【名师点金】高考物理一轮复习 6.3电容　带电粒子在电场中的运动课件 新人教

第3讲电容带电粒子在电场中的运动知识建构技能建构一、电容器与电容1.电容器(1)组成:两个彼此①绝缘且又②相互靠近的导体可构成一个电容器.(2)带电荷量:一个极板所带电荷量的③绝对值称为电容器带的电荷

量.知识建构技能建构(3)充、放电充电:把电容器接在电源上后,电容器两个极板分别带上等量的④异

种电荷的过程.充电后,两极板间有⑤电场存在,电容器储存⑥电荷.

其特点是电流由大到小,电荷量增加,两板间电压升高,电容器间电场

强度增大,电场能逐渐增大.放电:用导线将充电后的电容器的两极板接通,极板上电荷⑦中和的

过程.放电后的两极板间不再有电场,电场能转化为⑧其他形式的能

量.其特点是电流由大变小,电荷量减少,两极间电压变小,电容器中

的电场强度减弱,电场能逐渐减少.知识建构技能建构(1)定义:电容器所带的⑨电荷量与电容器两极板间的⑩电势差的比

值.2.电容(2)意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量.知识建构技能建构(3)定义式:C=

=

注意:电容C等于Q与U的比值,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,电容大,实际所带电荷量并不一定大.知识建构技能建构(4)平行板电容器的决定式:

C=

,其中S为正对面积,d为板间距

离,ε为介质的介电常数,ε≥1.平行板电容器两板间场强的决定式E=

,只要Q和S不变,场强不变.知识建构技能建构(5)单位:1法拉(F)=

106微法(μF)=

1012皮法(pF).二、带电粒子在电场中的直线运动1.运动状态的分析:带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,

粒子的重力不计时,受到的电场力与运动方向在同一直线上,粒子做

匀加速(或匀减速)直线运动.2.用功能观点分析:粒子的重力不计时粒子动能的变化量等于

电

场做的功.三、带电粒子在电场中的偏转知识建构技能建构2.分析方法1.运动性质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时,

