高考物理一轮复习第七章第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动课件新人教版
考点 2 带电粒子在电场中的直线运动
1．做直线运动的条件 (1)粒子所受合外力 F 合＝0，粒子或静止，或做匀速直线运动． (2)粒子所受合外力 F 合≠0，且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．
2．解决带电粒子在电场中的直线运动问题的两种思路 (1)动力学观点：根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定 律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的运动情况．此方 法只适用于匀强电场． (2)功能观点：根据电场力对带电粒子所做的功等于带电粒子 动能的变化求解．此方法既适用于匀强电场，也适用于非匀强电 场． 匀强电场中：W＝qEd＝qU＝12mv2－12mv20 非匀强电场中：W＝qU＝Ek2－Ek1
【答案】 (1) 2gh
h＋d 2h
(3) h
g
mgh＋d (2) qd
Cmgh＋d q
1．一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d2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
d3，则从 P 点开始下落的相同粒子将( D )
A．打到下极板上 B．在下极板处返回 C．在距上极板d2处返回 D．在距上极板25d 处返回
解析：设板间电压为 U，场强为 E，则 E＝Ud ，由动能定理 得 mg·32d－qEd＝0.将下极板向上平移d3后，U 不变，d′＝23d，则 E′＝32Ud ＝32E，设粒子在距上极板 x 处返回，则 mg(d2＋x)－qE′x ＝0，联立解得：x＝25d，故 D 正确，A、B、C 错误．
解析：将 S 断开，电容器电量不变，板间场强不变，故油滴 仍处于静止状态，选项 A 错误；若 S 闭合，将 A 板左移，由 E ＝Ud 可知，E 不变，油滴仍静止，由 C＝4επrkSd可知正对面积减小 时电容 C 变小，则电容器极板电量 Q＝CU 变小，电容器放电， 则有 b→a 的电流，故选项 B 正确；将 A 板上移，由 E＝Ud 可知， E 变小，油滴应向下加速运动，由 C＝4επrkSd可知板间距离增大时 电容 C 变小，电容器要放电，则有 b→a 的电流流过 G，故选项
C 正确；当 A 板下移时，板间电场强度增大，油滴受的电场力增 加，油滴向上加速运动，由 C＝4επrkSd可知板间距离减小时 C 增大， 电容器要充电，则有 a→b 的电流流过 G，故选项 D 错误．
考向 3 两类问题综合应用 3．(2019·河南南阳月考)(多选)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，下极板接地，与电源负极相连．现有 一带电油滴位于容器中的 P 点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容
电荷的本领
的因素
2.平行板电容器的动态分析思路 (1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变． (2)根据决定式 C＝4επrkSd分析平行板电容器电容的变化． (3)根据定义式 C＝QU分析电容器所带电荷量或两极板间电压 的变化． (4)根据 E＝Ud 分析电容器极板间场强的变化．
考向 1 电容器带电量不变 1．(2019·安徽宿州一模)(多选)如图为某一机器人上的电容式 位移传感器工作时的简化模型图．当被测物体在左右方向发生位 移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动，连接电容器的静 电计会显示电容器电压的变化，进而能测出电容的变化，最后就 能探测到物体位移的变化，若静电计上的指针偏角为 θ，则被测 物体( BC )
考向 2 电容器电势差不变 2．(多选)如图所示，两块较大的金属板 A、B 相距为 d，平行放置 并与一电源相连，S 闭合后，两板间恰好有一质量为 m，带电量为 q
的油滴处于静止状态，以下说法正确的是( BC )
A．若将 S 断开，则油滴将做自由落体运动，G 表中无电流 B．若将 A 向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G 表中有 b→a 的电流 C．若将 A 向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G 表中有 b→a 的电流 D．若将 A 向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G 表中有 b→a 的电流
l＝v0t (4)位移y＝12at2＝2qmUvl202d.
2．两个结论 (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 qU0＝12mv20及 tanθ＝mqvU20ld得 tanθ＝2UU0ld. (2)粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交 点 O 为粒子水平位移的中点，即 O 到电场边缘的距离为2l .
