（浙江选考）2019版高考物理大一轮复习第六章静电场第3讲电容器的电容带电粒子在电场中的运动课件.ppt

1、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,考试标准,内容索引,过好双基关回扣基础知识 训练基础题目,研透命题点细研考纲和真题 分析突破命题点,课时作业限时训练 练规范 练速度,过好双基关,一、电容器1.电容器的充、放电(1)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_ ，电容器中储存 .(2)放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中 转化为其他形式的能.,异种,电荷,电场能,电场能,(1)定义式：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 决定的，与电容器是否带电及带电多少无关.(2)决定式：C r为电介质的相对介电常数，S为

2、极板 ，d为板间距离.,本身的因素,正对面积,自测1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.从C 可以看出，电容的大小取决于带电荷量和电压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,答案,二、带电粒子在电场中的运动1.加速问题若不计粒子的重力且无其他外力作用，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：WqEdqU .(2)在非匀强电场中：WqU .,动能,(1)沿初速度方向做

3、运动,2.带电粒子在电场中偏转的运动规律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，如图1.,匀速直线,图1,a.能飞出电容器：t .b.不能飞出电容器：d0 at2 ， t_,运动时间,(2)沿电场力方向，做 运动,离开电场时的偏移量：y at2 . 离开电场时的速度偏转角：tan .,匀加速直线,自测2如图2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,答案,图2,研透命题点,命题点一平行板电容器的动态分析,1.电容器始终

4、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.3.U不变,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ab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ba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ba的电流,拓展点电容器充放电分析例1如图3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，开关S闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态，以下说法正确的是,图3,答案,解析,若将A向左平移一小段位

5、移，则电容C变小，电压U不变，则QCU变小，所以电流由ba，此时油滴仍静止，选项B错误.,答案,解析,变式1(2017嘉兴市质检)超级电容器又叫双电层电容器，是一种新型储能装置，它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电容器.如图4为一款标有“2.7 V,3 000 F”的超级电容器，据此可知该款电容器A.放电时电容不变B.充电时电能减少C.在2.7 V电压下才能工作D.两极所加电压为2.7 V时，电容才达到3 000 F,图4,解析电容器的电容由电容器本身因素决定，放电时电容不变，故A正确；充电时，其他形式的能转化成电能，即电能增加，故B错误；电容器在低于2.7

6、 V的电压下仍可正常工作，故C错误；电容与电压无关，其大小一直是3 000 F，故D错误.,答案,变式2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5).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.实验中，极板所带电荷量不变，若A.保持S不变，增大d，则不变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,图5,解析,保持d不变，增大S，电容器电容增大，电势差变小，静电计指针偏角变小，选项C正确，D错误.,变式3一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A.极板上的电荷量变大，极板间电场

7、强度变大B.极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C.极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D.极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变,答案,解析,命题点二带电粒子(带电体)在电场中的直线运动,1.带电粒子在电场中运动时是否考虑重力的处理方法(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，一般都要考虑重力.,2.带电粒子在电场中运动时的两种解题思路(1)应用牛顿运动定律处理带电粒子的直线运动带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与速度方向在一条直线上

8、，带电粒子做匀变速直线运动，根据带电粒子的受力情况，用牛顿运动定律和运动学公式确定带电粒子的速度、位移、时间等.(2)用动能定理处理带电粒子在电场中的直线运动对带电粒子进行受力分析，确定有哪几个力做功，做正功还是负功；确定带电粒子的初、末状态的动能，根据动能定理列方程求解.,例2(2016浙江4月选考8)密立根油滴实验原理如图6所示.两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间电压为U，形成竖直向下电场强度大小为E的匀强电场.用喷雾器从上板中间的小孔喷入大小、质量和带电荷量各不相同的油滴.通过显微镜可找到悬浮不动的油滴，若此悬浮油滴的质量为m，则下列说法正确的是A.悬浮油滴带正电B.悬浮油

9、滴的带电荷量为C.增大电场强度大小，悬浮油滴将向上运动D.油滴的带电荷量不一定是电子带电荷量的整数倍,图6,答案,解析,解析油滴悬浮不动，说明其所受的电场力与重力平衡，所以带负电，A错；由Eqmg得q 所以B错；如果增大电场强度大小，油滴所受的电场力增大，油滴就会向上运动，C对；所有带电体的电荷量都是电子带电荷量的整数倍，D错.,拓展点1带电粒子在匀强电场中的直线运动变式4两平行金属板相距为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7所示， h，此电子具有的初动能是,答案,图7,解析,拓展点2带电粒子在交变电场中的直线运动变式5如图8

10、所示，A、B两金属板平行放置，在t0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,答案,图8,拓展点3带电粒子在电场力和重力作用下的直线运动问题变式6如图9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C.合力对液滴做的总功等于零D.液滴的电势能减少,答案,解析,图9,解析带电液滴由静止开始沿bd做直线运动，所受的合力方向必定沿bd直线，液滴受力情况如图所示，电场力方向水平向右，与电场方向相反，所以此液

11、滴带负电，故选项A正确；,因为合力的方向与运动的方向相同，故合力对液滴做正功，故选项C错误；由于电场力所做的功W电Eqxbdsin 450，故电场力对液滴做正功，液滴的电势能减少，故选项D正确，故选C.,变式7(2017浙江4月选考8)如图10所示，在竖直放置间距为d的平行板电容器中，存在电场强度为E的匀强电场.有一质量为m、电荷量为q的点电荷从两极板正中间处静止释放.重力加速度为g.则点电荷运动到负极板的过程,答案,解析,图10,命题点三带电粒子在电场中的偏转,1.带电粒子在匀强电场中偏转时的两个结论(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速度的偏转角总是相同的

12、.,(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,2.带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系,例3如图11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v0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，不计粒子的重力.求：(1)带电粒子从A点运动到B点经历的时间；,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,答案,解析,图11,(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，,答案,解析,经过

13、B点时粒子沿竖直方向的速度大小,(3)A、B间的电势差.,解析粒子从A点运动到B点过程中，由动能定理得：,答案,解析,变式8(2016绍兴市联考)如图12所示，电荷量之比为qAqB13的带电粒子A、B以相同的速度v0从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中，分别打在C、D点，若OCCD，忽略粒子重力的影响，则下列说法不正确的是A.A和B在电场中运动的时间之比为12B.A和B运动的加速度大小之比为41C.A和B的质量之比为112D.A和B的位移大小之比为11,答案,解析,图12,互作用力可忽略)，经P、Q两板间的加速电场加速后，以速度v0从a点沿ab方向水平进入边长为L的正方形abcd匀强电场区域(电场方向竖直向上)，离子从abcd边界上某点飞出时的动能为mv02.求：(1)P、Q两板间的电压U；,变式9(2017金华十校联考)如图13所示，离子发生器在P极板产生一束质量为m、电荷量为q的离子(初速度可忽略，重力不计，离子间的相,解析离子在PQ间加速过程，根据动能定理，,答案,解析,图13,(2)离子离开abcd区域的位置；