《高考備考指南 理科綜合 物理》課件-第7章 第3講

靜電場第七章第3講電容器帶電粒子在電場中的運動欄目導(dǎo)航01知識梳理回顧03隨堂限時集訓(xùn)02考點各個擊破04配套訓(xùn)練知識梳理回顧1一、電容器、電容1．電容器(1)組成：由兩個彼此________又互相________的導(dǎo)體組成．(2)帶電荷量：一個極板所帶電荷量的_____________．(3)充、放電①充電：把電容器接在電源上后，電容器兩個極板分別帶上等量的__________的過程．充電后，兩極板上的電荷由于互相吸引而保存下來；兩極板間有________存在．充電過程中從電源獲得的________儲存在電容器中．②放電：用導(dǎo)線將充電后的電容器的兩極板接通，兩極板上的電荷________的過程．放電后的兩極板間不再有電場，________轉(zhuǎn)化為其他形式的能量．絕緣靠近絕對值異種電荷電場電能中和電場能電荷量Q

容納電荷本領(lǐng)106

1012

正比正比反比夯基題組1．(2017屆銅仁模擬)已知靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系為：電流從左邊接線柱流進電流計，指針向左偏．如果在導(dǎo)電液體的深度h發(fā)生變化時觀察到指針正向左偏轉(zhuǎn)，則(

)A．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在增大B．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在增大C．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在減小D．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在減小【答案】D加(減)速2．帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)如果帶電粒子以初速度v0垂直于場強方向進入勻強電場中，不考慮重力時，帶電粒子在電場中將做類平拋運動，如圖所示．(1)類平拋運動的一般處理方法將粒子的運動分解為沿初速度方向的______________運動和沿電場方向的___________運動．根據(jù)_____________________的知識就可解決有關(guān)問題．勻速直線勻加速直線運動的合成與分解夯基題組2．(多選)(2017屆貴州模擬)三個α粒子在同一點沿同一方向垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場，出現(xiàn)了如圖所示的運動軌跡，由此可判斷(

)A．在b飛離電場的同時，a剛好打在負極板上B．b和c同時飛離電場C．進入電場時，c的速度最大，a的速度最小D．動能的增加值c最小，a和b一樣大【答案】ACD考點各個擊破2考點1正確理解電容器的定義式和決定式例1

(2017屆泗縣校級月考)如圖所示，為探究影響平行板電容器電容的因素的實驗裝置，要使靜電計的指針偏角變小，可采用的方法是(

)A．使兩極板靠近 B．減小兩極板的正對面積C．插入電介質(zhì) D．平行于AB板插入一塊金屬板答案：ACD練1

(2017屆銅仁校級模擬)電容式鍵盤是通過改變電容器的哪個因素來改變電容的(

)A．兩板間的距離 B．兩板間的電壓C．兩板間的電介質(zhì) D．兩板間的正對面積【答案】A考點2平行板電容器的動態(tài)分析例2

(2017屆通州模擬)在“研究平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)”的實驗中，用電容表可以直接測量出該平行板電容器的電容大?。惩瑢W(xué)在測量中，記錄了一些測量結(jié)果，參看表，表中的數(shù)據(jù)是測量出的電容大?。趯嶒炚`差的允許范圍內(nèi)，可以得到的最直接的結(jié)論是(

)A．通過①和②數(shù)據(jù)，可知極板材料不影響平行板電容器的電容B．通過①和③數(shù)據(jù)，可知極板材料和介質(zhì)材料都影響平行板電容器的電容C．通過②和③數(shù)據(jù)，可知介質(zhì)材料影響平行板電容器的電容D．通過①、②和③數(shù)據(jù)，可知極板的不同正對面積影響平行板電容器的電容解析：根據(jù)①和②數(shù)據(jù)可知，控制了介質(zhì)材料相同，雖極板材料不同，但不影響平行板電容器的電容大小，故A正確；根據(jù)①和③數(shù)據(jù)，由于沒有控制極板材質(zhì)與介質(zhì)材料，因此無法確定極板材料和介質(zhì)材料是否會影響平行板電容器的電容，故B錯誤；通過②和③數(shù)據(jù)可知，影響電容器的電容不同原因是介質(zhì)材料，雖極板材質(zhì)不同，但不會影響電容的，故C正確；同理，根據(jù)①、②和③數(shù)據(jù)，可知極板的不同正對面積，會影響平行板電容器的電容，故D正確．答案：ACD練2

(2017屆朝陽二模)目前的手機觸摸屏大多是電容式觸摸屏．電容式觸摸屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層導(dǎo)電物質(zhì)，最外層是一薄層玻璃保護層，夾層作為工作面，四個角上引出四個電極，內(nèi)層作為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境．當(dāng)手指觸摸屏幕時，人體和觸摸屏就形成了一個電容，對于高頻電流來說，電容具有“通高頻”的作用，于是手指從手的接觸點吸走一部分電荷，從而導(dǎo)致有電流分別從觸摸屏四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對這四個電流比例的精確計算，得出觸摸點的位置信息．在開機狀態(tài)下，下列說法正確的是(

