高考物理知識(shí)體系總論：電容器、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

學(xué)霸推薦知識(shí)體系梳理電容器、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)Steve林森老師優(yōu)秀同齡人的陪伴

讓你的青春少走彎路電容器和電場(chǎng)中的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題是電場(chǎng)中的重點(diǎn)內(nèi)容，主要考察內(nèi)容就是動(dòng)態(tài)問(wèn)題，同學(xué)要重視電場(chǎng)力做功的條件和特點(diǎn)，以及平行極板電容器的特點(diǎn)，在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行題型鞏固。使用說(shuō)明-內(nèi)容說(shuō)明01目

錄梳理知識(shí)體系CONTENTS02解決經(jīng)典問(wèn)題實(shí)例PA

RT

1梳理知識(shí)體系DREAMOFTHEFUTURE電容器、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)大

致

框

架常見(jiàn)電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)電容器、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)示波管考點(diǎn)電容器、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)大

致

框

架(1)組成：由兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體組成。1.常見(jiàn)電容器(2)帶電荷量：一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值。(3)電容器的充、放電充電：使電容器帶電的過(guò)程，充電后電容器兩板帶上等量的異種電荷，電容器中儲(chǔ)存電場(chǎng)能。常見(jiàn)電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系2.電容放電：使充電后的電容器失去電荷的過(guò)程，放電過(guò)程中電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。3.平行板電容器電容器、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)大

致

框

架(1)定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值。(2)定義式：C=Q/U。1.常見(jiàn)電容器(3)物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。常見(jiàn)電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系2.電容(4)單位：法拉(F)1F=106μF=1012pF3.平行板電容器電容器、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)大

致

框

架1.常見(jiàn)電容器常見(jiàn)電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系2.電容(1)影響因素：平行板電容器的電容與極板的正對(duì)面積成正比，與電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)成正比，與極板間距離成反比。

S(2)決定式：C

，k為靜電力常量。3.平行板電容器4

kd電容器、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)大

致

框

架帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)電容器、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)大

致

框

架1.構(gòu)造及功能(1)電子槍：發(fā)射并加速電子。(2)偏轉(zhuǎn)電極YY′：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)(加信號(hào)電壓)；偏轉(zhuǎn)電極XX′：使電子束水平偏轉(zhuǎn)(加掃描電壓)。1.構(gòu)造及功能2.工作原理示波管偏轉(zhuǎn)電極XX′和YY′不加電壓，電子打到屏幕中心；若只在XX′之間加電壓，電子只在X方向偏轉(zhuǎn)；若只在YY′之間加電壓，電子只在Y方向偏轉(zhuǎn)；若XX′加掃描電壓，YY′加信號(hào)電壓，屏上會(huì)出現(xiàn)隨信號(hào)而變化的圖象。電容器、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)大

致

框

架平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析思路(1)確定不變量，分析是電壓不變還是所帶電荷量不變。考點(diǎn)一?平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析(2)根據(jù)決定式C=εS/4πkd分析平行板電容器電容的變化?？键c(diǎn)二?帶電粒子(或帶電體)在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)(3)根據(jù)定義式C=Q/U分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化。考點(diǎn)(4)根據(jù)E=U/d分析電容器極板間場(chǎng)強(qiáng)的變化?？键c(diǎn)三?帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)電容器、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)大

致

框

架1.做直線運(yùn)動(dòng)的條件考點(diǎn)一?平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析(1)粒子所受合外力F合=0，粒子或靜止，或做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)粒子所受合外力F合≠0，且與初速度方向在同一條直線上，帶電粒子將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)或勻減速直線運(yùn)動(dòng)。2.用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)分析考點(diǎn)二?帶電粒子(或帶電體)在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)a=F

/m，E＝U/d，v2－v

2=2ax。0合3.用功能觀點(diǎn)分析考點(diǎn)三?帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)勻強(qiáng)電場(chǎng)中：W=qEd=qU=mv2－mv02非勻強(qiáng)電場(chǎng)中：W=qU=Ek2－Ek1電容器、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)大