2．(2018·全国卷Ⅲ)(多选)如图，一平行板电容器连接在直流电源 上，电容器的极板水平；两微粒 a、b 所带电荷量大小相等、符号相反， 使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等．现同 时释放 a、b，它们由静止开始运动．在随后的某时刻 t，a、b 经过电 容器两极板间下半区域的同一水平面．a、b 间的相互作用和重力可忽
( AC )
A．粒子 A 的比荷大于粒子 B B．粒子 A 射入时的初速度大于粒子 B C．若只减小两板间的电压，则两粒子可能同时落在电容器 下板边缘上 D．若只增大粒子 B 射入时的初速度，则两粒子可能在两板 之间的某一位置相遇
略．下列说法正确的是( BD )
A．a 的质量比 b 的大 B．在 t 时刻，a 的动能比 b 的大 C．在 t 时刻，a 和 b 的电势能相等 D．在 t 时刻，a 和 b 的动量大小相等
解析：本题考查电容器和带电粒子在电场中的运动．由题设 条件可知，微粒 a 向下运动，微粒 b 向上运动，且在相等时间内， 位移 xa>xb，由运动学公式及牛顿第二定律可得：x＝12·qmEt2，则 ma<mb，选项 A 错误；由动能定理可得：qEx＝Ek，则 Eka>Ekb， 选项 B 正确；由动量定理可得：qEt＝p，则 pa 与 pb 大小相等， 选项 D 正确；在 t 时刻，a、b 在同一水平面上，电势 φ 相等，而 两微粒的电性不同，由 Ep＝qφ，可知 a 和 b 的电势能不相等， 选项 C 错误．
(1)偏转电压 U2 为多大时，电子束打在荧光屏上偏转距离最大？ (2)如果偏转极板右端到荧光屏的距离 L＝20 cm，则电子到达荧光 屏时最大偏转距离 y 为多少？ [审题指导] 本题是基础题，需要熟练掌握． (1)过程分析：电子先经电场加速，进入偏转电场中做类平抛运动， 最后做匀速直线打到荧光屏上． (2)先推导出 y1 和 y 的解析式，再求极值．
3．(2019·广东汕头二模)(多选)一平行板电容器中存在匀强电场， 电场沿垂直方向．两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带电粒 子 A 和 B，从电容器边缘同一竖直线上的不同位置(如图)沿相同的水平 方向同时射入两平行板之间，经过相同时间两粒子落在电容器下板同 一点 P 上．若不计重力和粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是
【解析】 (1)要使电子束打在荧光屏上偏转距离最大，电子
经偏转电场后必须从下板边缘出来． 在加速电场中，由动能定理得 eU1＝m2v20
进入偏转电场初速度 v0＝
2eU1 m
在偏转电场的飞行时间 t1＝vl0
在偏转电场的加速度 a＝emE＝emUd2 电子从下极板边缘出来，d2＝12at12＝2emUd2lv220＝4Ud2U1)在电荷量保持不变的情况下，由 E＝Ud ＝CQd＝4πεrkSQ知，电 场强度与板间距离无关． (2)对平行板电容器的有关物理量 Q、E、U、C 进行讨论时， 关键在于弄清哪些是变量，哪些是不变量，在变量中哪些是自变 量，哪些是因变量，利用 C＝4επrkSd、Q＝CU 和 E＝Ud 进行判断即 可．
器的上极板竖直向上移动一小段距离( CD )
A．带电油滴将沿竖直方向向下运动 B．P 点的电势将降低 C．带电油滴的电势能不变 D．电容器的极板带的电荷量不变
解析：电容器始终与电源相连，则电容器两极板间的电势差
不变，由 C＝4επrkSd，d 增大，则 C 减小，又 C＝QU，则 Q 减小， 但电路中有二极管，单向导通，故不会放电，电荷量 Q 不变，E ＝Ud ＝CQd＝4πεrkSQ，d 增大，则 E 不变，带电油滴所受电场力不变， 带电油滴位于容器中的 P 点且恰好处于平衡状态，故 A 错误，D 正确．P 点与下极板的电势差 U＝φP－0＝Ed，而 E、d 不变，则 φP 不变，由 EP＝φPq 得固定在 P 点的正电荷电势能不变，C 正确， B 错误．