受到与初速度方向垂直的电场力作用而做

类平抛运动.知识建构技能建构(1)处理方法:类平抛运动可分解为沿初速度方向的

匀速直线运动和垂直初速

度方向的初速度为零的

匀加速直线运动.知识建构技能建构(2)有关物理量:知识建构技能建构四、、示示波波器器构造造:示示波波器器的的核核心心部部件件是是示示波波管管,它它由由电电子子枪枪、、偏转转电电极极、荧荧光光屏组组成成.知识识建建构构技能能建建构构(2)偏偏转转电电极极:YY'和和XX'两两对对互互相相垂垂直直的的偏偏转转板板组组成成偏偏转转电电极极.Y偏转转电极极在在前前,使使电电子子束束竖直直偏偏转转;X偏转转电电极极在在后后,使使电电子子束束水平平偏偏转.(1)电电子子枪枪:发发射射电电子子并并形形成成很很细细的的高高速速电电子子束束.知识识建建构构技能能建建构构(3)荧荧光光屏屏:电电子子束束打打到到荧荧光光屏屏上上能能使使该该处处荧荧光光物物质质发发光光.工作作原原理理:如如图图所所示示,电电子子先先由由加加速速电电压压加加速速,再再经经偏偏转转电电压压偏偏转转.知识识建建构构技能能建建构构(1)如果在在偏转电极XX'和YY'之间都没有有电压,则电电子束从电子子枪射出后沿直线运动,打在荧荧光屏的中心心点位置处,在那里产生生一个亮斑.知识建构技能建构(2)只在偏偏转电极XX'上加电压时时,电子在X方向会发生偏偏转,产生X方向的位移,当当两偏转电极极均加电压时时,两个方向向都有偏转位位移,根据运运动的独立性,X方向的位移取取决于XX'上的电压,Y方向的位移取取决于YY'上的电压,利用带电粒粒子在电场中中运动的分析析方法求解.知识建构技能建构1.(2011年黄石质质检)传感器器是一种采集集信息的重要要器件,如图图所示是一种测定压力力的电容式传传感器.当待待测压力F作用于可动膜膜片电极上时,以下说法法中正确的是是()A.若F向上压膜片电电极,电路中中有从a到b的电流流B.若F向上压压膜片片电极极,电路中中有从从b到a的电流C.若若F向上压压膜片片电极极,电电路中中不会会出现现电流流D.若若电流流表有有示数数,则则说明明压力力F发生变变化【解析】F向上压压膜片片电极极,使得电电容器器两板板间的的距离离减小小,电容器器的电容容增加加,又因电电容器器两极极板间间的电电压不不变,所以电电容器器的电电荷量增加加,电容器器继续续充电电.综上所所述,选项B、D正确.【答案】BD知识建建构技能建建构2.如如图所所示,一个个平行行板电电容器器,板板间距距离为为d,当对对其加加上恒恒定不不变的电压压后,A、B两板的的电势势分别别为+φ和-φ,下述述结论论正确确的是是()A.电电容器器两极极板间间可形形成匀匀强电电场,电场场强度度大小小为E=B.电电容器器两极极板间间各点点的电电势,有的的相同同,有有的不不同;有正正的,有负负的,有有为零零的C.若若只减减小两两极板板间的的距离离d,该电电容器器的电电容C要增大大,极极板上上带的电荷荷量Q也会增增加D.若若有一一个电电子水水平射射入穿穿越两两极板板之间间的电电场,则电电子的的电势势能一一定定会会减减小小知识识建建构构技能【解析析】由题题意意可可知知,两板板间间电电压压为为2φ,电场场强强度度E=,A错误误;板间间与板板平平行行的的中中线线上上电电势势为为零零,中线线上上方方为为正正,下方方为为负负,故B正确确;由C=知,d减小小,C增大,由Q=CU知,极板带电电量Q增加,C正确;电子水平射入入穿越两两极板之之间的电电场时,电场力一一定对电电子做正正功,电子的电势势能一定定减小,D正确.【答案】BCD知识建构构技能建构构3.