致

框

架1.偏轉(zhuǎn)問(wèn)題考點(diǎn)一?平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析(1)條件分析：帶電粒子垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)。(2)運(yùn)動(dòng)形式：類平拋運(yùn)動(dòng)?？键c(diǎn)二?帶電粒子(或帶電體)在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)(3)處理方法：應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解。(4)運(yùn)動(dòng)規(guī)律：考點(diǎn)①加速度：a＝F/m＝qE/m＝qU/md②在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t＝l/v0③離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏移量y＝at2/2＝qUl2/2mdv02④離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角tanθ＝v

/v

＝qUl/mdv

2考點(diǎn)三?帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)yx0電容器、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)大

致

框

架2.兩個(gè)結(jié)論考點(diǎn)一?平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析(1)不同的帶電粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)同一電場(chǎng)加速后再?gòu)耐黄D(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度總是相同的。(2)粒子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，末速度的反向延長(zhǎng)線與初速度延長(zhǎng)線的交點(diǎn)O為粒子水平位移的中點(diǎn)，即O到電場(chǎng)邊緣的距離為l/2?？键c(diǎn)二?帶電粒子(或帶電體)在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)3.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的功能關(guān)系當(dāng)討論帶電粒子的末速度v時(shí)也可以從能量的角度進(jìn)行求解：qUy＝mv2/2－mv02/2，其中Uy＝y(tǒng)U/d，指初、末位置間的電勢(shì)差?？键c(diǎn)三?帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)電容器、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)知識(shí)樹(shù)原圖PA

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2利用知識(shí)體系框架來(lái)解題DREAMOFTHEFUTURE經(jīng)典例題1(多選)有一只電容器的規(guī)格是“1.5μF，9V”，那么(??)A.這只電容器上的電荷量不能超過(guò)1.5×10－5

CB.這只電容器上的電荷量不能超過(guò)1.35×10－5

CC.這只電容器的額定電壓為9VD.這只電容器的擊穿電壓為9V答案解析1答案解析：9V為電容器的額定電壓(或工作電壓)，正常工作時(shí)的帶電荷量Q＝CU＝1.5×10－6×9C＝1.35×10－5C，選項(xiàng)B、C正確。經(jīng)典例題2一帶正電的小球向右水平拋入范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左。不計(jì)空氣阻力，則小球(??)A.做直線運(yùn)動(dòng)B.做曲線運(yùn)動(dòng)C.速率先減小后增大

D.速率先增大后減小答案解析2答案解析：對(duì)小球受力分析，小球受重力、電場(chǎng)力作用，合外力的方向與初速度的方向夾角為鈍角，故小球做曲線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中合外力方向與速度方向間的夾角先為鈍角后為銳角，故合外力對(duì)小球先做負(fù)功后做正功，所以速率先減小后增大，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。經(jīng)典例題3如圖所示，氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無(wú)初速地飄入電場(chǎng)線水平向右的加速電場(chǎng)E

之后進(jìn)入電場(chǎng)線豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E

發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后12打在屏上。整個(gè)裝置處于真空中，不計(jì)粒子重力及其相互作用，那么(??)A.偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)E2對(duì)三種粒子做功一樣多B.三種粒子打到屏上時(shí)的速度一樣大C.三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同D.三種粒子一定打到屏上的同一位置答案解析3答案解析：設(shè)加速電場(chǎng)寬度為d，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)長(zhǎng)度為L(zhǎng)，在加速電場(chǎng)中1qE22E

L

20

有

qE

d

mv

，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，有L=v

t，y2得到

，與比ty2102荷沒(méi)有關(guān)系，所以三種粒子一定打到屏上同一點(diǎn)，故D正確；2m4E

d12

224E1dE

L

q偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)粒子做功

W

qE2

y

與粒子的質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以選項(xiàng)A正確；1

2三種粒子在加速電場(chǎng)中和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中電場(chǎng)力做功

qE

d

qE

d

mv

，粒子122，與比荷有關(guān)，故速度不一樣大，4E12d2

E22L2q打到屏上的速度為故B錯(cuò)誤；v

2E1dm

2dL

L'2E1dmq

粒子運(yùn)動(dòng)到屏上的時(shí)間

t，與比荷有關(guān)，則C錯(cuò)誤。

E1

經(jīng)典例題4答案解析4PA

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3回顧落實(shí)DREAMOFTHEFUTURE要點(diǎn)①注意非