示波器的示意图如图所示，金属丝发射出来的电 子(带电量为 e)被加速后从金属板的小孔穿出，进入偏转电场．电 子在穿出偏转电场后沿直线前进，最后打在荧光屏上．设加速电 压 U1＝1 640 V，偏转极板长 l＝4 cm，偏转极板间距 d＝1 cm， 当电子加速后从两偏转极板的正中央沿与板平行的方向进入偏 转电场．
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． (3)小球从开始下落到运动到下极板处的时间． [审题指导] (1)力和运动分析：带电小球先做自由落体运动，进入 电场后在电场力和重力共同作用下做匀减速直线运动． (2)本题可从力和运动观点和能量观点求解．
静电场
第七章
第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动
考点 1 电容器及其动态变化
1．两个公式的比较
公式 公式 特点
意义
C＝QUC＝ΔΔQU
C＝4επrkSd
定义式，适用于一切 决定式，适用于平行
电容器
板电容器
对某电容器 Q∝U，但 QU＝C 不变，反映容纳
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2021届高三物理人教版一轮复习课件：第7章第3讲电容器带电粒子在匀强电场中的运动
＝Ud 分析可知，板间电场强度减小，液滴 受到的电场力减小，故液滴将向下加速运
故 B 正确； 因两板间的电势差不变，由 W＝Uq 知，b
动，故 A 正确，C 错误；
板移动前后，将液滴从 a 板移到 b 板时，
下极板接地，电势为零，板间电势差不变， 电场力做功相同，故 D 正确。 答案： ABD
故上极板电势不变，b 板下移时，板间电
解析：由 C＝4επrkSd可知，当 S 减小时，电容器的电容 减小，由 C＝UQ得 Q＝CU，电压 U 不变，C 减小， 故电容器所带电荷量减少，故 A 错误，B 正确；U 和 d 不变，由 E＝Ud 可知，极板间的电场强度保持 不变，故 C 正确，D 错误。
答案： BC
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考点一 平行板电容器的动态分析
保持开关闭合，电容器两极板间的电势差
不变，则指针张角不变，与极板间距无关，
故 B、C 错误；
返回
考点一 平行板电容器的动态分析
2.(2020·安徽六安模拟)(多选)如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板 a、b 与 电池相连，b 板接地(规定大地电势为零)，在距离两板一样远的 P 点有一个带电 液滴处于静止状态。若将 b 板向下平移一小段距离，则稳定后，下列说法正确的 是( ) A．液滴将加速向下运动 B．P 点电势升高，液滴在 P 点时的电势能减小 C．P 点的电场强度变大 D．b 板移动前后，若将液滴从 a 板移到 b 板，电场力做功相同
解析：平行板电容器电容的表达式为 C＝4επrkSd， 将极板间的云母介质移出后，导致电容器的 电容 C 变小。由于极板间电压不变，据 Q＝ CU 知，极板上的电荷量变小。再考虑到极 板间电场强度 E＝Ud ，由于 U、d 不变，所 以极板间电场强度不变，选项 D 正确。
人教版高中物理一轮复习课件：6.3电容器与电容 带电粒子在电场中的运动
2
不直接用于计算题的求解过程.
带电体运动中的力电综合问题 【例证3】(16分)在足够长的粗糙绝缘板A上放一个质量为m、电 荷量为+q的小滑块B.用手托住A置于方向水平向左、场强大小为 E的匀强电场中，此时A、B均能静止，如图所示.现将绝缘板A从 图中位置 P垂直电场线移至位置Q，发现小滑块B相对A发生了运 动.为研究方便可以将绝缘板A的运动简化成先匀加速接着匀减 速到静止的过程.测量发现竖直方向加速的时间为0.8 s，减速 的时间为0.2 s.P、Q位置高度差为0.5 m.已知匀强电场的场强 E= 0.3mg，A、B之间动摩擦因数μ=0.4,g取10 m/s2.求：
(3)电容与电压、电荷量的关系.
①电容C的大小由电容器本身结构决定，与电压、电荷量_无__关__.
不随Q变化，也不随电压变化.
②由C= Q可推出C= Q .
