2019版高考物理大一轮复习专题六电场第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动课件.ppt

第3讲 电容器与电容带电粒子在电场中的运动 一 电容 平行板电容器 绝缘 靠近 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 绝对值 异种电荷 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 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 转化为其他形式的能 电场能 2 电容 1 定义 电容器所带的电荷量与两极板间电势差的比值 2 公式 C 3 物理意义 电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量 它的大小与电容器本身的结构有关 与U Q无关 4 单位 1法拉 F 微法 F 皮法 pF 3 平行板电容器的电容 1 影响因素 平行板电容器的电容与两极板的 成正比 与两极板的 成反比 并跟板间插入的电介质 有关 正对面积 距离 2 公式 C 2 带电粒子的偏转分析 1 条件分析 带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场 2 运动性质 匀变速曲线运动 3 运动状态 带电粒子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 4 处理方法 类似于平抛运动的处理方法 如图6 3 1所 示 图6 3 1 匀速直线 匀加速直线 三 示波管 1 装置 示波管由电子枪 偏转电极和荧光屏组成 管内 抽成真空 如图6 3 2所示 图6 3 2 2 原理 1 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传播 打在荧光屏中心 在那里产生一个亮斑 2 YY 上加的是待显示的信号电压 XX 上是机器自身产生的锯齿形电压 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变化的图象 图6 3 3 A 3 2 B 2 1 C 5 2 D 3 1 答案 A 2 多选 如图6 3 4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 图6 3 4B 极板X 应带正电D 极板Y 应带正电 现亮斑 那么示波管中的 A 极板X应带正电C 极板Y应带正电 2 两类动态变化问题的比较 1 第一类动态变化 电容器两极板间电压不变 2 第二类动态变化 电容器所带电荷量不变 图6 3 5 A 增大 E增大C 减小 Ep增大 B 增大 Ep不变D 减小 E不变 2 带电粒子在电场中运动时是否考虑重力的处理方法 1 基本粒子 如电子 质子 粒子 离子等 除有说明或有明确的暗示以外 一般都不考虑重力 但并不忽略质量 2 带电颗粒 如液滴 油滴 尘埃 小球等 除有说明或 有明确的暗示以外 一般都要考虑重力 考题题组 2 2016年四川卷 中国科学院2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器 加速器是人类揭示物质本源的关键设备 在放射治疗 食品安全 材料科学等方面有广泛应用 如图6 3 6所示 某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管 漂移管 组成 相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极 质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管 在漂移管内做匀速直线运动 在漂移管间被电场加 考点3 带电粒子在电场中的偏转问题 图6 3 7 结论 动能一定时tan 与q成正比 电荷量相同时tan 与动能成反比 考题题组 3 2017年洛阳一模 如图6 3 8所示 质量为m 5 10 8kg的带电粒子以v0 2m s的速度从水平放置的平行金属板A B中央飞入电场 已知板长L 10cm 板间距离d 2cm 当A B间电势差UAB 1 103V时 带电粒子恰好沿直线穿过电场 g取10N kg 求 1 带电粒子的电性和所带电荷量 2 A B间所加电压在什么范围内 带电粒子能从板间飞出 图6 3 8 4 多选 2015年天津卷 如图6 3 9所示 氕核 氘核 氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1 之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转 最后打在屏上 整个装置处于真空中 不计粒子重力及其相互作 用 那么 图6 3 9 A 偏转电场E2对三种粒子做功一样多B 三种粒子打到屏上时的速度一样大C 三种粒子运动到屏上所用时间相同D 三种粒子一定打到屏上的同一位置 答案 AD 方法 带电粒子在交变电场中的运动 1 常见的交变电场常见的产生交变电场的电压波形有方形波 锯齿波 正弦波等 2 常见的试题类型此类题型一般有三种情况 1 粒子做单向直线运动 一般用牛顿运动定律求解 2 粒子做往返运动 一般分段研究 3 粒子做偏转运动 一般根据交变电场特点分段研究 3 解答带电粒子在交变电场中运动的思维方法 1 注重全面分析 分析受力特点和运动规律 抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征 求解粒子运动过程中的速度 位移 做功或确定与物理过程相关的边界条件 2 分析时从两条思路出发 一是力和运动的关系 根据牛 顿第二定律及运动学规律分析 二是功能关系 3 注意对称性和周期性变化关系的应用 甲 乙 图6 3 10 审题突破 1 由图可知两板间开始时的电势差 由U Ed可求得两板间的电场强度 则可求得电场力 由牛顿第二定律可求得加速度的大小 2 因粒子受力可能发生变化 故由位移公式可求得粒子通过的距离 通过比较可知粒子恰好到A板 由运动学公式可求出速度 3 要使粒子不能到达A板 应让粒子在向A板运动中的总位移小于极板间的距离 可得出电势变化的频率 备考策略 因极板间加交变电场 故粒子的受力发生周期性变化 本题应通过受力情况先确定粒子的运动情况 再确定两板间电势的变化频率 周期性变化的电场在高考中也经常出现 乙 甲图6 3 11 1 23s内小物块的位移大小 2 23s内电场力对小物块所做的功