2018届高考物理一轮复习课件：电容器-带电粒子在电场中的运动-(共27张PPT)
D．闭合开关，电容器充电后再断开开关，将N极板向下移动少许，P点的负电 荷受到电场力不变
二、带电粒子(带电体)在匀强电场中的直线运动问题
1、做直线运动的条件
(1)粒子所受合外力 F与初速度方向在同一条直线上，带 电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动。
示波管的原理
问题1：偏转电极不加电压时，电子将如何运动，你在荧 光屏上能看到什么？ 问题2：当只在YY’上加上恒定电压电子会怎样运动？ 你在屏幕上会观察到什么？（设Y的电势高于Y’）
你能否推导光斑相对于荧光屏中心的距离？
原理
ql l y y1 y2 ( L )U 2 2 mv0 d
问题3：如果在YY’上加上周期变化的信号电压， 你又会观察到什么现象？
问题4：当只在XX’上加上恒定电压，（X的电势高）你会 看到什么现象？
如果加上仪器自身产生的锯齿形电压（叫扫描电压）呢？
UX
t
问题5：当在YY’上加信号电压，XX’上恒定电压你会看 到什么现象？当在XX’上加扫描电压，YY’上加恒定电压 呢？
转解析
【例9】有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所 示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以 一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显 示出字符。已知偏移量越小打在纸上的字迹越小，现要缩小字迹 ，下列措施可行的是( ) A．增大墨汁微粒的比荷 要缩小字迹减 B．减小墨汁微粒进入偏转电场时的初动能 小墨汁微粒在电 C．减小偏转极板的长度 场中的偏移量 D．增大偏转极板间的电压 怎样减小墨汁 微粒在电场中 的偏移量？ 2 qUL y＝ 2mdv2 0
【当堂反馈1】
（多选）如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当
到达B板时速度为v，则：( CD ) A．当增大两板间距时，v增大 B．当减小两板间距时，v增大
C．当改变两板间距时，v不变
D．当增大两板间距时，电子在两板间运动的时间增大．
【当堂反馈2】
如图所示，平行板电容器水平放置，两板间距为h， 上板A带正电，现有一质量为m，带电量为＋q的小球， 在B板下方距离B板H处，以初速度v0竖直向上从B板小孔 进入板间电场，欲使小球刚好能到A板，求A、B间的电 势差UAB。 解：
若进入偏转电场的速度来自于加速电场呢？
2.带电粒子在电场中偏转的两类问题
m v0
θ
－q
vy
y v
v0
y’=?
(1)确定偏转后的动能 确定最终偏移距离(或速度) (2) 思路①
思路②
【例8：】 如图示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强 度为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的 屏．现有一电荷量为＋q、质量为m的带电粒子(重力不计)，以垂 直于电场线方向的初速度v0射入电场中， P v0方向的延长线与屏的交点为O.试求： (1)粒子从射入到打到屏上所用的时间； t x (2)粒子刚射出电场时的速度方向与初 F 电 速度方向间夹角的正切值tan α； α m (3)粒子打到屏上的点P到O点的距离x. +q 审题视角 1.了解题中所给各已知量. 2.分析带电粒子整个过程的受力及 运动规律，列表达式解题.
【典例分析2】
(单选）如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源
（内阻不计）连接，下极板N接地。在其两板间的P点固 定一个带负电的点电荷。则以下说法正确的是( D )
A．闭合开关，再将M极板向上移动少许，P点的电势增大，P点的负电荷电势 能增大 B．闭合开关，再将M极板向上移动少许，电容器极板上所带的电荷量增加 C．闭合开关，再将N极板向下移动少许，P点的负电荷受到电场力增大
转 解析
四、示波管
1.示波管的构造：外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部 主要由 （发射电子的灯丝、加速电极组 成）、 （由一对X偏转电极板和一对Y偏转电 极板组成）和 组成。
2.原理：灯丝被电源加热后，出现热电子发射，发射 出来的电子经加速电场加速后，以很大的速度进入偏 转电场，如在Y偏转板上加一个 ，在X偏 转板上加一个 ，在荧光屏上就会出 现按Y偏转电压变化的图像。
当堂检测 讨论、如图所示的示波管，如果在YY’之间加如 图所示的交变电压，同时在XX’之间加如图所示 的锯齿形电压，使X的电势比X’高，在荧光屏上 会看到什么图形？ Y
0<t<t1
Ux
O
X
O
t1
t2
t
t1<t<t2
【当堂反馈2变式】
