湖北省远安一中高三物理《电容器与电容 带电粒子在电场中的运动》复习导学案.doc

电容器与电容 带电粒子在电场中的运动导学案班级： 组号： 姓名： 【学习目标】 1.理解电容的概念，会分析平行板电容器的两类动态问题。2.熟练掌握带电粒子在电场中加速、偏转问题的处理方法，理解示波器的原理。【考点复习】考点1、 电容器与电容1电容：(1)定义式：c= ；(2)单位：法拉(f)，1f=_f=_pf；(3)决定因素：电容c的大小由电容器本身 决定，与电压、电荷量_。随q变化，也不随电压变化.2平行板电容器：（1）决定式： （口述平行板电容器的电容与哪些因素有关？什么关系？）（2）两类动态问题：充电后与电池两极相连，则 不变（若增大极板正对面积s，则c ，q ，e ）；充电后与电池两极断开，则 不变（若增大极板正对面积s，则c ，u ，e ）。考点2、带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在电场中的重力问题：电子、质子、粒子、离子等基本粒子，除有说明或有明确的暗示以外，一般都 重力(但并不忽略质量)；液滴、油滴、尘埃、小球等带电颗粒，除有说明或有明确的暗示以外，一般都 重力。2.带电粒子在匀强电场中的偏转：带电粒子_于电场方向进入匀强电场，做 运动，处理方法类似于_，利用三个基本方程（沿初速度方向：_ 沿电场方向：_ ）可以得到离开电场时的偏移量 ，离开电场时的偏转角正切 ，比较和的表达式，写出二者的关系式为 。若不同的带电粒子从静止经同一加速电压u0加速后进入偏转电场，可推得偏移量 ，偏转角正切 。考点3、示波管如图是示波管的构造图，如果在偏转电极xx和yy之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线运动，打在荧光屏_，在那里产生一个亮斑。请在右图中画出以下三种情况屏上亮线的形状：（1）只在偏转电极yy上加上如图甲所示uy=umsint的电压；（2）只在偏转电极xx上加上如图乙所示的电压；（3）在偏转电极yy上加上图甲所示的电压，同时在偏转电极xx上加上图乙所示的电压(设偏转电压频率均较高)。【对点训练】1如图，一个电容器与电池相连，增大电容器两极板间的距离，则下列说法中正确的是( )a.电容器电容增大 b.电容器极板电量增加c.在增大极板间距离过程中，电路中电流方向如题图所示d.原来静止在电容器极板间的电荷将向上加速运动2.如图所示，竖直放置的平行金属板带等量异种电荷，一带电微粒沿图中直线从a向b运动，下列说法中正确的是( )a.微粒做匀速运动 b.微粒做匀加速运动c.微粒电势能增大 d.微粒动能减小3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( )a.极板x应带正电 b.极板x应带正电 c.极板y应带正电 d.极板y应带正电【热点考向1】平行板电容器动态问题分析【例证1】如图所示，平行板电容器ab两极板水平放置，a在上方，b在下方，现将其和理想二极管串联接在电源上，已知a和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿ab中心水平射入，打在b极板上的n点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动a板来改变两极板ab间距(两极板仍平行)，则下列说法正确的是( ) a.若小球带正电，当ab间距增大时，小球打在n的左侧b.若小球带正电，当ab间距减小时，小球打在n的左侧c.若小球带负电，当ab间距减小时，小球可能打在n的右侧d.若小球带负电，当ab间距增大时，小球可能打在n的左侧【互动探究】在【例证1】中，若去掉电路中的二极管，则正确的选项是( ) 【热点考向2】带电粒子在电场中的偏转【例证2】如图所示，真空中水平放置的两个相同极板y和y长为l，相距d，足够大的竖直屏与两板右侧相距b.在两板间加上可调偏转电压uyy，一束质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)从两板左侧中点a以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出.(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心o点；(2)求两板间所加偏转电压uyy的范围；(3)求粒子可能到达屏上区域的长度.【变式训练】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)，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侧移量；(3)若要使电子打在荧光屏上p点的上方，可采取哪些措施？【热点考向3】带电体运动中的力电综合问题【例证3】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，a、b之间动摩擦因数=0.4,g取10 m/s2.求： (1)绝缘板a加速和减速的加速度大小分别为多大？(2)滑块b最后停在离出发点水平距离为多大处？ 【变式训练】在空间中水平面mn的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由mn上方的a点以一定初速度水平抛出，从b点进入电场，到达c点时速度方向恰好水平，a、b、c三点在同一直线上，且ab=2bc，如图所示.由此可见( )a.电场力为3mg b.小球带正电c.小球从a到b与从b到c的运动时间相等 d.小球从a到b与从b到c的速度变化量相等【双基训练】1.根据电容器电容的定义式c=q/u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.以上说法均不对2.如图所示，两板间距为d的平行板电容器与电源连接，电键k闭合.电容器两板间有一质量为m、带电荷量为q的微粒静止不动.下列各叙述中正确的是( )a.微粒带的是正电 b.电源电动势大小为c.电键k断开，把电容器两板距离增大，微粒将向下做加速运动d.保持电键k闭合，把电容器两板距离增大，微粒将向下做加速运动3.如图所示，有一带电粒子(不计重力)贴着a板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为u1时，带电粒子沿轨迹从两板右端连线的中点飞出；当偏转电压为u2时，带电粒子沿轨迹落到b板中间.设粒子两次射入电场的水平速度相同，则电压u1、u2之比为( )a.18 b.14 c.12 d.11 4. 如图(a)所示，两个平行金属板p、q竖直放置，两板间加上如图(b)所示的电压，t=0时，q板比p板电势高5 v，此时在两板的正中央m点有一个电子，速度为零，电子在电场力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化.假设电子始终未与两板相碰.在0t8 10-10 s的时间内，这个电子处于m点的右侧，速度方向向左且大小逐渐减小的时间是( )a.0t210-10s b.210-10st410-10s c.410-10st610-10s d.610-10st810-10s5. 如图是说明示波器工作原理