如图图所示,在O点放置正正点电荷荷Q,a、b两点的连连线过O点,且Oa=ab.以下说法法正确的的是()A.将质质子从a点由静止止释放,质子向向b做匀加速速运动B.将质质子从a点由静止止释放,质子运运动到b点的速率率为v,则将αα粒子从a点由静止止释放后后运动到到b点的速率率为vC.若电子以以Oa为半径绕O做匀速圆周运运动的线速度度为v,则电子以Ob为半径绕O做匀速圆周运运动的线速度度为2vD.若电子以以Oa为半径绕O做匀速圆周运运动的线速度度为v,则电子以Ob为半径绕O做匀速圆周运运动的线速度度为知识建构技能建构【解析】由于库仑力变变化,因此质子向b做变加速运动动,A错误;由于a、b之间的电势差差恒定,根据动能定理理qU=mv2,可得v=,则知α粒子从a点由静止释放放后运动到b点的速率为v,B正确;当电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运运动时,根据k=m,可得v=,则知电子以Ob为半径绕O做匀速圆周运运动时的线速速度为v,C、D错误.【答案】B知识建构技能建构4.(2011年济南模模拟)如图甲甲所示,两平平行金属板间间有一匀强电电场,板长为L,板间距离为为d,在板右端L处有一竖直放放置的光屏M,一带电荷量为q,质量为m的质点从两板板中央射入板板间,最后垂垂直打在M屏上,则下列结论正确确的是()A.板间电场场强度大小为为B.板间电场场强度大小为为C.质点在板板间的运动时时间和它从板板的右端运动动到光屏的时时间相等D.质点在板板间的运动时时间大于它从从板的右端运运动到光屏的的时间【解析】当质点所受电电场力方向向向上且大于重重力时,质点才可能垂直打到屏上上.由运动的合合成与分解解知识,可知质点在在水平方向向上甲知识建构技能建构一直做匀速速直线运动动,所以质质点在电场场中做类平平抛运动的的时间和在重力场中中做斜向上上抛运动的的时间相等等.由运动动规律可知知质点在水平方向上上做匀速直直线运动,vx=v0;在竖直方方向上:在在电场中vy=at,如图乙所示,离开电场场后质点做做斜向上抛抛运动,vy=gt,由此运动动过程的对称性可知知a=g,由牛顿第第二定律得得:qE-mg=ma=mg,解得:E=.故B、C正确确.乙【答案】BC知识建构技能建构一、平行板板电容器的的动态分析析知识建构技能建构例1如图图所示,水水平放置的的两个平行行的金属板板A、B带等量的异种电电荷,A板带负电荷荷,B板接地.若若将A板向上平移移到虚线位位置,在A、B两板中间的的一点P的电场强度度E和电势φ的变化情况况是()A.E不变,φ改变B.E改变,φ不变C.E不变,φ不变D.E改变,φ改变知识建构技能建构【名师点金】本题以平行行板电容器器为背景,考查当平行行板电容器器两极板距离发发生变化时时,引起电学量量的变化.处理这类问问题,往往首先根根据电容的决决定式判断断电容大小小的变化,进而判断电电学量的变变化.知识建构技能建构【规范全解】当将A板向上平移移到虚线位位置时,意味着平行行板之间的距离拉大大,由C=知,电容C减小,由题意知电电容上的带带电量不变变,由Q=CU可知,U必变大;由U=Ed,Q=CU=U=Ed=知,E不变,由于P点到B板的距离不不变,故PB之间的电压压不变,故应选C.【答案】C知识建构技能建构势为0,电电场中任一一点的电势势均大于零零.还可根根据E电=qφA求电荷在某某点A的电势能.解决电容器器动态问题题的思路方法概述分析电容器器结构变化化引起的动动态问题时时要弄清三三点:①电容器两极板是否与与电源相连连接?②哪个极板接接地?