高考物理复习课件第四课时电容带电粒子在电场中的运动一

高考物理复习课件第四课时电容带电粒子在电场中的运动一第一页，共39页。第一页第二页，共39页。1．知道电容器的结构，电容的物理意义、定义及其计算．2．掌握带电粒子在电场中的加速和偏转问题的研究方法．第二页第三页，共39页。第三页第四页，共39页。1．电容器、电容(1)电容器①组成：由两个彼此绝缘又相隔很近的导体组成．②带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值．③电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能．放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能．第四页第五页，共39页。电容是描述电容器性质的物理量，其大小由电容器本身的性质决定，与Q和U均无关．第五页第六页，共39页。此公式适用于一切电场．第六页第七页，共39页。(2)带电粒子在匀强电场中的偏转①运动状态的分析：带电粒子垂直于匀强电场的方向进入电场后，受到恒定的、与初速度方向垂直的电场力作用而做类平抛运动．②偏转运动的处理方法：运动的合成与分解．如图所示a．垂直于场强方向做匀速直线运动；b．平行于场强方向做初速度为零的匀加速直线运动．第七页第八页，共39页。3．示波管的工作原理(1)构造：电子枪，偏转电极，荧光屏．(2)工作原理：(如图所示)①如果在竖直偏转板、水平偏转板之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线传播，打在荧光屏中心点，在那里产生一个亮斑．②竖直偏转板上加的是待显示的信号电压．水平偏转板上是机器自身的锯齿形电压，叫做扫描电压，若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的图像．第八页第九页，共39页。

(对应学生用书第83页)1．电容器是一种常用的电子元件，对电容器认识正确的是(

A

)A．电容器的电容表示其储存电荷的能力B．电容器的电容与它所带的电荷量成正比C．电容器的电容与它两极板间的电压成正比D．电容的常用单位有μF和pF,1μF＝103pF解析：电容器的电容大小由电容器本身决定，与是否带电、带电多少无关，反映自身容纳电荷本领的大小，其单位是F,1F＝106μF＝1012pF.故选项A正确．第九页第十页，共39页。第十页第十一页，共39页。3．长为L的平行板电容器，两板间形成匀强电场，一个电荷量为＋q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板沿垂直于电场方向射入匀强电场中，刚好从下极板边缘射出，且射出方向恰好与下极板成30°角，如图所示，求匀强电场的场强大小和两极板间的距离．第十一页第十二页，共39页。第十二页第十三页，共39页。第十三页第十四页，共39页。2．带电粒子在电场中的偏转(1)模型建立如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子以速度v0垂直于电场线射入匀强偏转电场，偏转电压为U，极板长度为l，两极板间距为d.(2)全面分析①受力特点：带电粒子只受一个电场力(恒力)，且初速度方向与电场力方向垂直．②运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用而做类似平抛的匀变速曲线运动．③粒子偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动的分析处理方法，即应用运动的合成和分解的知识．第十四页第十五页，共39页。第十五页第十六页，共39页。第十六页第十七页，共39页。【例题】(10分)两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是均匀的．一个α粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心．已知质子电荷量为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响，求：(1)极板间的电场强度大小E；(2)α粒子在极板间运动的加速度大小a；(3)α粒子的初速度大小v0.思路点拨：圆形极板间的电场为匀强电场，α粒子在极板间的运动为类平抛运动．第十七页第十八页，共39页。第十八页第十九页，共39页。(1)由于学生已形成矩形平行板的思维定势，所以学生遇到类似本题中的圆形极板模型时可能会产生疑惑，不知如何解答．(2)涉及速度、能量的计算时，应用动能定理较为简单，但此时不允许将运动分解，因为动能定理公式是标量式．第十九页第二十页，共39页。针对训练：(2010年湖南省湘潭市模拟)如图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)若要电子打在荧光屏上P点的上方，可采取哪些措施？第二十页第二十一页，共39页。第二十一页第二十二页，共39页。第二十二页第二十三页，共39页。(2010年北京理综，18)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θ.实验中，极板所带电荷量不变，若(