一水平放置的平行板电容器的两极板间距为 d， 极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔 （小孔对电场的影响可忽略不计），小孔正上方 d/2处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下 落，经过小孔进入电容器，并在下极板处（未与 极板接触）返回，若将下极板向上平移d/3，则 从P点开始下落的相同粒子将（ D ）
1.平行板电容器的动态分析
（1）保持和电源相连：
E U d
U不变
rS C 4kd
C
E的变化
F电=Eq
带电微粒的运 动状态变化
C的变化
Q U
电路的充放 电过程
1.平行板电容器的动态分析
（1）断开和电源相连：
C
Q不变
E U d
rS 4kd
C
C的变化
Q U
U的变化
E的变化
带电微粒的运 动状态变化
思考：若只有d发生变化，场强E如何变化？
【典例分析1】
(单选）电容器C、电阻器R和电源E连接成如图所示的电路，
当把绝缘板P从电容器极板a、b之间拔出的过程中，电路 里( D ) R a A、没有电流产生 P
E
B、有电流产生，电流方向无法判断
b
C、有电流产生，方向是从b极板经过电阻器R流向a极板
D、有电流产生，方向是从a极板经过电阻器R流向b极板
A .打到下极板上 B.在下极板处返回 Ｃ．在距下极板d/2处返回 D.在距上极板2d/5处返回
三、带电粒子在匀强电场中的偏转问题
1．偏转问题： (1)条件分析：带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场。 (2)运动形式：类平抛运动。 (3)处理方法：应用运动的合成与分解。 v0 m O (4)运动规律： q α θ F qE qU ①加速度：a＝m＝ m ＝md。 d y l vx x ②在电场中的运动时间：t＝ 。 v0 θ 2 1 2 qUl U l ③离开电场时的偏移量 y＝ at ＝ 。 2 2mv2 0d vy vy qUl v ④离开电场时的偏转角 tan θ＝v ＝ 2 。 mv0d x
如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时 在XX’之间加锯齿形扫描电压，在荧光屏上会 看到什么图形？
Y
D E F AB C B A C
O
A BC D E F
O
t1 D E
t2
F
X
如果信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电压的 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
电容 带电粒子在电场中的运动
一、电容器、电容 一、电容器
储存电荷的装置
二、电容 1、容纳电荷本领的物理量
Q C U
rS C 4kd
适用于任何电 容器
适用于平行板 电容器
2、单位：法拉（F)
【小试身手1】
（多选）某电容器上标有“25
μF、450 V”字样， 下列对该电容器的说法中正确的是( AD ) A．要使该电容器两极板之间电压增加1 V，所需增 加的电荷量为2.5×10－5 C B．要使该电容器带电量1 C，两极板之间需加电压 2.5×10－5V C．该电容器能够容纳的电荷量最多为2.5×10－5 C D．该电容器能够承受的最大电压为450 V
2、分析方法
（1）牛顿运动定律 （2）功能观点
【小试身手2】
（多选）如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成
一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能 沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒 子( BD ) A．所受重力与电场力平衡
B．电势能逐渐增加
C．动能逐渐增加 D．做匀变速直线运动
高三物理一轮复习精品课件5：6.4 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动
【解析】电容器的电容的大小与其本身因素有关，与带电量 的多少、两极板电压的大小无关，A、B、C错误，D正确． 【答案】D
2.(电容器的动态分析)(多选)如图所示为一平行板电容器，两 板之间的距离d和两板正对面积S都可以调节，电容器两板与 电池相连接．Q表示电容器的带电荷量，E表示两板间的电场 强度．则( ) A．当d增大，S不变时，Q减小，E减小 B．当S增大，d不变时，Q增大，E增大 C．当d减小，S增大时，Q增大，E增大 D．当S减小，d增大时，Q不变，E增大
edh A. U
eU C.dh
B．edUh eUh
D. d
【解析】 由动能定理得－eUd h＝0－Ek，所以 Ek＝eUdh，D 正确．
【答案】 D
4.(带电粒子在电场中的偏转问题)如图所示，有一带电粒子 贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带 电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带 电粒子沿②轨迹落到B板中间．设粒子两次射入电场的水平 速度相同，则两次偏转电压之比为( ) A．U1∶U2＝1∶8 B．U1∶U2＝1∶4 C．U1∶U2＝1∶2 D．U1∶U2＝1∶1