③③C值通通过过什什么么途途径径改改变:若电电容容器器充充电电后后脱脱离离电电源源,则隐隐含含““Q不变变””;若电电容容器器始始终终接接在电电源源上上,则隐隐含含““U不变变””;若带带正正电电极极板板接接地地,则该该极极板板电电势势为为0,电场场中中任任一一点点的的电电势势均均小小于于零零;若带带负负电电极极板板接接地地,则该该极极板板电电知识识建建构构技能能建建构构(2)用用决决定定式式C=分析析平平行行板板电电容容器器电电容容的的变变化化.(1)确确定定不不变变量量(分分析析电电压压不不变变或或电电荷荷量量不不变变).(3)用用定定义义式式C=分析析电电容容器器所所带带电电荷荷量量或或两两极极板板间间电电压压的的变变化化.(4)用用E=分析析电电容容器器极极板板间间场场强强的的变变化化.(5)电电容容器器两两种种基基本本情情况况知识识建建构构技能能建建构构知识识建建构构技能能建建构构例2如如图图所所示示,板板长长L=4cm的的平平行行板板电电容容器器,板板间间距距离离d=3cm,板板与与水水平平方方向向夹夹角角α=37°,两两板板所所加加电电压压U=100V,有有一一带带负负电电液液滴,带电电荷量q=3×10-10C,以v0=1m/s的的水平速速度自A板边缘水水平进入入电场,在在电场中中仍沿水水平方向向并恰好好从B板边缘水水平飞出出.求:(cos37°=0.8,sin37°=0.6,g取10m/s2)二、带电电粒子在在电场中中的平衡衡与匀变变速运动动知识建构构技能建构构(2)液液滴飞出出时的速速度.【名师点金金】本题首先先要对液液滴进行行受力分分析,根据其运运动特征征确定合力方方向,进而分析析其运动动性质,再选用用合适适的力力学规规律解解题.(1)液滴滴的质质量.知识建建构技能建建构(1)qcos37°=mg解得m=8×10-8kg.【规范全全解】由于带带电粒粒子重重力方方向竖竖直向向下,所受电电场力力方向向只能垂直直两板板向上上,其合力力方向向水平平向右右,做匀加加速运运动.知识建建构技能建建构(2)qsin37°=maa=gtan37°=g设液滴滴在平平行板板中飞飞行的的距离离为x,则x==0.05m又因v2-=2ax所以v=≈1.32m/s或:液液滴受受到的的合外外力F=mgtan37°由动能能定理理得:Fx=mv2-m解得:v≈1.32m/s.【答案】(1)8×10-8kg(2)1.32m/s知识建建构技能建建构1.带带电粒粒子在在电场场中静静止或或做匀匀速直直线运运动时时,实实际上上就是是有电电场力的物物体的的平衡衡问题题,求求解时时要注注意电电场力力的特特点,求解解步骤骤为:选取取研究对象,受力分析析并画出受受力图,再再由平衡条条件列出具具体方程求求未知量.方法概述知识建构技能建构2.带电粒粒子做匀变变速直线运运动时,若若带电粒子子沿与电场场线平行的的方向进入匀强强电场,仅仅受到电场场力作用,则电场力力与运动方方向在同一一直线上,做匀匀加速直线线运动.若若带电粒子子在电场中中除受电场场力外,还还受到其他力作用用,则在垂垂直于运动动方向上所所受合力为为零;在运运动方向上上所受合力不为为零,做匀匀加速直线线运动.这这类问题可可用牛顿定定律或能量量观点求解.对带电粒子子在电场中中进行受力力分析,要要注意:知识建构技能建构(2)带电电颗粒:如如液滴、油油滴、尘埃埃、小球等等,除有说说明或有明明确的暗示以外,一一般都不能能忽略重力力.三、带电粒粒子在电场场中的偏转转(1)基本本粒子:如如电子、质质子、α粒粒子、离子子等,除有有说明或有有明确的暗示以外,一般都不不考虑重力力(但并不不忽略质量量).