高考物理大一輪復(fù)習(xí) 6.3電容器與電容帶電粒子在電場中的運動課件 新人教版.ppt

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,,,,,考點一 平行板電容器的動態(tài)分析,考點二 帶電粒子在勻強電場中的直線運動問題,考點三 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題,考 點,高三物理一輪復(fù)習(xí),第3節(jié) 電容器與電容 帶電粒子在電場中的運動,,第六章 靜電場,,電容器的電容的大小與其本身因素有關(guān)，與帶電量的多少、兩極板電壓的大小無關(guān)，A、B、C錯誤，D正確．,解析,答案,基礎(chǔ)自測,D,2.(電容器的動態(tài)分析)(多選)如圖所示為一平行板電容器，兩板之間的距離d和兩板正對面積S都可以調(diào)節(jié)，電容器兩板與電池相連接．Q表示電容器的帶電荷量，E表示兩板間的電場強度．則( ) A．當(dāng)d增大，S不變時，Q減小，E減小 B．當(dāng)S增大，d不變時，Q增大，E增大 C．當(dāng)d減小，S增大時，Q增大，E增大 D．當(dāng)S減小，d增大時，Q不變，E增大,,基礎(chǔ)自測,解析,答案,圖片顯/隱,AC,3.(帶電粒子在電場中的加速問題)兩平行金屬板相距為d，電勢差為U，一電子質(zhì)量為m，電荷量為e，從O點沿垂直于 極板的方向射出，最遠到達A點，然后 返回，如右圖所示，OA＝h，此電子具 有的初動能是( ),,基礎(chǔ)自測,解析,答案,圖片顯/隱,D,4.(帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題)如圖所示，有一帶電粒子貼著A板沿水平方向射入勻強電場，當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U1時，帶電粒子沿①軌跡從兩板正中間飛出；當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U2時，帶電粒子沿②軌跡落到B板中間．設(shè)粒子兩次射入電場的水平速度相同，則兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為( ) A．U1∶U2＝1∶8 B．U1∶U2＝1∶4 C．U1∶U2＝1∶2 D．U1∶U2＝1∶1,,基礎(chǔ)自測,解析,答案,A,圖片顯/隱,一、電容器、電容 1．電容器 (1)組成：由兩個彼此_____又相互_____的導(dǎo)體組成． (2)帶電量：一個極板所帶電量的_______． (3)電容器的充、放電 充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩極板帶上等量的_________，電容器中儲存_______． 放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中_______轉(zhuǎn)化為其他形式的能．,教材梳理,絕緣,靠近,絕對值,異種電荷,電場能,電場能,2．電容 (1)定義式：________． (2)單位：法拉(F)，1 F＝___ μF＝1012 pF 3．平行板電容器的電容 (1)影響因素：平行板電容器的電容與_________成正比，與介質(zhì)的_________成正比，與兩極板間_____成反比． ①保持兩極板與電源相連，則電容器兩極板間_____不變． ②充電后斷開電源，則電容器所帶的________不變．,教材梳理,106,正對面積,介電常數(shù),距離,電壓,電荷量,二、帶電粒子在電場中的運動 1．帶電粒子在電場中的加速 (1)處理方法：利用動能定理：qU＝_____________． (2)適用范圍：_________． 2．帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 帶電粒子以垂直勻強電場的場強方向進入電場后，做類平拋運動，軌跡為拋物線． 垂直于場強方向做_________運動： vx＝v0，x＝v0t. 平行于場強方向做初速度為零的___________運動：,教材梳理,任何電場,勻速直線,勻加速直線,,教材梳理,三、示波管 1．示波管裝置 示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空．如圖所示．,教材梳理,2．工作原理 示波器是可以用來觀察電信號隨時間變化情況的一種電子儀器．如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加橫向掃描電壓．同時加在偏轉(zhuǎn)電極YY′上所要研究的信號電壓，電子束隨信號電壓的變化在縱向做豎直方向的掃描，其周期與偏轉(zhuǎn)電極XX′的掃描電壓的周期相同，在熒光屏上就顯示出信號電壓隨時間變化的圖線．,教材梳理,1．分析比較的思路： (1)先確定是Q還是U不變：電容器保持與電源連接，U不變；電容器充電后與電源斷開，Q不變．,考點一 平行板電容器的動態(tài)分析,考點闡釋,2．平行板電容器動態(tài)分析的兩類題型：,考點闡釋,考點一 平行板電容器的動態(tài)分析,A．U2＝U1，E2＝E1 B．U2＝2U1，E2＝4E1 C．U2＝U1，E2＝2E1 D．