1、第3课时电容器的电容带电粒子在电场中的运动,一、电容器及电容1.常见电容器,(1)组成：由两个彼此_又相互_的导体组成。(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的_ 。(3)电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的_，电容器中储存_。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。,绝缘,靠近,绝对值,异种电荷,电场能,电场能,2.电容,(1)定义：电容器所带的_Q与电容器两极板间的电势差U的比值。(2)定义式：C_。(3)物理意义：表示电容器_本领大小的物理量。(4)单位：法拉(F)1 F_ F1012 pF,电荷量,容纳电荷,106,3.平行板
2、电容器,极板的正对面积,相对介电常数,二、带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在电场中的加速,带电粒子在电场中加速时，若不计粒子的重力，只受电场力，则电场力对带电粒子做的功等于_。在匀强电场中可用力和运动的观点处理，也可用能量观点处理；在非匀强电场中一般用能量观点处理。,粒子动能的变化量,2.带电粒子在电场中的偏转,只分析带电粒子垂直进入匀强电场时发生的偏转。(1)粒子在电场中的运动情况：如果带电粒子以初速度v0垂直于场强方向射入匀强电场，不计重力，电场力使带电粒子产生加速度，做_运动。(2)运动规律：垂直于电场方向上的分运动是匀速直线运动。vxv0，xv0t平行于电场方向上的分运动是_ 。,类
3、平抛,匀加速直线运动,【思考判断】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( )2.电容器的电容与电容器所带电荷量成正比( )3放电后的电容器电荷量为零，电容也为零( )4.带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动( )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( ),考点一电容器的电容(b/c),要点突破1.平行板电容器动态变化的两种情况,(1)电容器始终与电源相连时，两极板间的电势差U保持不变。(2)充电后与电源断开时，电容器所带的电荷量Q保持不变。,2.
4、平行板电容器动态问题的分析思路,典例剖析【例1】 如图所示是描述给定的电容器充电时极板上带电荷量Q、极板间电压U和电容C之间关系的图象，其中错误的是(),解析A图所含的信息是：电容器电容的大小和电容器所带的电荷量成正比，A错误；B图所含的信息是：电容器的电容并不随两极板间电压的变化而改变，B正确；C图所含的信息是：电容器所带的电荷量与极板间的电压的比值不变，即电容器的电容不变，C正确；D图所含的信息是电容器的电容与电容器所带的电荷量无关，D正确。,A,【例2】 如图所示，先接通S使电容器充电，然后断开S，增大两极板间的距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两极板间电势差U及场强E的变化情况是()
5、,A.Q变小，C不变，U不变，E变大B.Q变小，C变小，U不变，E变小C.Q不变，C变小，U变大，E不变D.Q不变，C变小，U变小，E无法确定,答案C,针对训练1.如图所示的电路中，A、B是平行板电容器的两金属板。先将开关S闭合，等电路稳定后将S断开，并将B板向下平移一小段距离，保持两板间的某点P与A板的距离不变。则下列说法错误的是(),A.电容器的电容变小B.电容器内部电场强度大小变大C.电容器内部电场强度大小不变D.P点电势升高,答案B,2.如图所示，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，则变大B.保持S不变，
6、增大d，则变小C.保持d不变，减小S，则变小D.保持d不变，减小S，则不变,答案A,3.(2017绍兴模拟)2015年4月16日，中国南车设计制造的全球首创超级电容储能式现代电车在宁波下线，不久将成为二三线城市的主要公交用车。这种超级电车的核心是我国自主研发、全球首创的“超级电容器”。如图所示，这种电容器安全性高，可反复充放电100万次以上，使用寿命长达十二年，且容量超大(达到9 500 F)，能够在10 s内完成充电。下列说法正确的是(),A.该“超级电容器”能储存电荷B.该“超级电容器”的电容随电压的增大而增大C.该“超级电容器”放电过程中把化学能转化为电能D.充电时电源的正极应接“超级电