U
U
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_两__板__间__的__距__离__成反比. (2)决定式：C___4__rkS_d__，k为静电力常量.
y= 1 at2 1 qU1 ( l )2
2
2 md v0
作粒子速度的反向延长线，设交于O点，O点与电场边缘的距离
为x，则
x=y·cotθ=
qU1l 2
2dmv
2 0
mv02d l qU1l 2
结论：粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的 l 处沿直
2
线射出.
(2)经加速电场加速再进入偏转电场：若不同的带电粒子是从静 止经同一加速电压U0加速后进入偏转电场的， 可推得偏移量：y= U1l2
不直接用于计算题的求解过程.
带电体运动中的力电综合问题 【例证3】(16分)在足够长的粗糙绝缘板A上放一个质量为m、电 荷量为+q的小滑块B.用手托住A置于方向水平向左、场强大小为 E的匀强电场中，此时A、B均能静止，如图所示.现将绝缘板A从 图中位置 P垂直电场线移至位置Q，发现小滑块B相对A发生了运 动.为研究方便可以将绝缘板A的运动简化成先匀加速接着匀减 速到静止的过程.测量发现竖直方向加速的时间为0.8 s，减速 的时间为0.2 s.P、Q位置高度差为0.5 m.已知匀强电场的场强 E= 0.3mg，A、B之间动摩擦因数μ=0.4,g取10 m/s2.求：
(3)电容与电压、电荷量的关系.
①电容C的大小由电容器本身结构决定，与电压、电荷量_无__关__.
不随Q变化，也不随电压变化.
②由C= Q可推出C= Q .
U
U
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_两__板__间__的__距__离__成反比. (2)决定式：C___4__rkS_d__，k为静电力常量.
y= 1 at2 1 qU1 ( l )2
2
2 md v0
作粒子速度的反向延长线，设交于O点，O点与电场边缘的距离
为x，则
x=y·cotθ=
qU1l 2
2dmv
2 0
mv02d l qU1l 2
结论：粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的 l 处沿直
2
线射出.
(2)经加速电场加速再进入偏转电场：若不同的带电粒子是从静 止经同一加速电压U0加速后进入偏转电场的， 可推得偏移量：y= U1l2
高考物理一轮复习 第七章 静电场 第3讲 电容器 带电粒
第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动
【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( )
【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( )
届高三物理一轮复习63《电容器与电容带电粒子在电场中的运动》(人教版)PPT课件
题型一 平行板电容器的动态与分析
• 例 1 如图所示，在平行板电容器正中有一 个带电微粒．S闭合时，该微粒恰好能保持静 止．在以下两种情况下：①保持S闭合，②充 电后将S断开．下列说法能实现使该带电微粒 向上运动打到上极板的是( )
• (2)决定式：C＝4επrkSd
.k为静电力常量．
[基础自测] 1．根据电容器电容的定义式 C＝UQ，可知( ) A．电容器所带的电荷量 Q 越多，它的电容就越大，C 与 Q 成正比 B．电容器不带电时，其电容为零 C．电容器两极板之间的电压 U 越高，它的电容就越小， C 与 U 成反比 D．以上答案均不对
压的变化． (4)用 E＝Ud 和 E＝4πεrkSQ分析平行板电容器极板间匀强电
场场强的变化．
分类 充电后与电池两极相连 充电后与电池两极断开
•不变2．量电容器两类U动态变化问题比较 Q
d变大 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 εr变大 C变大，Q变大，E不变 C变大，U变小，E变小
• [基础自测]
• 3．如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中 由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块