考点阐释
考点一 平行板电容器的动态分析
1．分析比较的思路：
(1)先确定是Q还是U不变：电容器保持与电源连接，U不变； 电容器充电后与电源断开，Q不变．
(2)用决定式 C＝4επrkSd确定电容器电容的变化． (3)用定义式 C＝QU判定电容器所带电荷量 Q 或两极板间电压 U 的 变化． (4)用 E＝Ud 分析电容器极板间场强的变化．
vy＝at，y＝12at2， a＝qmE＝mqUd. 侧移距离：y＝2qmUvl202d，
偏转角 θ 的正切：tan θ＝mqdUvl20，如下图所示．
高考物理一轮总复习课件6.3电容器带电粒子在电场中的运动
其二，功和能的关系．根据电场力对带电粒子做 功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理研 究全过程中能的转化，研究带电粒子的速度变化、位 移等．这条线索不但适用于匀强电场，也适用于非匀 强电场．
t＝vl0 ②沿电场方向，做__匀_加__速_直__线_____运动．
加速度：a＝mF＝qmE＝mUqd 离开电场时的偏移量：y＝12at2＝2mUdqvl202
离开电场时的偏转角：tan θ＝vv0y＝mUdqvl02
三、示波管的原理 1．构造：(1)__电_子_枪______，(2)___偏_转__电_极______， (3)___荧__光_屏______． 2．工作原理(如图所示)
【答案】BD
例3如图所示，A 是一个表面绝缘质量为 1 kg 的
小车，置于光滑的水平地面上，在小车左端放置一质 量为 1 kg 带电量为 q＝＋1×10－2 C 的物块．在水平方 向有一匀强电场，可以通过开关控制其有、无及方 向．先产生一个方向水平向右，大小 E1＝3×102 V/m 的电场，小车和物块开始运动，作用时间 1 s 后(B 还 没有运动到 A 的右端)，小车与一预先设置的竖直绝缘 挡板相碰，小车碰后速度方向反向，速度大小不变， 碰后立即改变电场，电场大小变为 E2＝1×102 V/m， 方向不变．随即去掉挡板．已知物块与小车间的动摩 擦因数 μ＝0.1，(小车不带电，物块体积大小不计，g 取 10 m/s2)求：
2．电容 (1)定义：电容器所带的__电__荷_量__Q_____与电容器两 极板间的____电__势_差__U____的比值．
最新-2018届高考物理 第3单元 电容器与带电粒子在电场中的运动课件 精品
• (1)液滴的质量；
• (2)液滴飞出时的速度．
图7
解析：由于带电粒子重力方向竖直向下，所受电场 力方向只能垂直两板向上，其合力方向水平向右，做匀 加速运动．
(1)qUd cos37°＝mg，m＝8×10－8kg (2)qUd sin37°＝ma，a＝gtan37°＝34g 设液滴在平行板中飞行的距离为 x x＝sind37°＝0.05 m 又因 v2－v20＝2ax
•( )
图4
• A．带电油滴将沿竖直方向向上运动 • B．P点的电势将降低 • C．带电油滴的电势能将减小 • D．若电容器的电容减小，则极板带电量
将增大
• 解析：上极板向上移动一小段距离后，板 间电压不变，仍为E，故电场强度将减小，
油滴所受电场力减小，故油滴将向下运动，
A错；P点的电势大于0，且P点与下极板
线平行的方向进入匀强电场，粒子的重力
不计时，受到的电场力匀与加速运(或动匀方减向速)在直线同一
直线上，粒子做
运
动．
• 2．用功电能场观力点分析：粒子的重力不计时
粒子动能的变化量等于
做的功．
• 1．运动性质
• 不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场 线方向飞入匀强电场时，受到与初速度方
曲向线 垂直的电场力作用而做 运动．
相对于初速度方向转过的角度，如图3中 的θ角．
图3
设带电粒子质量为 m，带电荷量为 q，以速度 v0 垂直于电场线方向射入匀强偏转电场，偏转电压为 U1. 若粒子飞出电场时偏角为 θ，则 tanθ＝vvxy
式中 vy＝at＝qdUm1·vl0，vx＝v0 代入得 tanθ＝mqUv201dl .
(2)偏转距离：粒子飞出电场时的位置相对于初速度方 向的垂直距离，如图中的 y，则有
2018届高考物理一轮复习课件：电容器-带电粒子在电场中的运动-(共27张PPT)
如果在YY’之间加如图所
DE F AB C
A BC DE F
Y
B
A
C
O
t1
t2
O
X
D
F
E
如果信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电压的 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
当堂检测
3．用功能观点分析 带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒
子做的功等于带电粒子动能的增量．
匀强电场中：W＝qEd＝qU＝12mv2－12mv20 非匀强电场中：W＝qU＝Ek2－Ek1＝12mv2－12mv20.