U2＝2U1，E2＝2E1,題組設(shè)計,解析,答案,考點一 平行板電容器的動態(tài)分析,C,,2.(多選)如右圖所示的電路，閉合開關(guān)，水平放置 的平行板電容器中有一個帶電液滴正好處于靜止 狀態(tài)．為了使液滴豎直向上運動，下列操作可行 的是( ) A．?dāng)嚅_開關(guān)，將兩板間的距離拉大一些 B．?dāng)嚅_開關(guān)，將兩板水平地向相反方向移開一些 C．保持開關(guān)閉合，將兩板間的距離減小一些 D．保持開關(guān)閉合，以兩板各自的左側(cè)板沿為軸，同時向上(即逆時針方向)轉(zhuǎn)過一個小角度,題組設(shè)計,解析,答案,圖片顯/隱,考點一 平行板電容器的動態(tài)分析,BC,,解電容器問題的常用技巧 (1)在電荷量保持不變的情況下，電場強度與板間的距離無關(guān)． (3)涉及平行板間帶電物體的受力及運動問題分析的核心是分析平行板間電場強度的變化．,規(guī)律總結(jié),考點一 平行板電容器的動態(tài)分析,1．帶電粒子在電場中運動時重力的處理 (1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)． (2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力．,考點二 帶電粒子在勻強電場中的直線運動問題,考點闡釋,2．帶電體在勻強電場中的直線運動問題的分析方法,考點闡釋,考點二 帶電粒子在勻強電場中的直線運動問題,1．(多選)如圖所示，平行板電容器的兩個極板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相連．若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器，則在此過程中，該粒子( ) A．所受重力與電場力平衡 B．電勢能逐漸增加 C．動能逐漸增加 D．做勻變速直線運動,直線運動的條件是垂直于速度方 向上受力平衡，本題中是重力和 電場力的一個分力平衡．對帶電 粒子受力分析如圖所示，F(xiàn)合≠0， 故A錯誤．由圖可知電場力與重 力的合力應(yīng)與v0反向，F(xiàn)合對粒子做負功，其中mg不做功，qE做負功，故粒子動能減少，電勢能增加，B正確、C錯誤．F合恒定，且F合與v0方向相反，粒子做勻減速運動，D正確．,題組設(shè)計,解析,答案,圖片顯/隱,考點二 帶電粒子在勻強電場中的直線運動問題,BD,2.(2014·高考安徽卷)如圖所示，充電后的 平行板電容器水平放置，電容為C，極板 間距離為d，上極板正中有一小孔．質(zhì)量 為m、電荷量為＋q的小球從小孔正上方 高h處由靜止開始下落，穿過小孔到達下 極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計，極板間電場可視為勻強電場，重力加速度為g)．求： (1)小球到達小孔處的速度； (2)極板間電場強度大小和電容器所帶電荷量； (3)小球從開始下落運動到下極板處的時間．,題組設(shè)計,考點二 帶電粒子在勻強電場中的直線運動問題,,題組設(shè)計,解析,答案,考點二 帶電粒子在勻強電場中的直線運動問題,,解決帶電粒子在電場中的直線運動問題的兩種思路 (1)根據(jù)帶電粒子受到的電場力，用牛頓第二定律求出加速度，結(jié)合運動學(xué)公式確定帶電粒子的運動情況．此方法只適用于勻強電場． (2)根據(jù)電場力對帶電粒子所做的功等于帶電粒子動能的變化求解．此方法既適用于勻強電場，也適用于非勻強電場．,規(guī)律總結(jié),考點二 帶電粒子在勻強電場中的直線運動問題,1．帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn) (1)研究情況：帶電粒子垂直于電場方向進入勻強電場． (2)運動形式：類平拋運動． (3)處理方法：應(yīng)用運動的合成與分解．,考點三 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題,考點闡釋,2．兩個結(jié)論 (1)不同的帶電粒子從靜止開始經(jīng)過同一電場加速后再從同一偏轉(zhuǎn)電場射出時的偏轉(zhuǎn)角度總是相同的．,考點闡釋,考點三 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題,題組一 僅在偏轉(zhuǎn)電場中運動的問題 1.(多選)三個電子從同一地點同時沿同 一方向垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，出現(xiàn)如圖所 示的軌跡，則可以判斷( ) A．它們在電場中運動時間相同 B．A、B在電場中運動時間相同，C先飛離電場 C．C進入電場時的速度最大，A最小 D．電場力對C做功最小,,題組設(shè)計,解析,答案,圖片顯/隱,考點三 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題,BCD,2.(2015·武漢模擬)如圖所示，矩形區(qū)域ABCD內(nèi)存在豎直向下的勻強電場，兩個帶正電的粒子a和b以相同的水平速度射入電場，粒子a由頂點A射入，從BC的中點P射出，粒子b由AB的中點O射入，從頂點C射出．若不計重力，則a和b的比荷之比是( ) A．