知识建构技能建构例3(2011年济济南模拟)如图所示示,甲图是是用来使带带正电的离子加速和和偏转的装装置.乙图图为该装置置中加速与与偏转电场场的等效模模型.以y轴为界,左左侧为沿x轴正方向的的匀强电场场,场强为为E.右侧为沿沿y轴负方向的的匀强电场场.已知OA⊥AB,OA=AB,且OB间的电势差差为U0.若在x轴上的C点无初速地地释放一个个电荷量为为q、质量为m的正离子(不计重力力),结果果正离子刚刚好通过B点.求:知识建构技能建构(2)粒子子通过B点的速度大大小.【名师点金】本题中,离子先加加速后偏偏转,根据动能能定理及及类平抛抛运动的规律律易于求求解.(1)CO间的距离离d.知识建构构技能建构构【规范全解解】(1)设正离子子到达O点的速度度为v0(其方向沿沿x轴的正方方向)则正离子子由C点到O点由动能能定理得得:qEd=m-0而正离子子从O点到B点做类平平抛运动动,则:OA=·t2AB=v0t而OA=AB解得:d=.知识建构构技能建构构(2)设设正离子子到B点时速度度大小为为vB,正离子子从C到B过程中由由动能定定理得:qEd+qU0=m-0解得:vB=.【答案】(1)(2)方法概述述带电粒子子垂直进进入匀强强电场后后的偏转转,和重重物在重重力场中中的平抛抛运动很相相似,可可以用类类比的方方法来解解决电场场中的类类平抛运运动问题题.知识建构技能能建建构构2.从从力力学学的的观观点点和和能能量量的的观观点点着着手手.按按力力学学问问题题的的分分析析方方法法加加以以分分析,分分析析带带电电粒粒子子在在运运动动过过程程中中其其他他形形式式的的能能和和动动能能之之间间的的转转化化过过程时时,可可应应用用动动能能定定理理,也也可可以以用用能能量量守守恒恒定定律律.两个个重重要要推推论论:①若不不同同的的带带电电粒粒子子是是从从静静止止经经过过同同一一加加速速电电压压U0加速速后后进进入入偏偏转电电压压U1的偏偏转转电电场场,其偏偏转转角角和和偏偏转转距距离离分分别别满满足足tanθ=和y=,即不不同同的的带带电电粒粒子子从从静静止止经经过过同同一一电电场场加加速速后后进进入入同同一一偏偏转转电场场,它们们在在电电场场中中的的偏偏转转角角和和偏偏转转距距离离总总是是相相同同的的,粒子子的的偏偏转转角角和偏偏转转距距离离与与粒粒子子的的q、m无关关,仅决决定定于于1.类类似似于于平平抛抛运运动动的的分分析析处处理理,应应用用运运动动的的合合成成和和分分解解的的知知识识.知识识建建构构技能能建建构构极板板间间的的处沿沿直直线线射射出出一一样样.注意意:以以上上结结论论均均适适用用于于带带电电粒粒子子可可从从电电场场中中穿穿出出情情况况.如如果果带带电电粒粒子没没有有从从电电场场中中穿穿出出,此此时时v0t不再再等等于于板板长长L,应应根根据据情情况况进进行行分分析析.②粒粒子子垂垂直直电电场场方方向向射射入入,其其出出射射速速度度的的反反向向延延长长线线与与入入射射速速度所所在在直直线线相相交交于于电电场场中中点点,即即粒粒子子从从偏偏转转电电场场中中射射出出时时,就就像像是是从从知识识建建构构技能能建建构构变式式训训练练1(2011年年海海淀淀模模拟拟)打打印印机机是是办办公公的的常常用用工工具具,喷喷墨墨打打印印机是是其其中中的的一一种种.如如图图是是喷喷墨墨打打印印机机的的工工作作原原理理简简化化图图.其其中中墨墨盒盒可可以喷喷出出半半径径约约为为10-5m的的墨墨汁汁微微滴滴,大大量量的的墨墨汁汁微微滴滴经经过过带带电电室室时时被被带上上负负电电荷荷,成成为为带带电电微微粒粒.