4. 对带电粒子进行受力分析时应注意的问题 电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关，还跟带
一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显
示出字符。已知偏移量越小打在纸上的字迹越小，现要缩小字迹
，下列措施可行的是( )
A．增大墨汁微粒的比荷 B．减小墨汁微粒进入偏转电场时的初动能 C．减小偏转极板的长度 D．增大偏转极板间的电压
要缩小字迹减 小墨汁微粒在电
场中的偏移量
怎样减小墨汁
解析： 使指针张开角度增大一些，就是增大静电计两端的电压，
当开关 S 闭合时，电压一定，故 C、D 错误；断开开关 S 后，电容
器所带电荷量一定，由 C＝UQ可知要增大电容器两极板之间的电压，
需减小电容 C，由平行板电容器电容的决定式 C＝4επrkSd知，保持 S
不变，增大 d，电容 C 减小，故 A 错误，B 正确．
D.曲线运动
例5：如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b 为其两极板；a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属 板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导 线相连，Q板接地．开始时悬线静止在竖直方向，在b板 带电后，悬线偏转了角度a．在以下方法中，能使悬线 的偏角a变大的是（ ）
2018高考物理一轮总复习教学课件(人教版)： 电容器 带电粒子在匀强电场中的运动
解析
方法技巧
考点二
带电粒子(或带电体)在电场中的直线运动
1．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、α粒子、离子等，除有说明或明确的暗示以外， 一般都不考虑重力(但并不忽略质量)。
(2)带电微粒：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。
2．解决带电粒子 在电场中的直 线运动问题的 思路
解析
题组训练
3 ．[电容器的动态分析(电荷量不变)](2016· 天津理综· 4)如图所示，平行板电 容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板 都接地。在两极板间有一固定在 P 点的点电荷，以 E 表示两板间的电场 强度，EP 表示点电荷在 P 点的电势能，θ 表示静电计指 针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小 段距离至图中虚线位置，则( A．θ 增大，E 增大 C．θ 减小，EP 增大 ) B．θ 增大，EP 不变 D．θ 减小，E 不变
题组训练
1．[仅在电场力作用下的直线运动]两平行金属板相距为 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 点，然后返回，如图所示，OA＝h，此电子具有 的初动能是( edh A. U ) B．edUh eU C.dh eUh D. d
解析：电子从 O 点到 A 点，因受电场力作用，速度逐渐减小。根据题 意和图示判断，电子仅受电场力，不计重力。这样，我们可以用能量守恒定 1 2 1 2 eUh U Uh 律来研究问题。即2mv0＝eUOA。因 E＝ d ，UOA＝Eh＝ d ，故2mv0＝ d线运动](多选)如图所示，悬线下 挂着带正电的小球，它的质量为 m，电荷量为 q，整个装置 处于水平向右的匀强电场中，电场强度为 E，则( ) Eq A．小球平衡时，悬线与竖直方向夹角的正切值为 tan θ＝mg B．若剪断悬线，则小球做曲线运动 C．若剪断悬线，则小球做匀速运动 D．若剪断悬线，则小球做匀加速直线运动
(全国通用)高考物理一轮复习第七章静电场第3讲电容器带电粒子在电场中的运动课件
考点一
考点二
考点三
2.如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小
孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下
极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g)。求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;
1 2
������
+
ℎ
−
������
2������
qh
=式可解得 h = 25d,D 项正确。
【参考答案】 D
【名师点睛】 解决带电粒子在电场中运动问题的方法:
灵活利用动力学分析的思想,采用受力分析和运动学方程相结合的方法进行解决,也可以
采用功能结合的观点进行解决,如果涉及匀变速的时间问题,一般用牛顿动力学处理,如
考点一
考点二
考点三
典例1 (多选)如图所示,两块较大的金 属板A、B平行放置并与一电源相连,S闭合后,两极板间有一质量为m、电荷量为q的油
滴恰好处于静止状态。以下说法中正确的是 ( )
A.若将A极板向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G中有b→a的电流 B.若将A极板向左平移一小段位移,则油滴仍然静止,G中有b→a的电流 C.若将S断开,则油滴立即做自由落体运动,G中无电流 D.若将S断开,再将A极板向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G中有b→a的电流
能。
2.电容 (1)定义式: C=������������ 。 (2)单位:法拉(F),1 F=106 μF=1012 pF。
3.平行板电容器
(1)影响因素:平行板电容器的电容与 正对面积 成正比,与介质的介电常数
高考物理一轮复习 第七章 静电场 第3讲 电容器 带电粒