)A．電容式觸摸屏感測手指觸摸點的位置是因為手指對屏幕按壓產(chǎn)生了形變B．電容式觸摸屏感測手指觸摸點的位置是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象C．當(dāng)手指觸摸屏幕時手指有微弱的電流流過D．使用絕緣筆觸摸屏幕時也能進行正常操作【答案】C【解析】電容觸摸屏只需要觸摸，由于流經(jīng)四個電極的電流與手指頭到四角的距離成比例，控制器就能確定手指的位置，無需要手指有壓力，故A錯誤；電容式觸摸屏感測手指觸摸點的位置是電容器的充放電原理；不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故B錯誤；由題意可知，手指從手的觸點吸走一部分電荷，在電荷定向移動的過程中，會有微弱電流通過，故C正確．絕緣筆與工作面不能形成一個電容器，所以不能在電容屏上進行觸控操作，故D錯誤．1．帶電粒子在電場中運動時重力的處理(1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)．(2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力．2．帶電粒子在電場中的平衡解題步驟：①選取研究對象；②進行受力分析，注意電場力的方向特點；③由平衡條件列方程求解．考點3帶電粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)分析3．帶電粒子的加速(不計重力)(1)運動狀態(tài)分析：帶電粒子沿與電場線平行的方向進入勻強電場，受到的電場力與運動方向在同一直線上，做勻加(減)速直線運動．(2)用功能觀點分析：粒子動能的變化量等于電場力做的功(電場可以是勻強或非勻強電場)．例3

(2017屆東莞期中)如圖所示，水平放置的平行板電容器，極板長L＝0.1m，兩板間距離d＝0.4cm.有一帶電微粒以一定的初速度從兩板中央平行于極板射入，若板間不加電場，由于重力作用微粒恰能落到下板中點O處；若板間加豎直方向的勻強電場，帶電微粒剛好落到下板右邊緣B點．已知微粒質(zhì)量m＝2.0×10－6kg，電量q＝1.0×10－8C，取g＝10m/s2.試求：(1)帶電微粒入射初速度的大??；(2)板間所加電場的電場強度多大？方向怎樣？【答案】CD帶電粒子在電場中的運動是一個綜合電場力、電勢能的力學(xué)問題，其研究方法與質(zhì)點動力學(xué)相同，同樣遵循運動的合成與分解、牛頓運動定律、動能定理等力學(xué)規(guī)律．處理問題的要點是注意區(qū)分不同的物理過程，弄清在不同的物理過程中物體的受力情況及運動性質(zhì)(平衡、加速或減速，是直線運動還是曲線運動)，并選用相應(yīng)的物理規(guī)律．在解決問題時，主要可以從兩條線索展開：其一，力和運動的關(guān)系．根據(jù)帶電粒子受力情況，用牛頓第二定律求出加速度，結(jié)合運動學(xué)公式確定帶電粒子的速度位移等．這條線索通常適用于在恒力作用下做勻變速運動的情況．其二，功和能的關(guān)系．根據(jù)電場力對帶電粒子做功，引起帶電粒子的能量發(fā)生變化，利用動能定理研究全過程中能的轉(zhuǎn)化，研究帶電粒子的速度變化、位移等．這條線索不但適用于勻強電場，也適用于非勻強電場．另外，對于帶電粒子的偏轉(zhuǎn)問題，用運動的合成與分解及運動規(guī)律解決往往比較簡捷，但并不是絕對的，同解決力學(xué)中的問題一樣，都可用不同的方法解決同一問題，應(yīng)根據(jù)具體情況，確定具體的解題方法．1．構(gòu)造及功能(如圖所示)(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)(加信號電壓)；XX′：使電子束水平偏轉(zhuǎn)(加掃描電壓)．(3)熒光屏．考點4示波管的原理2．原理(1)YY′作用：被電子槍加速的電子在YY′電場中做勻變速曲線運動，飛出電場后做勻速直線運動打到熒光屏上，Y′隨信號電壓同步調(diào)變化，但由于視覺暫留及熒光物質(zhì)的殘光特性看到一條豎直亮線．如何使這一豎直亮線轉(zhuǎn)化成正弦圖形呢？(加掃描電壓．)(2)XX′作用：如果只在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加電壓，亮斑就在水平方向發(fā)生偏移．加上掃描電壓，一周期內(nèi)，信號電壓也變化一周期，熒光屏將出現(xiàn)一完整的正弦圖形．例4

如圖所示，圖甲為示波管的原理圖．如果在電極YY′之間所加的電壓按圖乙所示的規(guī)律變化，在電極XX′之間所加的電壓按圖丙所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會看到的圖形是(

)解析：t＝0時，UX＝－UXm，UY＝0，故電子在－Xm處，即此時電子沿XX′方向偏離熒光屏中心的距離最遠；0～t1階段，UX<0且|UX|逐漸減小，UY>0且先增大后減小，故電子沿XX′方向做勻速運動，同時沿Y′Y方向的位移先增大后減??；t＝t1時，UX＝0，UY＝0，電子回到熒光屏的中心位置；t1～2t1階段，UX>0且逐漸增大，UY<0且|UY|先增大后減小，故電子沿X′X方向做勻速運動，同時沿YY′方向的位移先增大后減??；t＝2t1時，UX＝UXm，UY＝0，故電子運動至＋Xm處，即此時電子沿X′X方向偏離熒光屏中心的距離最遠．綜上所述，B正確．答案：B練4

(2017屆密云期中)如圖所示為一真空示波管，電子從燈絲K發(fā)出(初速度不計)，經(jīng)燈絲與A板間的加速電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場)，電子進入M、N間電場時的速度與電場方向垂直，電子經(jīng)過電場后打在熒光屏上的P點．已知M、N兩板間的電壓為U2，兩板間的距離為d，板長為L1，板右端到