高考物理一轮复习教科版课件第七章静电场基础课3

基础课3电容器带电粒子在电场中的运动常见电容器电容器的电压、电荷量和电容的关系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。知识排查靠近绝对值异种电荷电场能电场能绝缘电荷量Q容纳电荷2.电容 (1)定义：电容器所带的

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) 1F＝

μF＝1012pF106正对面积相对介电常数带电粒子在匀强电场中的运动1.做直线运动的条件 (1)粒子所受合外力F合＝0，粒子或静止，或做匀速直线运动。 (2)粒子所受合外力F合≠0，且与初速度方向在同一条直线上，带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动。2.分析方法 (1)用动力学观点分析，(2)用功能观点分析。3.带电粒子在匀强电场中的偏转 (1)条件：以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场，仅受电场力。 (2)运动性质：

运动。 (3)处理方法：运动的分解。

①沿初速度方向：做

运动。

②沿电场方向：做初速度为零的

运动。类平抛匀速直线匀加速直线(1)

，(2)偏转极板，(3)荧光屏。(如图1所示)

图1示波管的构造电子枪1.思考判断 (1)放电后的电容器电荷量为零，电容也为零。(

) (2)一个电容器的电荷量增加1.0×10－6C时，两板间电压升高10V，则电容器的电容C＝1.0×10－7F。(

) (3)带电粒子在匀强电场中可以做匀加速直线运动。(

)

答案(1)×

(2)√

(3)√小题速练2.[教科版选修3－1·P31“实验探究”改编](多选)如图2所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U，电容器已带电，则下列判断正确的是(

)

A.增大两极板间的距离，指针张角变大 B.将A板稍微上移，静电计指针张角变大 C.若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大 D.若减小两板间的距离，则静电计指针张角变小图2答案ABD3.(2018·攀枝花市诊断性检测)(多选)在竖直向上的匀强电场中，

有两个质量相等、带异种电荷的小球A、B(均可视为质点)处

在同一水平面上。现将两球以相同的水平速度v0向右抛出，

最后落到水平地面上，运动轨迹如图3所示，两球之间的静

电力和空气阻力均不考虑，则(

)

A.A球带正电，B球带负电 B.A球比B球先落地 C.在下落过程中，A球的电势能减少，B球的电势能增加 D.两球从抛出到各自落地的过程中，A球的速率变化量比B球的小图3答案AD平行板电容器的动态分析1.两类典型问题 (1)电容器始终与恒压电源相连，电容器两极板间的电势差U保持不变。 (2)电容器充电后与电源断开，电容器两极所带的电荷量Q保持不变。【典例】

(2016·全国卷Ⅰ，14)一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器(

) A.极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大 B.极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大 C.极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变 D.极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变答案D【拓展延伸1】

(多选)将【典例】中的电源断开，当把云母介质从电容器中快速抽出后，下列说法正确的是(

) A.电容器的电容增大

B.极板间的电势差增大 C.极板上的电荷量变大

D.极板间电场强度变大

答案BD【拓展延伸2】

(多选)在【典例】中，若水平放置平行板电容器内部空间有一带电粒子P静止在电容器中，云母介质保持不动，同时下极板接地，当将上极板向右移动一小段距离时，则下列说法正确的是(

) A.电容器所带电荷量保持不变 B.极板间的电场强度保持不变 C.粒子所在初位置的电势能保持不变 D.粒子将加速向下运动答案BC1.下列说法正确的是(

) A.电容器的电容越大，则所带的电荷量越多 B.电容器不带电荷时，其电容为零 C.对于一个确定的电容器来说，其电容与其带电情况无关，是个定值 D.平行板电容器极板的正对面积越小、极板间距离越远，电容器的电容越大

解析电容器所带电荷量的多少与电容器电容和两极板间电压均有关，选项A错误；对于一个确定的电容器来说，电容为定值，与电容器所带的电荷量、电容器两极板间的电势差无关，电容器不带电荷时，电容也不变，故选项B错误，C正确；平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比，与两板间的距离成反比，故选项D错误。答案C2.(多选)如图4所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P正好静止在极板正中间，现将B极板匀速向下移动到虚线位置，其他条件不变。则在B极板移动的过程中(

)

图4 A.油滴将向下做匀加速运动 B.电流计中电流由b流向a C.油滴运动的加速度逐渐变大

D.极板带的电荷量减少答案CD带电粒子在电场中的直线运动图5A2.(多选)如图6所示，带电小球自O点由静止释放，经C孔进入两水平位置的平行金属板之间，由于电场的作用，刚好下落到D孔时速度减为零。对于小球从C到D的运动过程，已知从C运动到CD中点位置用时t1，从C运动到速度等于C点速度一半的位置用时t2，下列说法正确的是(

) A.小球带负电 B.t1<t2 C.t1>t2 D.将B板向上平移少许后小球可能从D孔落下图6答案AB图7

(3)设BC间的电势差大小为UCB，由题意得对液珠由释放处至液珠到达最高点(速度为零)的全过程应用动能定理得qUCB－mg(rB－H)＝0解得：rB＝2H，rB′＝H(舍去)带电体在匀强电场中的直线运动问题的解题步骤1.带电粒子在电场中的偏转规律带电粒子在电场中的偏转运动【典例】如图8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极板的

正中央，已知微粒质量为m＝4×10－5kg，电荷量q＝＋1×10－8C，g＝10m/s2。求：

(1)微粒入射速度v0为多少？ (2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上极板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U应取什么范围？图8(2)电容器的上极板应接电源的负极。当所加的电压为U1时，微粒恰好从下板的右边缘射出，即当所加的电压为U2时，微粒恰好从上极板的右边缘射出，所以120V≤U≤200V。答案(1)10m/s

(2)与负极相连，120V≤U≤200V1.(多选)如图9所示，带电荷量之比为qA∶qB＝1∶3的带电粒子A、B以相等的速度v0从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中，分别打在C、D点，若OC＝CD，忽略粒子重力的影响，则(

)

A.A和B在电场中运动的时间之比为1∶2 B.A和B运动的加速度大小之比为4∶1 C.A和B的质量之比为1∶12 D.A和B的位移大小之比为1∶1图9答案ABC图10答案C3.(多选)如图11所示的直角坐标系中，第一象限内分布着均匀

辐向的电场，坐标原点与四分之一圆弧的荧光屏间电压为U；第三象限内分布着竖直向下的匀强电场，场强大小为

E。大量电荷量为－q(q>0)、质量为m的粒子，某时刻起从

第三象限不同位置连续以相同的初速度v0沿x轴正方向射入

匀强电场。若粒子只能从坐标原点进入第一象限，其他粒

子均被坐标轴上的物质吸收并导出而不影响原来的电场分布。不计粒子的重力及它们间的相互作用。下列说法正确的是(

)图11答案CD“等效法”在电场中的应用——迁移变通能力的培养

处理带电粒子在“等效力场”中的运动，要关注以下两点：一是对带电粒子进行受力分析时，注意带电粒子受到的电场力的方向与运动方向所成的夹角是锐角还是钝角，从而决定电场力做功情况；二是注意带电粒子的初始运动状态。2.物理最高点与几何最高点。在“等效力场”做圆周运动的小球，经常遇到小球在竖直平面内做圆周运动的临界速度问题。小球能维持圆周运动的条件是能过最高点，而这里的最高点不一定是几何最高点，而应是物理最高点。图14【针对训练】如图14所示，在竖直平面内固定的圆形绝缘轨

道的