【基础知识必备】 一、常见电容器 电容器的电压、电荷量和电容的关系 1．常见电容器 (1)组成：由两个彼此__绝__缘___又相互_靠__近___的导体组成． (2)带电荷量：一个极板所带电荷量的_绝__对__值____．
(3)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：使充电后的电容器丢失电荷的过程：放电过程中 _电__场__能___转化为其他形式的能．
(2)Q不变
①根据C＝
Q U
＝
εrS 4πkd
先分析电容的变化，再分析U的变
化．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
②根据E＝Ud 分析场强变化．
【典例1】 如图所示，平行板
电容器带有等量异种电荷，与静电计
相连，静电计金属外壳和电容器下极
板都接地．在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两
板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电 计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小
考向一 平行板电容器的动态分析 1．两类典型问题 (1)电容器始终与恒压电源相连，电容器两极板间的电势 差U保持不变． (2)电容器充电后与电源断开，电容器两极所带的电荷量 Q保持不变．
2．动态分析思路
(1)U不变
①根据C＝
Q U
＝
εrS 4πkd
先分析电容的变化，再分析Q的变
化．
②根据E＝Ud 分析场强的变化． ③根据UAB＝E·d分析某点电势变化．
2.如图所示，两极板水平放置的平 行板电容器与电动势为E的直流电源连 接，下极板接地，静电计外壳接地．闭 合开关S时，带负电的油滴恰好静止于P 点．下列说法正确的是( )
2018版高考物理配套课件：第六章 第3讲 电容器的电容、带电粒子在电场中的运动
第六章 静电场第3讲 电容器的电容、带电粒子在电场中的运动考试标准知识内容必考要求加试要求说明电容器的电容b c 1.不要求应用平行板电容器电容的决定式进行计算.2.示波管问题的分析与计算不涉及两个偏转电极同时加电压的情形.带电粒子在电场中的运动b d3.解决带电粒子偏转运动问题只限于垂直电场方向入射且偏转电极加恒定电压的情形.内容索引必考考点自清加试题型突破课时训练必考考点自清一、电容器的电容1.电容的定义式：C ＝ .2.电容与电压、电荷量的关系：电容C 的大小由电容器本身结构决定，与电压、电荷量 .不随Q 变化，也不随电压U 变化.3.平行板电容器及其电容(1)影响因素：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的介电常数成正比，与 成反比.(2)决定式：C ＝ ，k 为静电力常量.εr 为相对介电常数，与电介质的性质有关考点逐项排查1无关两板间的距离[深度思考]C ＝ 和C ＝ 是电容器电容的两个公式.判断关于它们的说法是否正确.(1)从C ＝ 可以看出，电容的大小取决于带电荷量和电压.( )(2)从C ＝ 可以看出，电容的大小取决于电介质的种类、导体的形状和两极板的位置关系.( )×√二、带电粒子在电场中的运动1.加速问题动能若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子的的增量.(1)在匀强电场中：W＝qEd＝qU＝2.带电粒子在电场中偏转的运动规律匀速直线(1)沿初速度方向做运动，运动时间a.能飞出电容器：t = .b.不能飞出电容器：，t = .匀加速直线(2)沿电场力方向，做运动加速度：a＝离开电场时的偏移量： .离开电场时的偏转角：tan θ＝ .12345 2必考题组专练1.(2015·浙江1月学考·25)下列器件中，属于电容器的是( )√123452.(多选)下列关于电容器的叙述正确的是( )A.电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电的容器才称为电容器B.任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体，就组成了电容器，跟这两个 导体是否带电无关C.电容器所带的电荷量是指两个极板所带电荷量的绝对值D.电容器充电过程，是将电能转变成电容器的电场能并储存起来的过程； 电容器放电过程，是将电容器储存的电场能转化为其他形式的能的过程√√3.如图1所示，一带正电粒子以初速度v0垂直射入匀强电场中，该粒子将( )A.向左偏转B.向右偏转C.向纸外偏转D.向纸内偏转√图14.如图2所示，电子由静止开始从A 板向B 板运动，到达B 板的速度为v ，保持两板间的电势差不变，则( )A.当增大两板间的距离时，速度v 增大B.当减小两板间的距离时，速度v 减小C.当减小两板间的距离时，速度v 不变D.当减小两板间的距离时，电子在两板间运动的时间增大√图25.(2016·温岭市联考)如图3所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子的入射速度为原来的2倍，而电子仍从原来位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板间的距离应变为原来的( )√图3加试题型突破命题点一 电容器的动态分析例1 用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图4).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θ.实验中，极板所带电荷量不变，若( )A.保持S 不变，增大d ，则θ不变B.保持S 不变，增大d ，则θ变小C.保持d 不变，增大S ，则θ变小D.保持d 不变，增大S ，则θ不变√图4[题组阶梯突破]1.