平行极板间的电场中，在满足电子能射出平行 极板区的条件下，下述四种情况中，一定能使
电子的偏转角θ变大的是( )
• A．U1变大，U2变大
大
B．U1变小，U2变
解析：设电子被加速后获得的初速度为 v0，则由动能定 理得 qU1＝12mv20，再设偏转极板长为 l，则电子在电场中偏转 所用时间 t＝vl0.电子在平行极板间受静电力作用产生加速度 a，由牛顿第二定律得 a＝Em2q＝Um2dq，电子射出偏转电场时， 平行于电场线的速度 vy＝at＝mqUdv2l0，tanθ＝vv0y＝mqUdv2l20＝2UdU2l1， 故使偏转角 θ 变大的条件是使 U2 变大，U1 变小，B 正确．
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
14
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
15
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．
11
(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．( × )
12
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
4
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．
20
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( )
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．
20
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( )
2021版新高考物理人教版一轮课件：7.3 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动
U
C.增大场强,悬浮油滴将向上运动 D.油滴的电荷量不一定是电子电荷量的整数倍
【解析】选C。由题目中的图示可以看出电场强度方向向下,重力竖直向下,则 电场力竖直向上,电荷带负电,A错误;由平衡条件可以得到mg=Eq,电荷的带电 荷量q= mg ,B错误;此时电场力与重力相等,如果增大电场强度,则电场力大于
时,板间距离d增大,由C= rS 可知电容器电容减小,板间场强E= U 减小,油 滴所受的电场力减小,mg>4qE,k合d 力向下,带电油滴将向下加速运动,Ad错;P点电
势等于P点到下极板间的电势差,由于P到下极板间距离h不变,由φP=ΔU=Eh可 知,场强E减小时P点电势降低,B对;由C= Q 可知电容器所带电荷量减小,C对; 带电油滴所处P点电势下降,而由题图可知U油滴带负电,所以油滴电势能增大,
(1)电容触摸屏只需要触摸，不需要压力即能产生位置信号。 ( √ ) (2)使用绝缘笔在电容触摸屏上也能进行触控操作。 ( × ) (3)手指压力变大时，由于手指与屏的夹层工作面距离变小，电容变小。 ( × ) (4)手指与屏的接触面积变大时，电容变大。 ( √ ) (5)在手机屏幕上贴上一个厚层钢化玻璃保护膜，电容变大。( √ ) (6)我们能在手机屏幕上看到各种各样的信息是因为电子束高速撞击荧光屏得 到的。 ( × )
【通型通法】 1.题型特征:电压保持不变时平行板电容器的动态变化。 2.思维导引:
【解析】选D。根据C= rS 知,下极板竖直向下移动一小段距离,即d增大,则 4 kd
电容减小,故A错误;静电计连接电容器两端,因为电容器始终与电源相连,则电
势差不变,所以静电计指针张角不变,故B错误;下极板竖直向下移动一小段距
Q保持不变,由C= Q＝ rS 知,保持S不变,增大d,则C减小,U增大,偏角θ增大, U 4 kd
C.增大场强,悬浮油滴将向上运动 D.油滴的电荷量不一定是电子电荷量的整数倍
【解析】选C。由题目中的图示可以看出电场强度方向向下,重力竖直向下,则 电场力竖直向上,电荷带负电,A错误;由平衡条件可以得到mg=Eq,电荷的带电 荷量q= mg ,B错误;此时电场力与重力相等,如果增大电场强度,则电场力大于