1∶2 B．2∶1 C．1∶8 D．8∶1,,題組設(shè)計,解析,答案,圖片顯/隱,考點三 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題,D,題組二 加速偏轉(zhuǎn)的綜合問題 3.(2015·杭州模擬)如圖所示為說明示波器工作原理的示意圖，已知兩平行板間的距離為d、板長為l，電子經(jīng)電壓為U1的電場加速后從兩平行板間的中央處垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，設(shè)電子質(zhì)量為me、電荷量為e. (1)求經(jīng)電場加速后電子速度v的大小； (2)要使電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角度最大，兩平行板間的電壓U2應(yīng)是多少？電子動能多大？,,題組設(shè)計,解析,圖片顯/隱,考點三 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題,,,題組設(shè)計,解析,答案,考點三 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題,分析帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)問題的關(guān)鍵 (1)條件分析：不計重力，且?guī)щ娏Ｗ拥某跛俣葀0與電場方向垂直，則帶電粒子將在電場中只受電場力作用做類平拋運動． (2)運動分析：一般用分解的思想來處理，即將帶電粒子的運動分解為沿電場力方向上的勻加速直線運動和垂直電場力方向上的勻速直線運動． (3)時間分析,規(guī)律總結(jié),考點三 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題,,規(guī)律總結(jié),考點三 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題,,,,1．平行板電容器分析的“三公式”、“兩類型”,■名師·微點撥…………………………………………,,,,2．關(guān)于帶電粒子在電場中運動的三點注意： (1)靜止的帶電粒子在勻強電場中只受電場力作用將做勻加速直線運動． (2)當(dāng)初速度與電場線(直線)共線且只受電場力作用時，做變速直線運動． (3)當(dāng)初速度與電場線垂直且只受電場力作用時，做類平拋運動，處理方法是運動的合成與分解．,,,,,3．處理偏轉(zhuǎn)問題的“兩技巧” (1)確定最終偏移距離,,,,,(2)確定偏轉(zhuǎn)后的動能(或速度),“等效法”解決帶電體在復(fù)合場中運動問題 【方法概述】 (1)等效思維方法就是將一個復(fù)雜的物理問題，等效為一個熟知的物理模型或問題的方法．例如我們學(xué)習(xí)過的等效電阻、分力與合力、合運動與分運動等都體現(xiàn)了等效思維方法．常見的等效法有“分解”、“合成”、“等效類比”、“等效替換”、“等效變換”、“等效簡化”等，從而化繁為簡，化難為易． (2)帶電粒子在勻強電場和重力場組成的復(fù)合場中做圓周運動的問題是高中物理教學(xué)中一類重要而典型的題型．對于這類問題，若采用常規(guī)方法求解，過程復(fù)雜，運算量大．若采用“等效法”求解，則能避開復(fù)雜的運算，過程比較簡捷．,思想方法,【方法應(yīng)用】 (1)求出重力與電場力的合力，將這個合力視為一個“等效重力”． (3)將物體在重力場中做圓周運動的規(guī)律遷移到等效重力場中分析求解．,思想方法,【典例1】 在水平向右的勻強電場中，有一質(zhì)量為m、帶正電的小球，用長為l的絕緣細線懸掛于O點，當(dāng)小球靜止時，細線與豎直方向夾角為θ，小球位于B點，A點與B點關(guān)于O點對稱，如圖所示，現(xiàn)給小球一個垂直于懸線的初速度，小球恰能在豎直平面內(nèi)做圓周運動，試問： (1)小球在做圓周運動的過程中，在哪一位置速度最??？速度最小值多大？ (2)小球在B點的初速度多大？,,思想方法,解析,圖片顯/隱,,思想方法,解析,答案,,帶電粒子在交變電場中運動問題 【方法概述】 帶電粒子在交變電場中的運動，通常只討論電壓的大小不變、方向做周期性變化(如方波)且不計粒子重力的情形．在兩個相互平行的金屬板間加交變電壓時，在兩板中間便可獲得交變電場．此類電場從空間看是勻強的，即同一時刻，電場中各個位置處電場強度的大小、方向都相同；從時間看是變化的，即電場強度的大小、方向都隨時間而變化．,思想方法,【方法應(yīng)用】 (1)注重全面分析(分析受力特點和運動規(guī)律)，抓住粒子的運動具有周期性和在空間上具有對稱性的特征，求解粒子運動過程中的速度、位移等，并確定與物理過程相關(guān)的邊界條件． (2)分析時從兩條思路出發(fā)：一是力和運動的關(guān)系，根據(jù)牛頓第二定律及運動學(xué)規(guī)律分析；二是功能關(guān)系．,思想方法,(1)粒子通過電場區(qū)域的時間； (2)粒子離開電場時的位置坐標(biāo)； (3)粒子通過電場區(qū)域后沿x軸方向的速度大小．,思想方法,圖片顯/隱,,思維建模,解析,答案,(1)4×10－3 s (2)(－2×10－5 m，2 m) (3)4×10－3 m/s,思想方法,