高考物理创新（基础课能力课实验课）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。知识排查绝缘靠近绝对值异种电荷电场能电场能2.电容 (1)定义：电容器所带的_________Q与电容器两极板间的电势差U的比值。(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＝1012pF电荷量容纳电荷1063.平行板电容器 (1)影响因素：平行板电容器的电容与__________________成正比，与电介质的________________成正比，与极板间距离成反比。极板的正对面积相对介电常数带电粒子在匀强电场中的运动2.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：运动的合成与分解。 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小题速练答案

(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√

(6)×2.[人教版选修3－1P32第1题]平行板电容器的一个极板与静电计的金属杆相连，另一个极板与静电计金属外壳相连。给电容器充电后，静电计指针偏转一个角度。以下情况中，静电计指针的偏角是增大还是减小？ (1)把两板间的距离减小； (2)把两板间的相对面积减小； (3)在两板间插入相对介电常数较大的电介质。

答案

(1)把两极板间距离减小，电容增大，电荷量不变，电压变小，静电计指针偏角变小。 (2)把两极板间相对面积减小，电容减小，电荷量不变，电压变大，静电计指针偏角变大。 (3)在两极板间插入相对介电常数较大的电介质，电容增大，电荷量不变，电压变小，静电计指针偏角变小。3.[人教版选修3－1P39第2题]某种金属板M受到某种紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的方向，其速度大小也不相同。在M旁放置一个金属网N。如果用导线将MN连接起来，M射出的电子落到N上便会沿导线返回M，从而形成电流。现在不把M、N直接相连，而按图1那样在M、N之间加一个电压U，发现当U＞12.5V时电流表中就没有电流。已知电子的质量me＝9.1×10－31kg。图1问：被这种紫外线照射出的电子，最大速度是多少？(结果保留3位有效数字)4.[人教版选修3－1P39第3题]先后让一束电子和一束氢核通过同一对平行板形成的偏转电场。进入时速度方向与板面平行，在下列两种情况下，分别求出离开时电子偏角的正切与氢核偏角的正切之比。 (1)电子与氢核的初速度相同； (2)电子与氢核的初动能相同。答案

(1)mH

：me

(2)1电容器的电容及平行板电容器的动态分析1.两个公式的比较2.平行板电容器动态变化的两种情况 (1)电容器始终与电源相连时，两极板间的电势差U保持不变。 (2)充电后与电源断开时，电容器所带的电荷量Q保持不变。3.平行板电容器动态问题的分析思路4.平行板电容器问题的一个常用结论

电容器充电后断开电源，在电容器所带电荷量保持不变的情况下，电场强度与极板间的距离无关。【例1】

(2017·江苏清江中学高三第四次月考)如图2所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则(

)A.平行板电容器的电容将变大B.静电计指针张角变小C.带电油滴的电势能增加D.若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变图2答案

D带电粒子(或带电体)在电场中的直线运动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。【例2】

(多选)如图3所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象。当t＝0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是(

)图3A.带电粒子将始终向同一个方向运动B.2s末带电粒子回到原出发点C.3s末带电粒子的速度为零D.0～3s内，电场力做的总功为零答案CD【例3】如图4所示，在A点固定一正电荷，电荷量为Q，在离A高度为H的C处由静止释放某带同种电荷的液珠，开始运动瞬间向上的加速度大小恰好等于重力加速度g。已知静电力常量为k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。求：图41.带电粒子重力是否计入的判断 (1)微观粒子(如电子、质子、离子等)和无特别说明的带电粒子，一般都不计重力(并不是忽略质量)； (2)带电微粒(如油滴、液滴、尘埃、小球等)除有特别说明或暗示外，一般要考虑重力； (3)原则上，所有未明确交代的带电体，都应根据题设运动状态和过程，反推是否计重力(即隐含条件)。2.带电体在匀强电场中的直线运动问题的分析方法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【例4】

(2017·南通一模)如图5所示，间距为d的平行金属板间电压恒定。初速度为零的电子经电压U0加速后，沿两板间的中心线进入板间电场，电子恰好从下极板边缘飞出，飞出时速度的偏向角为θ。已知电子质量为m、电荷量为e，电子重力不计。求：图5(1)电子刚进入板间电场时的速度大小v0；(2)电子通过两极板间的过程中，电场力做的功W；(3)平行金属板间的电场强度大小E。分析带电粒子在匀强电场中的偏转问题的关键(1)条件分析：不计重力，且带电粒子的初速度v0与电场方向垂直，则带电粒子将在电场中只受电场力作用做类平抛运动。(2)运动分析：一般用分解的思想来处理，即将带电粒子的运动分解为沿电场力方向上的匀加速直线运动和垂直电场力方向上的匀速直线运动。用等效法处理带电粒子在电场、重力场中的运动1.等效思维方法

等效法是将一个复杂的物理问题，等效为一个熟知的物理模型或问题的方法。

带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题，是高中物理教学中一类重要而典型的题型。对于这类问题，若采用常规方法求解，过程复杂，运算量大。若采用“等效法”求解，则能避开复杂的运算，过程比较简捷。图6图7答案

AB1.(2017·南京市、盐城市一模)如图8所示的可变电容器，旋转动片使之与定片逐渐重合。则电容器的电容将(

)图8A.逐渐增大B.逐渐减小C.保持不变D.先增大后减小2.(2017·江苏省苏锡常镇高三第二次模拟考试)某一平行板电容器，其中一个极板带＋5.4×10－3C电荷量，另一极板带－5.4×10－3C电荷量，电容器两极板间电压为450V，则该电容器的电容值为(

)×10－5F ×10－5F×104F ×104

F3.(2017·江苏省淮安、宿迁、连云港、徐州苏北四市联考)在研究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，一已充电的平行板电容器与静电计连接如图9所示。现保持B板不动，适当移动A板，发现静电计指针张角减小，则A板可能是(

)A.右移

B.左移

C.上移 D.下移图9答案

A4.(2017·江苏单科)如图10所示，三块