)現(xiàn)？電粒子打在金屬板上的范圍減小，可以通過改變哪些物理量來實(shí)現(xiàn)？答案：答案：(1)80 V(2)1.21010 J(3)面積面積4 m2可以通過減小可以通過減小h或增大或增大E來實(shí)現(xiàn)來實(shí)現(xiàn)
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