时,板间距离d增大,由C= rS 可知电容器电容减小,板间场强E= U 减小,油 滴所受的电场力减小,mg>4qE,k合d 力向下,带电油滴将向下加速运动,Ad错;P点电
势等于P点到下极板间的电势差,由于P到下极板间距离h不变,由φP=ΔU=Eh可 知,场强E减小时P点电势降低,B对;由C= Q 可知电容器所带电荷量减小,C对; 带电油滴所处P点电势下降,而由题图可知U油滴带负电,所以油滴电势能增大,
(1)电容触摸屏只需要触摸，不需要压力即能产生位置信号。 ( √ ) (2)使用绝缘笔在电容触摸屏上也能进行触控操作。 ( × ) (3)手指压力变大时，由于手指与屏的夹层工作面距离变小，电容变小。 ( × ) (4)手指与屏的接触面积变大时，电容变大。 ( √ ) (5)在手机屏幕上贴上一个厚层钢化玻璃保护膜，电容变大。( √ ) (6)我们能在手机屏幕上看到各种各样的信息是因为电子束高速撞击荧光屏得 到的。 ( × )
【通型通法】 1.题型特征:电压保持不变时平行板电容器的动态变化。 2.思维导引:
【解析】选D。根据C= rS 知,下极板竖直向下移动一小段距离,即d增大,则 4 kd
电容减小,故A错误;静电计连接电容器两端,因为电容器始终与电源相连,则电
势差不变,所以静电计指针张角不变,故B错误;下极板竖直向下移动一小段距
Q保持不变,由C= Q＝ rS 知,保持S不变,增大d,则C减小,U增大,偏角θ增大, U 4 kd
新高考物理人教版一轮复习课件专题7第3讲电容带电粒子在电场中的运动
() • 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
• 【解析】粒子做直线运动，其重力和电场 力的合力应与速度共线，如图所示．重力与 电场力不共线，不可能平衡，A错误．粒子运 动过程中电场力做负功，因而电势能增加，B 正确．合力做负功，动能减小，C错误．电容 器的极板与直流电源相连，即其电压、板间 的场强不变，则电场力不变，合力恒定，因 而粒子做匀变速直线运动，D正确．
显然偏转位移 y、位移偏转角 tan α＝Ly＝4Ud1UL0与偏转电压 U1 成正比， 与加速电压 U0 成反比，而与粒子的 q、m 无关．即不同的带电粒子从静 止经过同一电场加速进入同一偏转电场后，它们在电场中的偏转位移、 位移偏转角总)的情况，在右图中作粒子速度的反向 延长线，设交于 O 点，O 点与电场边缘的距离为 x，速度偏转角 tan θ＝ vat0＝vat02t＝2Ly＝2Ud1UL0＝2tan α，与 q、m 无关，x＝tany θ＝L2．
考点3 带电粒子在电场中的偏转 [能力考点]
1．两个结论 (1)偏转位移和位移偏转角：若不同的带电粒子从静止经过同一电场 (或同一电压 U0)加速后进入偏转电场，则由动能定理有 qU0＝12mv20，粒 子从偏转电场 U1 中射出时，偏转位移 y＝12at2＝2qmUd1Lv220，联立可得 y＝4Ud1UL20．
离子通过无场反射区 1、2 及往返漂移区的总路程为 d1＋d2＋2nl，用 时 t2＝d1＋dv2＋2nl∝ m，
则总用时 t＝t1＋t2∝ m，即mm10＝tt2120， 解得 m1＝m0tt2120．
• 1．(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
• 【解析】粒子做直线运动，其重力和电场 力的合力应与速度共线，如图所示．重力与 电场力不共线，不可能平衡，A错误．粒子运 动过程中电场力做负功，因而电势能增加，B 正确．合力做负功，动能减小，C错误．电容 器的极板与直流电源相连，即其电压、板间 的场强不变，则电场力不变，合力恒定，因 而粒子做匀变速直线运动，D正确．
显然偏转位移 y、位移偏转角 tan α＝Ly＝4Ud1UL0与偏转电压 U1 成正比， 与加速电压 U0 成反比，而与粒子的 q、m 无关．即不同的带电粒子从静 止经过同一电场加速进入同一偏转电场后，它们在电场中的偏转位移、 位移偏转角总)的情况，在右图中作粒子速度的反向 延长线，设交于 O 点，O 点与电场边缘的距离为 x，速度偏转角 tan θ＝ vat0＝vat02t＝2Ly＝2Ud1UL0＝2tan α，与 q、m 无关，x＝tany θ＝L2．
考点3 带电粒子在电场中的偏转 [能力考点]
1．两个结论 (1)偏转位移和位移偏转角：若不同的带电粒子从静止经过同一电场 (或同一电压 U0)加速后进入偏转电场，则由动能定理有 qU0＝12mv20，粒 子从偏转电场 U1 中射出时，偏转位移 y＝12at2＝2qmUd1Lv220，联立可得 y＝4Ud1UL20．