墨墨汁汁微微滴滴所所带带电电荷荷量量的的多多少少由由计计算算机机的的输入信信号按按照文文字的的排列列规律律进行行控制制.带带电后后的微微滴以以一定定的初初速度进进入由由两块块平行行带电电金属属板形形成的的偏转转电场场中,微滴滴经过过电场场的作用用发生生偏转转后打打在纸纸面上上,显显示出出字体体.若若某种种喷墨墨打印印机的的偏转电场场极板板长度度为l,两板板间的的距离离为d,偏转转电场场极板板的右右端距距纸面面的距离离为b,某个个带电电微滴滴的质质量为为m,沿两两板间间的中中心线线以初初速度度v0进入偏偏转电电场,偏转转电场场两极极板间间电压压为U.该微微滴离离开电电场时时的速速度大小小为v,不计计微滴滴受到到的重重力和和空气气阻力力的影影响,忽略略电场场边缘缘处场强强的不不均匀匀性.求:知识建建构技能建建构(2)该带带电微微滴到到达纸纸面时时偏离离原入入射方方向的的距离离y.(1)该带带电微微滴所所带的的电荷荷量q.(3)在微微滴的的质量量和所所带电电荷量量以及及进入入电场场的初初速度度均一一定的的条件下,分析析决定定打印印在纸纸上字字体大大小的的因素素有哪哪些?若要要使纸纸上的的字体高度度放大大,可可以采采取的的措施施是什什么?知识建建构技能建建构【规范全全解】(1)带电微微滴进进入电电场后后,做类平平抛运运动,离开电电场时时,沿垂直直电场场方向向的速速度大大小为为v0,沿电场场方向向的速速度大大小vy=设带电电微滴滴在电电场中中运动动的时时间为为t,根据据牛顿顿第二二定律律与运运动学学公式vy=tt=解得:q=.知识建建构技能建建构(2)带电电微滴滴离开开电场场后做做匀速速直线线运动动,设设运动动方向向与v0方向的的夹角为θ,根据平抛抛运动的特特点,有:tanθ==解得:y=(b+ ).知识建构技能建构(3)由(1)问和和(2)问问的结果可可知,微滴滴到达纸面面上时偏离离原入射方方向的距离y=(b+)y的数值越大大,即纸面面上的字体体越大.在在m、q以及v0一定的条件件下,若要使纸上的的字体高度度放大,可可以增大偏偏转电场两两极板间的的电压U、偏转极板的的右端距纸纸面的距离离b或偏转极板板的长度l,也可以减减小偏转电场两极极板间的距距离d.【答案】(1)(2)(b+ )(3)见规规范全解知识建构技能建构例4如图甲所示示,真空中的电电极K连续不断地地发出电子子(电子的初速度可忽忽略不计),经电压为U的电场加速速,加速电压U随时间t变化的图象如图图乙所示.每个电子通通过加速电电场的过程程时间极短短,可认为加速电压不不变.电子被加速速后由小孔孔S穿出,沿两个彼此此靠近且正正对的水平金属属板A、B间中轴线从从左边缘射射入A、B两板间的偏偏转电场,A、B两板长均为为L=0.20m,两板之间距距离d=0.050m,A板的电势比比B板的电势高高.A、B板右侧边缘缘到竖直放放置的荧光光屏P(面积足够大大)之间的距离b=0.10m,荧光屏的中中心点O与A、B板的中心轴轴线在同一一水平直线上上.不计电子之之间的相互互作用力及及其所受重重力,求:四、带电粒粒子在交变变电场中的的运动知识建构技能建构知识建构技能建构(2)当A、B板间所加电电压U'=50V时,电电子打在荧荧光屏上距距离中心点点O多远的范围围内?【名师点金】本题中加速速电压的大大小是变化化的,当带电粒子子通过这类电场时(1)要使使电子都打打不到荧光光屏上,则则A、B两板间所加加电压U'应满足什什么条件?知识建构技能建构【规范全解】(1)设电子的质质量为m、电荷量为为e,电子通过加加速电场后的速度为为v,由动能定理理有eU=mv2电子通过偏偏转电场的的时间t=,此过程中中电子的侧侧向位移y=at2=