(2016·浙江4月学考·7)关于电容器，下列说法正确的是( )A.在充电过程中电流恒定B.在放电过程中电容减小C.能储存电荷，但不能储存电能√D.两个彼此绝缘又靠近的导体可视为电容器2.如图5所示，平行板电容器与电源相接，充电后切断电源，然后将电介质插入电容器极板间，则两板间的电势差U 及板间场强E 的变化情况为( )A.U 变大，E 变大B.U 变小，E 变小C.U 不变，E 不变D.U 变小，E 不变√图53.如图6所示，先接通S 使电容器充电，然后断开S.当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q 、电容C 、两极板间电势差U 、电容器两极板间场强E 的变化情况是( )A.Q 变小，C 不变，U 不变，E 变小B.Q 变小，C 变小，U 不变，E 不变C.Q 不变，C 变小，U 变大，E 不变D.Q 不变，C 变小，U 变小，E 变小√图64.已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为：电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏.如图7所示，如果在导电液体的深度h 发生变化时观察到指针正向左偏转，则( )A.导体芯A 所带电荷量在增加，液体的深度h 在增大B.导体芯A 所带电荷量在减小，液体的深度h 在增大C.导体芯A 所带电荷量在增加，液体的深度h 在减小D.导体芯A 所带电荷量在减小，液体的深度h 在减小图7√例2 (多选)如图8，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子( )A.所受重力与电场力平衡B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加D.做匀变速直线运动命题点二 带电粒子(带电体)在电场中的直线运动图8√√解析 对粒子受力分析，粒子所受合外力水平向左，做匀减速直线运动；电场力做负功，电势能增加，动能减少.5.如图9所示是真空中A 、B 两板间的匀强电场，一电子由A 板无初速度释放后运动到B 板，设电子在前一半时间内和后一半时间内的位移分别为x 1和x 2，则x 1与x 2的比值为( )A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶4[题组阶梯突破]567√图986.如图10所示，两平行金属板竖直放置，板上A 、B 两孔正好水平相对，板间电势差为500 V .一个动能为400 e V 的电子从A 孔沿垂直板方向射入电场中，经过一段时间电子离开电场，则电子离开电场时的动能大小为( )A.900 eVB.500 eVC.400 eVD.100 eV 图10√7.如图11所示，A 、B 两金属板平行放置，在t ＝0时将电子从A 板附近由静止释放(电子的重力忽略不计).分别在A 、B 两板间加上下列哪种电压时，有可能使电子到不了B 板( )图11√8.如图12所示，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力作用下，从静止开始由b沿直线运动到d，且bd与竖直方向所夹的锐角为45°，则下列结论不正确的是( )A.此液滴带负电B.液滴的加速度等于gC.合力对液滴做的总功等于零D.液滴的电势能减少图12√例3 如图13所示，两块相同的金属板正对着水平放置，板间距离为d .当两板间加电压U 时，一个质量为m 、电荷量为＋q 的带电粒子，以水平速度v 0从A 点射入电场，经过一段时间后从B 点射出电场，A 、B 间的水平距离为L ，不计重力影响.求：命题点三 带电粒子在电场中的偏转图13解析 带电粒子在水平方向做匀速直线运动，从A 点到B 点经历时间t ＝ ；(1)带电粒子从A 点运动到B 点经历的时间；答案(2)带电粒子经过B点时速度的大小；解析 带电粒子在竖直方向做匀加速直线运动，板间场强大小E＝加速度大小a＝经过B点时粒子沿竖直方向的速度大小v y＝at＝带电粒子经过B点时速度的大小v＝；答案(3)A、B间的电势差.解析 粒子从A点运动到B点过程中，据动能定理得：qU AB＝m v2－m v02 A、B间的电势差U AB＝.答案910119.(多选)如图14所示，平行板电容器充电后形成一个匀强电场，大小保持不变.让质子( H)流以不同初速度，先、后两次垂直电场射入，分别沿a 、b 轨迹落到极板的中央和边缘，则质子沿b 轨迹运动时( )A.加速度更大B.初速度更大C.动能增量更大D.两次的电势能增量相同[题组阶梯突破]√√图14图1510.如图15，左侧为加速电场，右侧为偏转电场，加速电场的加速电压是偏转电场电压的k 倍，有一初速度为零的电荷经加速电场加速后，从偏转电场两板正中间垂直电场方向射入，且正好能从极板下边缘穿出电场，不计电荷的重力，则偏转电场长、宽之比 的值为( )√11.如图16所示，炽热的金属丝发射出一束质量为m 、电荷量为q 的离子，从静止经加速电压U 1加速后，沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U 2作用后，以某一速度离开电场，已知平行板长为l ，两板间距离为d ，求：图16(1)离子在偏转电场中运动的时间、加速度的大小；91011 (2)离子在离开偏转电场时的纵向偏移量和偏转角的正切值.解析离子在离开偏转电场时的纵向偏移量：y＝设离子离开偏转电场时偏转角为θ，纵向速度为v y则tan θ＝ .答案课时训练1.电容式键盘是通过改变电容器的哪个因素来改变电容的( )√A.两板间的距离B.两板间的电压C.两板间的电介质D.两板间的正对面积解析 由电容的决定式C＝可知，与两极板间距离、板间电介质和正对面积有关，与板间电压无关，电容式键盘是通过改变两极板间距离来改变电容的.故A正确，B、C、D错误.2.据国外某媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电，若某同学登山时用这种超级电容器给手机充电，下列说法正确的是( )A.