7、容器”的负极解析电容器能储存电荷，A正确；电容器的电容反映电容器容纳电荷的本领，由电容器本身决定，与电压无关，B错误；电容器放电过程把电能转化为其他形式的能，C错误；电容器充电时，电源的正极接电容器的正极，D错误。答案A,考点二带电粒子在电场中的加速(b/d),要点突破1.带电粒子在电场中运动时重力的处理,(1)微观粒子(如电子、质子、粒子等)在电场中的运动，通常不必考虑其重力及运动中重力势能的变化。(2)普通的带电体(如油滴、尘埃、小球等)在电场中的运动，除题中说明外，必须考虑其重力及运动中重力势能的变化。,2.带电体在匀强电场中的直线运动问题的分析方法,典例剖析【例1】 如图所示，电子由静
8、止开始从A板向B板运动，到达B板的速度为v，保持两板间的电压不变，则(),A.当增大两板间的距离时，v增大B.当减小两板间的距离时，v增大C.当改变两板间的距离时，v不变D.当增大两板间的距离时，电子在两板间运动的时间不变,答案C,【例2】 如图所示，一电荷量为q、质量为m的小物块处于一倾角为37的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止。重力加速度取g，sin 370.6，cos 370.8。求：,针对训练1.如图，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
9、电场力平衡B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加D.做匀速直线运动,解析要使粒子在电场中做直线运动，必须使合力与运动方向在同一直线上，由题意做受力分析可知，重力竖直向下，电场力垂直极板向上，合力水平向左，故A错误；因电场力做负功，故电势能增加，B正确；合力做负功，故动能减少，C错误；因合力为定值且与运动方向在同一直线上，故D错误。答案B,答案D,考点三带电粒子在电场中的偏转(b/d),典例剖析【例1】 如图所示为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场
10、)，电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。,(1)求电子穿过A板时速度的大小；(2)求电子从偏转电场射出时的偏移量；(3)若要使电子打在荧光屏上P点的上方，可采取哪些措施？,【例2】 如图，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的两块平行板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是(),A.U1变大，U
11、2变大 B.U1变小，U2变大C.U1变大，U2变小 D.U1变小，U2变小,答案B,【例3】 有一匀强电场，场强为E，方向如图所示，一电子以与x轴成45夹角的初速度v0垂直于电场方向从O点射入，电子质量为m，电荷量为e，不计重力，求：,(1)电子通过x轴时的位置坐标； (2)电子通过x轴时的速度大小。,针对训练1.(2017温州模拟)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(),答案B,2.喷墨打印机的简化模型如图所
12、示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中(),A.向负极板偏转 B.电势能逐渐增大C.运动轨迹是抛物线 D.运动轨迹与带电荷量无关,答案C,A.同时到达屏上同一点 B.先后到达屏上同一点C.同时到达屏上不同点 D.先后到达屏上不同点,答案B,1.a、b两个电容器如图甲所示，图乙是它们的部分参数。由此可知，a、b两个电容器的电容之比为(),A.110 B.45 C.81 D.641答案A,2.(2017舟山模拟)水平放置的平行板电容器与一电池相连，现将电容器两板间的距离增大，则(),A.电容器电容变大B.电容器电容变小C.电容
13、器两板间的电场强度增大D.电容器两板间的电场强度不变,B,3.如图所示，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变为原来的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C,4.(20164月浙江选考)密立根油滴实验原理如图所示。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，形成竖直向下场强为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(),答案C,5.如图所示的装置放置在真空中，炽热的金属丝可以发射电子，金属丝和竖直金属板之间加一电压U12 500 V，发射出的电子被加速后，从金属板上的小孔S射出。装置右侧有两个相同的平行金属极板水平正对放置，板长l6.0 cm，相距d2 cm，两极板间加以电压U2200 V的偏转电场。从小孔S射出的电子恰能沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场。已知电子的电荷量e1.61019 C，电子的质量m0.91030 kg，设电子刚离