(

)2

联立上述两式式解得y=要使电子都打打不到屏上,应满足U取最大值800V时仍仍有y>代入数据可得得,U'至少为100V.知识建构技能建构(2)当电子子恰好从A板右边缘射出出偏转电场时时,其侧移量量最大ymax==2.5cm电子飞出偏转转电场时,其其速度的反向向延长线通过过偏转电场的的中心,设电子打在屏上上距中心点的的最大距离为为Ymax,则由几何关关系可知=解得:Ymax=ymax=5.0cm由第(1)问问中的y=可知,在其他他条件不变的的情况下,U越大,y越小,所以当U=800V时,电子通通过偏转电场场的侧移量最最小知识建构技能建构其最小侧移量量ymin==1.25×10-2m=1.25cm同理,电子打打在屏上距中中心点的最小小距离Ymin=ymin=2.5cm所以电子打在在屏上距中心心点O在2.5cm~5.0cm的范围围内.【答案】(1)U'至少为100V(2)距中心心点O在2.5cm~5.0cm的范范围内知识建构技能建构方法概述带电粒子在交交变电场中的的运动问题,通常有两类类问题:一类类是电场的大小恒定而而方向改变(如:图象为为方波),另另一类是电场场大小、方向均变化(如如:图象为锯锯齿波或正弦弦波).这两两类问题均涉涉及力学和电场知识的综综合应用,解解决问题的基基本思路是从从受力分析出出发,搞清楚受力大小小、方向的变变化特点,在在此基础上进进行运动分析析,找出粒子的运动形形式,才能应应用物理规律律解题.具体体的解题方法法是:知识建构技能建构(1)电场的的大小恒定而而方向改变(图象为方波波)解决问题方法法有:①对带电粒子在在电场中的受受力情况和运运动情况进行逐段分析,将这部分电场场看成匀强电电场,分段进行计算算,这种方法较为复杂;②用图象法解题题:从题中给出的的图象出发,画出粒子运动动的v—t图,画图象的具体体顺序是:U—t图→E—t图→F—t图→a—t图→v—t图,再根据v—t图解题.知识建构技能建构(2)电场大大小、方向均均变化(图象象为锯齿波或或正弦波)这类问题通常常有一个特点点,就是粒子子在电场中运运动的时间很很短(与电场变化的周期期相比),粒粒子在电场中中运动的很短短时间内,电电场变化很小,以至于忽忽略,认为粒粒子在通过电电场的这段很很短的时间内内电场没有发生变化.计计算出粒子恰恰不能通过电电场的电压(遏止电压)或场强大小(遏止场强强),然后对对照题中所给给图象进行分分析,解决其其他问题.变式训练2如如图甲所所示,A、B为水平放置置的平行金金属板,板板间距离为d(d远小于板的的长和宽),在两板板之间有一一带负电的的质点P.已知若在在A、B之间加电压压U0,则质点P可以静止平平衡.现在在A、B间加上如图图乙所示的随时时间t变化的电压压U,在t=0时,质质点P位于A、B间的中点处处且初速度为0,已知质质点P能在A、B之间以最大大的幅度上上下运动而而又不与两板相碰碰,求图中中U改变的各时时刻t1、知识建构技能建构从中点上升升到最高点点,及以后后每次从最最高点到最最低点或从从最低点到到最高点的过过程中,电电压只改变变一次.)甲乙乙知识建构技能建构丙知识建构技能建构【规范全解】设质点P的质量为m,电荷量为q,当A、B间加电压U0时,根据题意有有q=mg当两板间所所加电压为为2U0时,P的加速度向向上,设其其大小为a,则q-mg=ma,联立解得得a=g.当两板间的的电压为零零时,P只受重力,加速度方方向向下,大小为g,要P以最大幅度上上下运动,而又不与与两板相碰碰,则P到达A板或或B板时时速速度度必必为零零.根根据据运运动动的的对对称零.到达A板后,在在重力作作用下,自由下下落直到到A、B的中点,然后又又加上电电压2U0,使质点点P向下做匀匀减速运运动,至至B板时,速速度恰好好减为零零,然后后反知识建构构技能建构构向加速,达到A、B中点时撤撤去电场场,在重重力作用用下做匀匀减速运运动到A板时,速度度恰好好为零零,以以后重重复上上述运运动过过程.综合以以上分分析,质点点P的运动动过程程可用用v-t图象表表示,如图图丙所所示由匀变变速直直线运运动规规律有有d=a,其中中a=g,解得得t1=设质点点P从A板自由由下落落到AB两板中中点所所历经经的时时间为为Δt,则d=gΔt2,Δt=所以t2=2t1+Δt=(+1)由对称称性得得,t3=2t1+3ΔΔt=(+3)知识建建构技能建建构同理得得t4=(+5)所以tn=(+2n-3)(n≥2).【答案】t1=t2=(+1)t3=(+3)tn=(+2n-3)(n≥2)知识建建构技能建建构高考真真题1(2011年年高考考·天天津理理综卷卷)板板间距距为d的平行行板电电容器器所带电电荷量量为Q时,两势差为U2,板间场强为E2,下列说法正确的是