离子通过无场反射区 1、2 及往返漂移区的总路程为 d1＋d2＋2nl，用 时 t2＝d1＋dv2＋2nl∝ m，
则总用时 t＝t1＋t2∝ m，即mm10＝tt2120， 解得 m1＝m0tt2120．
• 1．(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
2021版高考物理一轮复习第七章电场3电容器与电容带电粒子在电场中的运动课件
(1)确定不变量:首先要明确动态变化过程中的哪些量不变,一般情况下是保持
电量不变或板间电压不变。
(2)恰当选择公式:要灵活选取电容的两个公式分析电容的变化,还要应用 E= U 分析板间电场强度的变化情况。
d
(3)若两极板间有带电微粒,则通过分析电场力的变化,分析运动情况的变化。
【典例·通法悟道】 【典例1】(多选)如图所示,理想二极管(具有单向导电性)、平行板电容器、电 源组成闭合电路,带电液滴P置于水平放置的平行板电容器的正中间而静止,则 下列说法中正确的是 ( ) A.若将极板A向下移动少许,则液滴的电势能将减小 B.若将极板A向上移动少许,则液滴将向上运动 C.若将极板B向上移动少许,则液滴的电势能将增大 D.若将极板A、B错开少许,使两极板正对面积变小,则液滴仍静止
2m
面电势相等,由于a、b所带电荷量大小相等,符号相反,电势能不等,C错; 故选B、D。
命题点三 带电粒子在电场中的偏转 【要点·融会贯通】 1.基本规律: 设粒子带电荷量为q,质量为m,两平行金属板间的电压为U,板长为l,板间距离为 d(忽略重力影响),则有
(1)加速度:a= F qE qU 。
以从能量的角度进行求解:qUy=
1 2
mv2-
1 2
mv02
,其中Uy=
U d
y,指初、末位置间
的电势差。
【典例·通法悟道】 【典例3】(2019·全国卷Ⅱ)如图,两金属板P、Q水平放置, 间距为d。两金属板正中间有一水平放置的金属网G,P、Q、 G的尺寸相同。G接地,P、Q的电势均为φ(φ>0)。质量为m, 电荷量为q(q>0)的粒子自G的左端上方距离G为h的位置, 以速度v0平行于纸面水平射入电场,重力忽略不计。 (1)求粒子第一次穿过G时的动能,以及它从射入电场至此时在水平方向上的位 移大小。 (2)若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场,则金属板的长度最短应 为多少?
电量不变或板间电压不变。
(2)恰当选择公式:要灵活选取电容的两个公式分析电容的变化,还要应用 E= U 分析板间电场强度的变化情况。
d
(3)若两极板间有带电微粒,则通过分析电场力的变化,分析运动情况的变化。
【典例·通法悟道】 【典例1】(多选)如图所示,理想二极管(具有单向导电性)、平行板电容器、电 源组成闭合电路,带电液滴P置于水平放置的平行板电容器的正中间而静止,则 下列说法中正确的是 ( ) A.若将极板A向下移动少许,则液滴的电势能将减小 B.若将极板A向上移动少许,则液滴将向上运动 C.若将极板B向上移动少许,则液滴的电势能将增大 D.若将极板A、B错开少许,使两极板正对面积变小,则液滴仍静止
2m
面电势相等,由于a、b所带电荷量大小相等,符号相反,电势能不等,C错; 故选B、D。
命题点三 带电粒子在电场中的偏转 【要点·融会贯通】 1.基本规律: 设粒子带电荷量为q,质量为m,两平行金属板间的电压为U,板长为l,板间距离为 d(忽略重力影响),则有
(1)加速度:a= F qE qU 。
以从能量的角度进行求解:qUy=
1 2
mv2-
1 2
mv02
,其中Uy=
U d
y,指初、末位置间
的电势差。
【典例·通法悟道】 【典例3】(2019·全国卷Ⅱ)如图,两金属板P、Q水平放置, 间距为d。两金属板正中间有一水平放置的金属网G,P、Q、 G的尺寸相同。G接地,P、Q的电势均为φ(φ>0)。质量为m, 电荷量为q(q>0)的粒子自G的左端上方距离G为h的位置, 以速度v0平行于纸面水平射入电场,重力忽略不计。 (1)求粒子第一次穿过G时的动能,以及它从射入电场至此时在水平方向上的位 移大小。 (2)若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场,则金属板的长度最短应 为多少?