充电时，电容器的电容变小√B.充电时，电容器存储的电能变小C.充电时，电容器所带的电荷量可能不变D.充电结束后，电容器不带电，电容器的电容为零3.(多选)由电容器电容的定义式C ＝ 可知( )A.若电容器不带电，则电容C 为零B.电容C 与电容器所带电荷量Q 成正比C.电容C 与所带电荷量Q 多少无关D.电容在数值上等于使两板间的电压增加1 V 时所需增加的电荷量√√4.如图1所示的平行板电容器，B板固定，要减小电容器的电容，其中较合理的办法是( )A.A板右移B.A板上移C.插入电介质D.增加极板上的电荷量√图1解析 由C＝可知，当增大d、减小电介质和减小正对面积时，可减小电容；而C与电压及电荷量无关，故只有B正确，A、C、D错误.5.一个已充电的电容器，若使它的电荷量减少3×10－4C，则其电压减少为原来的，则( )A.电容器原来的带电荷量为9×10－4 CB.电容器原来的带电荷量为4.5×10－4 C√C.电容器原来的电压为1 VD.电容器的电容变为原来的6.在研究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，一已充电的平行板电容器与静电计连接如图2所示.现保持B 板不动，适当移动A 板，发现静电计指针张角变小，则A 板可能是( )A.右移B.左移C.上移D.下移解析 电荷量一定，静电计指针张角变小，说明电压变小，由C ＝ 分析得知，电容器电容增大，由C ＝ ，要使电容增大，正对面积增大或板间距离减小， 故A 正确.图2√7.如图3所示，在真空中有一对平行金属板，分别接在电源的两极上，一个带正电荷的粒子，在静电力作用下由静止开始从正极板附近向负极板运动，则该带电粒子在运动过程中( )A.静电力对它做正功，电势能增加B.静电力对它做正功，电势能减少C.静电力对它做负功，电势能增加D.静电力对它做负功，电势能减少√图38.如图4所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v 0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A 向B 做直线运动.那么( )A.微粒带正、负电荷都有可能B.微粒做匀减速直线运动C.微粒做匀速直线运动D.微粒做匀加速直线运动√图49.(多选)(2015·江苏单科·7)如图5所示，一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左.不计空气阻力，则小球( )A.做直线运动B.做曲线运动C.速率先减小后增大D.速率先增大后减小√图5√10.(2016·台州市联考)如图6所示，带电的平行金属板电容器水平放置，质量相同、重力不计的带电微粒A 、B 以平行于极板的相同初速度从不同位置射入电场，结果打在极板上同一点P .不计两微粒之间的库仑力，下列说法正确的是( )A.在电场中微粒A 运动的时间比B 长B.在电场中微粒A 、B 运动的时间相同C.微粒A 所带的电荷量比B 少D.静电力对微粒A 做的功比B 少图6√11.(多选)a 、b 、c 三个α粒子由同一点同时垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图7所示，其中b 恰好飞出电场，由此可以肯定( )A.在b 飞离电场的同时，a 刚好打在负极板上B.b 和c 同时飞离电场C.进入电场时，c 的速度最大，a 的速 度最小D.动能的增量相比，c 的最小，a 和b 的一样大√图7√√12.(2015·海南单科·5)如图8所示，一充电后的平行板电容器的两极板相距l .在正极板附近有一质量为M 、电荷量为q (q ＞0)的粒子；在负极板附近有另一质量为m 、电荷量为－q 的粒子.在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动.已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距 l 的平面.若两粒子间相互作用力可忽略.不计重力，则M ∶m 为( )A.3∶2B.2∶1C.5∶2D.3∶1图8√13.如图9所示，矩形区域ABCD 内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电粒子a 和b 以相同的水平速度射入电场，粒子a 由顶点A 射入，从BC 的中点P 射出，粒子b 由AB 的中点O 射入，从顶点C 射出.若不计重力，则a 和b 的比荷(带电量和质量比值)之比是( )A.1∶8B.8∶1C.1∶2D.2∶1√图914.如图10所示，一带电小球用绝缘丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中将做( )A.自由落体运动B.曲线运动C.沿着悬线的延长线做匀加速运动D.变加速直线运动图10√15.如图11所示的交变电压加在平行板电容器A、B两极板上，开始B板电势比A板电势高，这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间，它在电场作用下开始运动.设A、B两极板间的距离足够大，下列说法正确的是( )A.电子一直向着A板运动B.电子一直向着B板运动C.电子先向A板运动，然后返回向B板运动，之后在A、B两板间做周期性往复运动D.电子先向B板运动，然后返回向A板运动，之后在A、B两板间做周期性往复运动图11√16.如图12所示，M、N为水平放置、互相平行且厚度不计的两金属板，间距d＝35 cm，已知N板电势高，两板间电压U＝3.5×104V.现有一质量m＝7.0×10－6 kg、电荷量q＝6.0×10－10 C的带负电油滴，由N板下方距N 为h＝15 cm的O处竖直上抛，经N板中间的P孔进入电场，到达上板Q点时速度恰为零(g取10 m/s2).求油滴上抛的初速度v0.图1217.如图13所示，喷墨打印机中的墨滴在进入偏转电场之前会被带上一定量的电荷，在电场的作用下使电荷发生偏转到达纸上.已知两偏转极板长度L＝1.5×10－2m，两极板间电场强度E＝1.2×106N/C，墨滴的质量m＝＝1.0×10－13kg，电荷量q＝1.0×10－16C，墨滴在进入电场前的速度v0 15 m/s，方向与两极板平行.不计空气阻力和墨滴重力，假设偏转电场只局限在平行极板内部，忽略边缘电场的影响.(1)判断墨滴带正电荷还是负电荷？解析 负电荷.答案 负电荷(2)求墨滴在两极板之间运动的时间；解析 墨滴在水平方向做匀速直线运动，那么墨滴在两板之间运动的时间t＝ .代入数据可得：t＝1.0×10－3 s答案 1.0×10－3 s。