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)A.U2=U1,E2=E1B.U2=2U1,E2=4E1C.U2=U1,E2=2E1D.U2=2U1,E2=2E1知识建建构技能建建构【解析提提示】根据电电容的的定义义式和和决定定式联联合解解题,同时注注意应应用匀强电电场场场强公公式.【命题分分析】考查平平行板板电容容器的的相关关知识识,这类试试题重重现率率很高高.在高考考复习习备考考过程程中,应注意意电容容器的的两种种基本本情况况.知识建建构技能建建构【规范全全解】根据U=和C=,可求得得U=,所以U1∶U2=1∶∶1,又E=,所以E1∶E2=1∶∶2,E2=2E1.综上所所述,C正确.【答案】C知识建建构技能建建构考向预预测1(2011年年湖南南长沙沙高三三质检检)如如图所所示,将开开关S闭合合到1位置,对平平行板板电容容器充充电,充电电完成成后,将开开关S闭合合到2位置置,让让其放电,在开开关S闭合合瞬间间将产产生火火花.放电电后,再次次将开开关S合到到1位位置,对平行行板电电容器器充电电,然然后断断开开开关,将两两金属属板间间距离离拉大大些,并再再次将开关闭闭合到2位位置,让其其放电,产产生火花,则两次放放电过程相相比较()A.两次放放电过程放放出的电荷荷量相等B.两次放放电过程释释放的能量量相等C.第二次次放电过程程放出的电电荷量较大大D.第二次次放电过程程释放的能能量较小知识建构技能建构同,故放【答案】A【解析】两次充电是是用同一电电源进行的的,所以所充电电的电荷量量相知识建构技能建构高考考真真题题2(2011年年高高考考··浙浙江江理理综综卷卷)如如图图甲甲所所示示,静静电电除除尘尘装装置置中中有一一长长为为L、宽宽为为b、高高为为d的矩矩形形通通道道,其其前前、、后后面面板板使使用用绝绝缘缘材材料,上上、、下下面面板板使使用用金金属属材材料料.图图乙乙是是装装置置的的截截面面图图,上上、、下下两两板板与与电电压恒恒定定的的高高压压直直流流电电源源相相连连.质质量量为为m、电荷量为-q、分布均匀的的尘埃以水平速度度v0进入矩形通道道,当带负电电的尘埃碰到到下板后其所所带电荷被中和,同时被收集集.通过调整整两板间距d可以改变收集集效率η.当d=d0时,η为81%(即即离下板0.81d0范围内的尘埃埃能够被收集集).不计尘尘埃的重力及尘埃埃之间的相互互作用.知识建构技能建构(2)求收集集效率η与两板间距d的函数关系.(1)求收集集效率为100%时,两两板间距的最最大值dm.(3)若单位位体积内的尘尘埃数为n,求稳定的工工作时单位时时间下板收集集的尘埃质量与两板间距d的函数关系,并绘出图线线.知识建构技能建构【命题分析】本题主要考查查带电粒子在在电场中的偏偏转,平抛运动等知识的综合应应用.知识建构技能建构【解析提示】(1)带电粒子进入入通道后,在电场力的作作用下,做类平抛运动,当d=d0时,离下板0.81d0内的粒子可到到达下板的右右端,改变d后,全部粒子到达下下板的右端,根据平抛运动动规律,运用比例求解解.(2)由题意知,收集率η为能收集离下下板高度与板板间距离的百百分比,因此,分两种情况进行分分析:全部收集与部部分收集.(3)收集的单位时时间内尘埃质质量也要分两种种情况:全部收集与部部分收集.本题就是计算算单位时间打打到下板尘埃的的质量.知识建构技能建构【规范全解】(1)收集效率η为81%,即离下板0.81d0的尘埃恰好到到达下板的右端边边缘,设高压电源的的电压为U,则在水平方向向有:L=v0t在竖直方向有有:0.81d0=at2其中a===当减小两板间间距时,能够够增大电场强强度,提高装装置对尘埃的的收集效率.收集效率恰好好为100%时,两板间间距即为dm甲,如果进一步步减小d,收集效率仍为100%