2023届高考物理一轮复习课件：8.3电容器 带电粒子在电场中的运动
达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回。若保持两极板间的电压不变，则
(
)
A．把A板向上平移一小段距离，质点自
P点自由下落后仍能返回
B．把A板向下平移一小段距离，质点自P点
自由下落后将穿过N孔继续下落
C．把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回
D．把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
(＋q，m)、(＋q,2m)、(＋3q,3m)、(－q，m)，它们先后以相同的速度
从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y轴平行。不计重
AD )
力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是(
出发点，该过程中小球未与下板Q接触。已知重力加速度为g，小球运动过程
中电荷量保持不变，忽略空气阻力。求：(1)PQ两板电势差UPQ；(2)欲使小
球不与下板Q接触，t的最大值；
1 2
解：(1)h＝ gt
2
v1＝gt
5
1
2
－h＝v 1·2t－ a(2t) 得：a＝ g
2
4
qE－mg=ma
9mgd
U＝Ed ＝
3
U′
/ 5
得：a ＝ g>g mg＋q
＝ma/
2
d
3mgd
得：U′＝
2q
电场方向向下
3mgd
UPQ′≥
2q
例3.(多选)如图所示，一充电后与电源断开的平行板电容器的两极板水
平放置，板长为L，板间距离为d，距板右端L处有一竖直屏M.一带电荷
量为q、质量为m 的质点以初速度 v0沿中线射入两板间，最后垂直打在
2
4
qE－mg=ma
() +
(
)
A．把A板向上平移一小段距离，质点自
P点自由下落后仍能返回
B．把A板向下平移一小段距离，质点自P点
自由下落后将穿过N孔继续下落
C．把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回
D．把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
(＋q，m)、(＋q,2m)、(＋3q,3m)、(－q，m)，它们先后以相同的速度
从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y轴平行。不计重
AD )
力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是(
出发点，该过程中小球未与下板Q接触。已知重力加速度为g，小球运动过程
中电荷量保持不变，忽略空气阻力。求：(1)PQ两板电势差UPQ；(2)欲使小
球不与下板Q接触，t的最大值；
1 2
解：(1)h＝ gt
2
v1＝gt
5
1
2
－h＝v 1·2t－ a(2t) 得：a＝ g
2
4
qE－mg=ma
9mgd
U＝Ed ＝
3
U′
/ 5
得：a ＝ g>g mg＋q
＝ma/
2
d
3mgd
得：U′＝
2q
电场方向向下
3mgd
UPQ′≥
2q
例3.(多选)如图所示，一充电后与电源断开的平行板电容器的两极板水
平放置，板长为L，板间距离为d，距板右端L处有一竖直屏M.一带电荷
量为q、质量为m 的质点以初速度 v0沿中线射入两板间，最后垂直打在
2
4
qE－mg=ma
() +
高考物理一轮复习第七章静电场第3讲电容器与电容、带
2(1．)定电义容式：__C_＝__UQ_____． (2)单位：法拉(F)，1 F＝106μF＝1012pF. (3)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、电荷量无关．
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 介质的介电常数成_正___比，与_两__极__板__间__距__离___成反比． (2)决定式：C＝4επrkSd，k 为静电力常量．
C＝UQ或C＝ΔΔ QU适用于任何电容器，但 C＝ 4επrkSd仅适用于平行板电容器．
二、带电粒子在电场中的运动 示波管
1(1．)在加匀速强问电题场中：W＝qEd＝qU＝__12_m__v_2_－__12_m_v_20____． (2)在非匀强电场中：W＝qU＝_____12_m_v_2_－__12_m__v_20 ______．
(5)示波管屏幕上的亮线是由电子束高速撞击荧光屏而产生 的．( √ ) (6)带电粒子在电场中运动时重力必须忽略不计．( × )
做一做ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ如图所示，电子的电荷量为 e，质量为 m，从静止加速后进 入偏转电场．则刚进入偏转电场的速度 v0＝________，进入 偏转电场后做________运动，飞出偏转电场所用时间 t＝ ________．
提示：由 U1q＝12mv20可知 v0＝
2Um1e，进入偏转电场后受
与初速度垂直的电场力作用，做匀变速曲线(类平抛)运动．由
于水平方向做匀速直线运动，故飞出极板所需的时间为 t＝
vl0＝l
2Um1e.
答案：
2U1e m
匀变速曲线(类平抛)
l
m 2U1e
想一想 带电粒子在电场中运动时一定考虑重力吗？ 提示：(1)基本粒子：如电子、质子、α 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)． (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．