第8章 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动 LI
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第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动
6．带电粒子在电场中运动时，不加特别说明重力可以忽略不计，带电微粒、带电液滴在电场中运动时，不加特别说明重力不可以忽略不计。()
答案1.×2.×3.×4.√5.×6.√
二对点激活
1．(教科版选修3－1·P40·T9)关于电容器的电容，下列说法中正确的是()
A．电容器所带电荷量越多，电容越大
B．电容器两板间电压越低，其电容越大
答案AB
解析开始时，油滴所受重力和电场力平衡，即mg＝qE，保持S闭合，则两板间电压不变，将A板上移一小段位移，两板间距离d增大，由E＝ 可知，E变小，油滴所受电场力变小，故油滴应向下加速运动；根据C＝ 、C＝ ，知Q＝ ，故电容器所储存的电量减小，向外放电，故G中有b→a的电流，A正确。保持S闭合，若将A板向左平移一小段位移，由E＝ 可知，E不变，油滴仍静止；根据Q＝ ，知电容器所储存的电量减小，向外放电，故G中有b→a的电流，B正确。若将S断开，电容器所储存的电量Q不变，则两板间场强不变，油滴仍静止，故C错误。若将S断开，Q不变，再将B板向下平移一小段位移，根据C＝ 、C＝ 、E＝ ，可得E＝ ，可知场强E不变，则油滴仍静止；油滴所在位置与A板的距离不变，则根据U＝Ed可知油滴所在位置与A板间的电势差不变，又因为A板接地，则油滴所在位置的电势不变，油滴的电势能不变，故D错误。
(1)若电子与氢核的初速度相同，则 ＝ 。
(2)若电子与氢核的初动能相同，则 ＝1。
考点1平行板电容器的动态分析
1．对公式C＝ 的理解
电容C＝ ，不能理解为电容C与Q成正比、与U成反比，一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关。
2．运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路
一堵点疏通
1．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。()
答案1.×2.×3.×4.√5.×6.√
二对点激活
1．(教科版选修3－1·P40·T9)关于电容器的电容，下列说法中正确的是()
A．电容器所带电荷量越多，电容越大
B．电容器两板间电压越低，其电容越大
答案AB
解析开始时，油滴所受重力和电场力平衡，即mg＝qE，保持S闭合，则两板间电压不变，将A板上移一小段位移，两板间距离d增大，由E＝ 可知，E变小，油滴所受电场力变小，故油滴应向下加速运动；根据C＝ 、C＝ ，知Q＝ ，故电容器所储存的电量减小，向外放电，故G中有b→a的电流，A正确。保持S闭合，若将A板向左平移一小段位移，由E＝ 可知，E不变，油滴仍静止；根据Q＝ ，知电容器所储存的电量减小，向外放电，故G中有b→a的电流，B正确。若将S断开，电容器所储存的电量Q不变，则两板间场强不变，油滴仍静止，故C错误。若将S断开，Q不变，再将B板向下平移一小段位移，根据C＝ 、C＝ 、E＝ ，可得E＝ ，可知场强E不变，则油滴仍静止；油滴所在位置与A板的距离不变，则根据U＝Ed可知油滴所在位置与A板间的电势差不变，又因为A板接地，则油滴所在位置的电势不变，油滴的电势能不变，故D错误。
(1)若电子与氢核的初速度相同，则 ＝ 。
(2)若电子与氢核的初动能相同，则 ＝1。
考点1平行板电容器的动态分析
1．对公式C＝ 的理解
电容C＝ ，不能理解为电容C与Q成正比、与U成反比，一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关。
2．运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路
一堵点疏通
1．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。()
第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动
学公式及牛顿第二定律可得:x= 12 · qmE t2,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。
非匀强电场中:W=qU=Ek2-Ek1。
5.带电体在匀强电场中的直线运动问题的分析方法
考点突破 栏目索引
考点突破 栏目索引
例2 如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小 孔,小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P 点。现将C板向右平移到P‘点,则由O点静止释放的电子 ( A ) A.运动到P点返回 B.运动到P和P'点之间返回 C.运动到P'点返回 D.穿过P'点
栏目索引
第3讲 电容器与电容 带电粒 子在电场中的运动
总纲目录 栏目索引
基 础 一 电容器、电容 过 二 带电粒子在电场中的运动 示波管 关
总纲目录 栏目索引
考点一 电容器的动态分析问题
考 点 考点二 带电粒子在电场中的直线运动 突 考点三 带电粒子在电场中的偏转 破
考点四 带电粒子的力电综合问题
考点突破 栏目索引
解析 最初带电微粒处于静止状态,受力如图(1),Eq=mg;当两板绕 过a点的轴逆时针转过45°时,带电微粒的受力如图(2),其合力指向左 下方,故微粒从静止开始向左下方做匀加速运动,选项D正确。
考点突破 栏目索引
考向2 带电粒子在交变电场中的直线运动 2.如图(a)所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电 压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在 t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而向B板运动,并最终打在 A板上。则t0可能属于的时间段是 ( B )
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。
非匀强电场中:W=qU=Ek2-Ek1。
5.带电体在匀强电场中的直线运动问题的分析方法
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例2 如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小 孔,小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P 点。现将C板向右平移到P‘点,则由O点静止释放的电子 ( A ) A.运动到P点返回 B.运动到P和P'点之间返回 C.运动到P'点返回 D.穿过P'点
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第3讲 电容器与电容 带电粒 子在电场中的运动
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基 础 一 电容器、电容 过 二 带电粒子在电场中的运动 示波管 关
总纲目录 栏目索引
考点一 电容器的动态分析问题