A

)A．保持S不变，增大d，则θ变大B．保持S不变，增大d，则θ变小C．保持d不变，减小S，则θ变小D．保持d不变，减小S，则θ不变第二十三页第二十四页，共39页。第二十四页第二十五页，共39页。【测控导航】考点题号1.电容及电容器1、22.带电体在电场中的直线运动4、73.带电粒子在电场中偏转3、5、6、8第二十五页第二十六页，共39页。1.某电容器上标有“25V,450μF”的字样，对此下列说法正确的是(

A

)A．此电容器在直流25V以下的电压下能正常工作B．此电容器必须在直流25V的电压下才能正常工作C．当工作电压是直流25V时，电容才是450μFD．以上说法都不正确解析：“25V,450μF”表示电容器工作的最高电压为25V，电容为450μF.故A正确，B错误，电容器的电容由自身因素决定，与是否有电压无关，故C、D错误．第二十六页第二十七页，共39页。2．(2010年重庆理综)某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动，在P、Q间距增大过程中(

D

)A．P、Q构成的电容器的电容增大B．P上电荷量保持不变C．M点的电势比N点的低D．M点的电势比N点的高第二十七页第二十八页，共39页。3．(2010年福建福州模拟)如图所示，质子、氘核和α粒子都沿平行板电容器两板中线OO′方向垂直于电场线射入板间的匀强电场，射出后都打在同一个与OO′垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点，下列说法正确的是(

D

)A．若它们射入电场时的速度相等，则在荧光屏上出现三个亮点B．若它们射入电场时的速度相等，则打在荧光屏上偏离中心位置最远的是氘核C．若它们射入电场时的动能相等，则在荧光屏上只出现一个亮点D．若它们是由同一个电场从静止加速后垂直射入此板间电场的，则在荧光屏上只出现一个亮点第二十八页第二十九页，共39页。第二十九页第三十页，共39页。4．(2010年福州调研)如图(甲)所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔．右极板电势随时间变化的规律如图(乙)所示．电子原来静止在左极板小孔处．(不计重力作用)下列说法中正确的是(

C

)A．从t＝0时刻释放电子，电子不可能打到右极板上B．从t＝0时刻释放电子，电子可能在两板间振动C．从t＝T/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D．从t＝3T/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上第三十页第三十一页，共39页。第三十一页第三十二页，共39页。5．如图所示，电子在电势差为U1的电场中加速后，垂直射入电势差为U2的偏转电场，在满足电子能射出偏转电场的条件下，下列四种情况中，一定能使电子偏转角变大的是(

B

)A．U1变大、U2变大B．U1变小、U2变大C．U1变大、U2变小D．U1变小、U2变小第三十二页第三十三页，共39页。6．示波管可以视为加速电场和偏转电场的组合，若已知前者的电压为U1，后者的电压为U2，极板长为L，间距为d，电子加速前速度可忽略．则示波管的灵敏度(偏转电场中每单位偏转电压所引起的偏转量称为“灵敏度”)与加速电场和偏转电场的关系，正确的是(

C

)A．L越大，灵敏度越小B．d越大，灵敏度越大C．U1越小，灵敏度越大D．灵敏度与U1无关第三十三页第三十四页，共39页。7．如图所示，两个相互绝缘且紧靠在一起的A、B两物体，A的质量为m＝0.04kg，带电荷量为q＝＋5.0×10－5C，B的质量为M＝0.06kg，不带电．两物体与水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.6，以相同的初速度v0＝4m/s在水平面上滑动．空间存在水平向右的匀强电场，电场强度为E＝1.6×104N/C.设运动过程中小物块所带的电荷量没有变化，求：(1)A、B的加速度及其相互作用力的大小；(2)经过t＝2s电场力对物块A所做的功W和A增加的机械能ΔE.(g取10m/s2)第三十四页第三十五页，共39页。答案：(1)2m/s2

0.48N

(2)9.6J

0.96J第三十五页第三十六页，共39页。8．(拓展探究题)如图所示，水平放置的平行板电容器，与某一电源相连，它的极板长L＝0.4m，两板间距离d＝4×10－3m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下