高三物理一轮复习-第6章-第3讲-电容器-带电粒子在电场中的运动ppt课件
C. U1变大, U2变小
D. U 变小, U 变
1
2
小
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答案 B 设电子质量为m, 电荷量大小为e,经电势差为U1 的电场加速后, 由动能定理得eU1= m 经平行板射出时,其水平速度和竖直速度分别为
vx=v0 ,vy=at= ·
由此得tan θ= = = 当l、d一定时,增大U2 或减小U1都能使偏转角θ增大。
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4.如图所示,带正电的粒子以一定的初速度v0 沿两板的中线进入水平放置的 平行金属板内,恰好沿下板的边缘飞出, 已知板长为L,板间的距离为d,板间 电压为U,带电粒子的电荷量为q,粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子 的重力),则 ( ) A.在前 时间内, 电场力对粒子做的功为
B.在后 时间内, 电场力对粒子做的功为 C.在粒子下落前 和后 的过程中, 电场力做功之比为1∶2 D.在粒子下落前 和后 的过程中, 电场力做功之比为2∶1
带电颗粒:如液滴、油滴、 尘埃、小球等,除有说明或明确暗示外,一般都
不能忽略重力。
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典例2 如图所示,水平放置的A、B两平行板相距h,上板A带正电。现有质 量为m、电荷量为+q的小球在B板下方距离为H处,以初速度v0 竖直向上从B 板小孔进入板间电场,欲使小球刚好打到A板,A、B间电势差UAB 应为多大?
项对。在粒子下落前 和后 的过程中, 电场力做功相等,故C、D选项错。
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重难突破
重难一 电容器两个公式的区别及平行板电容器的两类问题
1.关于电容器的两个公式的区别 (1)电容的定义式C= ,反映了电容器储存电荷的本领,但平行板电容器 的电容C的大小与Q、U都无关。 (2)平行板电容器电容的决定式C= ,反映了电容C的大小与两极板正 对面积成正比,与两极板间距离成反比,与极板间电介质的相对介电常数 成正比。
高考物理大一轮复习 第7章 静电场 第3节 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动课件.pptx
3. (多选)如图所示，电子由静止开始从 A 极板向 B 极板运动， 当到达 B 极板时速度为 v，保持两板间电压不变，则( )
A．当增大两板间距离时，v 也增大 B．当减小两板间距离时，v 增大 C．当改变两板间距离时，v 不变 D．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大
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解析：选 CD.电子从静止开始运动，根据动能定理有 qU＝12 mv2－0 可知，从 A 板运动到 B 板动能的变化量等于电场力做的功， 因两极板间电压不变，所以末速度不变，A、B 错误，C 正确；如 果增大两板间距离，由 E＝Ud 知 E 变小，由 a＝qmE知 a 变小，由 x ＝12at2 知，t 增大，电子在两板间运动的时间变长，D 正确．
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(5)带电粒子在电场中，只受电场力时，也可以做匀速圆周运 动．( √ )
(6)示波管屏幕上的亮线是由于电子束高速撞击荧光屏而产生 的．( √ )
(7)带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计．( × )
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2．一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、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
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2．电容 (1)定义：电容器所带的 电荷量与两个极板间的电势差的比值． (2)定义式： C＝QU. (3)单位：法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF).1 F＝106 μF＝ 1012 pF. (4)意义：表示电容器 容纳电荷 本领的高低． (5)决定因素：由电容器本身物理条件(大小、形状、相对位置 及电介质)决定，与电容器是否 带电 及 电压 无关．
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1．(2016·高考全国乙卷) 一平行板电容器两极板之间充满云 母介质，接在恒压直流电源上，若将云母介质移出，则电容器( )