考 点 考点二 带电粒子在电场中的直线运动 突 考点三 带电粒子在电场中的偏转 破
考点四 带电粒子的力电综合问题
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解析 最初带电微粒处于静止状态,受力如图(1),Eq=mg;当两板绕 过a点的轴逆时针转过45°时,带电微粒的受力如图(2),其合力指向左 下方,故微粒从静止开始向左下方做匀加速运动,选项D正确。
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考向2 带电粒子在交变电场中的直线运动 2.如图(a)所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电 压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在 t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而向B板运动,并最终打在 A板上。则t0可能属于的时间段是 ( B )
第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动
A. l g
d
B. d l g
d
C. l g
d l
D. d g
d l
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
解析 初始粒子静止,则mg=q U ,撤去金属板后两极板间电压U不变,间
d l
距变为d,则mg-qU =ma,解得a= l g,选A。
d
d
必备知识 · 整合
通关锦囊 1.平行板电容器动态分析模板
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
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
解析 极板移动过程中带电荷量Q保持不变,静电计指针张角变化反映
板间电势差U的变化,由C= εrS 和C= Q 可知,极板下移,d减小,C增大,U减小,
4 kd
U
又E=U
d
=
4 kQ
εr S
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
3.(多选)如图所示,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 ( AC )
A.极板X应带正电 C.极板Y应带正电
B.极板X'应带正电 D.极板Y'应带正电
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
关键能力 · 突破 考点一 平行板电容器的动态分析
d
减小,因B板接地,电势为零,则P点电势降低,故D错误。
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
3.[平行板电容器中带电粒子的问题分析]如图所示,一平行板电容器的两极 板与一电压恒定的电源相连,极板水平放置,极板间距为d;在下极板上叠放一 厚度为l的金属板,其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中。当把金属板 从电容器中快速抽出后,粒子P开始运动。重力加速度为g。粒子运动的加速 度为 ( A )
专题六 第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动PPT课件
B.如果 A、K 间距离减半而电压仍为 U 不变，则电子离开 K 时的速度变为v2
C.如果 A、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开 K 时的速度变为v2
D.如果 A、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开 K 时的速度变为 22v
解析：由动能定理 qU＝12mv2得 v＝ 2qmU，带电粒子确定， v 与 U成正比，与 A、K 间距离无关，D 正确.
【基础自测】
1.有两个平行板电容器，它们的电容量之比为 5∶4，它们
的带电荷量之比为 5∶1，两极板间距离之比为 4∶3，则两极板
间电压之比和电场强度之比分别为( )
A.4∶1 1∶3
பைடு நூலகம்
B.1∶4 3∶1
C.4∶1 3∶1
D.4∶1 4∶3
解析：由 U＝QC得UU12＝QQ12CC21＝5×5 4＝41，又由 E＝Ud ＝CQd得EE12 ＝QQ12CC21dd21＝5×5×4×4 3＝31.C 正确.
(pF).
3.平行板电容器的电容
(1)影响因素：平行板电容器的电容与两极板的__正__对__面__积_
成正比，与两极板的__距__离___成反比，并且跟板间插入的电介质
有关. εrS
(2)公式：C＝___4_π_k_d__，k 为静电力常量.
考点 2 带电粒子在电场中的运动 示波管 1.带电粒子在电场中的直线运动 (1)运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入 匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一条直线上，做 ___匀__变__速__直__线__运__动____. (2)用功能观点分析：电场力对带电粒子所做的功等于粒子 动能的变化，即 qU＝___12_m_v_2_－__12_m__v_20 _.
答案：C
C.如果 A、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开 K 时的速度变为v2
D.如果 A、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开 K 时的速度变为 22v
解析：由动能定理 qU＝12mv2得 v＝ 2qmU，带电粒子确定， v 与 U成正比，与 A、K 间距离无关，D 正确.
【基础自测】
1.有两个平行板电容器，它们的电容量之比为 5∶4，它们
的带电荷量之比为 5∶1，两极板间距离之比为 4∶3，则两极板
间电压之比和电场强度之比分别为( )
A.4∶1 1∶3
பைடு நூலகம்
B.1∶4 3∶1
C.4∶1 3∶1
D.4∶1 4∶3
解析：由 U＝QC得UU12＝QQ12CC21＝5×5 4＝41，又由 E＝Ud ＝CQd得EE12 ＝QQ12CC21dd21＝5×5×4×4 3＝31.C 正确.
(pF).
3.平行板电容器的电容
(1)影响因素：平行板电容器的电容与两极板的__正__对__面__积_
成正比，与两极板的__距__离___成反比，并且跟板间插入的电介质
有关. εrS
(2)公式：C＝___4_π_k_d__，k 为静电力常量.
考点 2 带电粒子在电场中的运动 示波管 1.带电粒子在电场中的直线运动 (1)运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入 匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一条直线上，做 ___匀__变__速__直__线__运__动____. (2)用功能观点分析：电场力对带电粒子所做的功等于粒子 动能的变化，即 qU＝___12_m_v_2_－__12_m__v_20 _.
答案：C