2019-2020年高三物理《电容器与电容带电粒子在电场中的运动》复习导学案.doc

2019-2020年高三物理电容器与电容带电粒子在电场中的运动复习导学案班级： 组号： 姓名： 【学习目标】 1.理解电容的概念，会分析平行板电容器的两类动态问题。2.熟练掌握带电粒子在电场中加速、偏转问题的处理方法，理解示波器的原理。【考点复习】考点1、 电容器与电容1电容：(1)定义式：C= ；(2)单位：法拉(F)，1F=_F=_pF；(3)决定因素：电容C的大小由电容器本身 决定，与电压、电荷量_。随Q变化，也不随电压变化.2平行板电容器：（1）决定式： （口述平行板电容器的电容与哪些因素有关？什么关系？）（2）两类动态问题：充电后与电池两极相连，则 不变（若增大极板正对面积S，则C ，Q ，E ）；充电后与电池两极断开，则 不变（若增大极板正对面积S，则C ，U ，E ）。考点2、带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在电场中的重力问题：电子、质子、粒子、离子等基本粒子，除有说明或有明确的暗示以外，一般都 重力(但并不忽略质量)；液滴、油滴、尘埃、小球等带电颗粒，除有说明或有明确的暗示以外，一般都 重力。2.带电粒子在匀强电场中的偏转：带电粒子_于电场方向进入匀强电场，做 运动，处理方法类似于_，利用三个基本方程（沿初速度方向：_ 沿电场方向：_ ）可以得到离开电场时的偏移量 ，离开电场时的偏转角正切 ，比较和的表达式，写出二者的关系式为 。若不同的带电粒子从静止经同一加速电压U0加速后进入偏转电场，可推得偏移量 ，偏转角正切 。考点3、示波管如图是示波管的构造图，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运动，打在荧光屏_，在那里产生一个亮斑。请在右图中画出以下三种情况屏上亮线的形状：（1）只在偏转电极YY上加上如图甲所示UY=Umsint的电压；（2）只在偏转电极XX上加上如图乙所示的电压；（3）在偏转电极YY上加上图甲所示的电压，同时在偏转电极XX上加上图乙所示的电压(设偏转电压频率均较高)。【对点训练】1如图，一个电容器与电池相连，增大电容器两极板间的距离，则下列说法中正确的是( )A.电容器电容增大 B.电容器极板电量增加C.在增大极板间距离过程中，电路中电流方向如题图所示D.原来静止在电容器极板间的电荷将向上加速运动2.如图所示，竖直放置的平行金属板带等量异种电荷，一带电微粒沿图中直线从a向b运动，下列说法中正确的是( )A.微粒做匀速运动 B.微粒做匀加速运动C.微粒电势能增大 D.微粒动能减小3如图所示，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点出现亮斑，那么示波管中的( )A.极板X应带正电 B.极板X应带正电 C.极板Y应带正电 D.极板Y应带正电【热点考向1】平行板电容器动态问题分析【例证1】如图所示，平行板电容器AB两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和理想二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿AB中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A板来改变两极板AB间距(两极板仍平行)，则下列说法正确的是( ) A.若小球带正电，当AB间距增大时，小球打在N的左侧B.若小球带正电，当AB间距减小时，小球打在N的左侧C.若小球带负电，当AB间距减小时，小球可能打在N的右侧D.若小球带负电，当AB间距增大时，小球可能打在N的左侧【互动探究】在【例证1】中，若去掉电路中的二极管，则正确的选项是( ) 【热点考向2】带电粒子在电场中的偏转【例证2】如图所示，真空中水平放置的两个相同极板Y和Y长为L，相距d，足够大的竖直屏与两板右侧相距b.在两板间加上可调偏转电压UYY，一束质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出.(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点；(2)求两板间所加偏转电压UYY的范围；(3)求粒子可能到达屏上区域的长度.【变式训练】如图所示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，电子经过偏转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)若要使电子打在荧光屏上P点的上方，可采取哪些措施？【热点考向3】带电体运动中的力电综合问题【例证3】在足够长的粗糙绝缘板A上放一个质量为m、电荷量为+q的小滑块B.用手托住A置于方向水平向左、场强大小为E的匀强电场中，此时A、B均能静止，如图所示.现将绝缘板A从图中位置 P垂直电场线移至位置Q，发现小滑块B相对A发生了运动.为研究方便可以将绝缘板A的运动简化成先匀加速接着匀减速到静止的过程.测量发现竖直方向加速的时间为0.8 s，减速的时间为0.2 s.P、Q位置高度差为0.5 m.已知匀强电场的场强，A、B之间动摩擦因数=0.4,g取10 m/s2.求： (1)绝缘板A加速和减速的加速度大小分别为多大？(2)滑块B最后停在离出发点水平距离为多大处？ 【变式训练】在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB=2BC，如图所示.由此可见( )A.电场力为3mg B.小球带正电C.小球从A到B与从B到C的运动时间相等 D.小球从A到B与从B到C的速度变化量相等【双基训练】1.根据电容器电容的定义式C=Q/U可知( )A.电容器所带的电荷量Q越多，它的电容就越大，C与Q成正比B.电容器不带电时，其电容为零C.电容器两极板之间的电压U越高，它的电容就越小，C与U成反比D.以上说法均不对2.如图所示，两板间距为d的平行板电容器与电源连接，电键K闭合.电容器两板间有一质量为m、带电荷量为q的微粒静止不动.下列各叙述中正确的是( )A.微粒带的是正电 B.电源电动势大小为C.电键K断开，把电容器两板距离增大，微粒将向下做加速运动D.保持电键K闭合，把电容器两板距离增大，微粒将向下做加速运动3.如图所示，有一带电粒子(不计重力)贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿轨迹从两板右端连线的中点飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿轨迹落到B板中间.设粒子两次射入电场的水平速度相同，则电压U1、U2之比为( )A.18 B.14 C.12 D.11 4. 如图(a)所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图(b)所示的电压，t=0时，Q板比P板电势高5 V，此时在两板的正中央M点有一个电子，速度为零，电子在电场力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化.假设电子始终未与两板相碰.在0t8 10-10 s的时间内，这个电子处于M点的右侧，速度方向向左且大小逐渐减小的时间是( )A.0t210-10s B.210-10st410-10s C.410-10st610-10s D.610-10st810-10s5. 如图是说明示波器工作原理的示意图，已知两平行板间的距离为d、板长为l，电子经电压为U1的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场.设电子质量为me、电荷量为e.(1)求经电场加速后电子速度v的大小;(2)要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大，两平行板间的电压U2应是多少？(3)电子离开偏转电场偏转角度最大时，电子的动能多大？