江蘇省高考物理大一輪復習配套課件第七章靜電場73

1、,第七章靜 電 場,第3講電容器與電容帶電粒子在電場中的運動,1. 理解電容器的基本概念，會運用定義式進行有關計算 2. 掌握電容器的兩類動態(tài)分析 3. 能利用動能定理、能量守恒定律分析解決帶電粒子的加速與偏轉問題 4. 能對帶電粒子在交變電場中的運動進行分析 5. 掌握帶電粒子在復合場中運動的分析方法,1. 電容器 (1) 組成：由兩個彼此_又相互_的導體組成 (2) 所帶電荷量：每個極板所帶電荷量的_ (3) 電容器的充電和放電 充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩極板帶上等量的_，電容器中儲存_ 放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中_轉化為其他形式的能,絕緣,靠近,絕對值

2、,異種電荷,電場能,電場能,2. 電容 (1) 定義：電容器所帶的_與電容器兩極板間的電勢差U的比值 (2) 定義式：_. (3) 物理意義：表示電容器_本領大小的物理量 3. 平行板電容器 (1) 影響因素：平行板電容器的電容與_成正比，與介質的_成正比，與_成反比 (2) 決定式：C_，k為靜電力常量,電荷量Q,容納電荷,正對面積,介電常數,兩板間的距離,動能,(2) 進入電場的方式：一個質量為m、帶電荷量為q的粒子，以初速度v0_于電場線方向進入兩平行金屬板間的勻強電場，兩板間的電勢差為U. 力的特點：粒子所受電場力大小_，且電場力的方向與初速度v0的方向垂直 運動特點：做_運動，與力學

3、中的平拋運動類似,垂直,不變,勻變速曲線, 運動規(guī)律(兩平行金屬板間距離為d，金屬板長為l)：,v0,v0t,5. 示波管 (1) 構造： _._. (2) 工作原理(如圖所示),電子槍,偏轉電極,運用電容的定義式和決定式分析電容器相關量變化的思路： 1. 確定不變量，分析是電勢差不變還是所帶電荷量不變 (1) 平行板電容器充電后繼續(xù)保持電容器兩極板與電源兩極相連接，則電容器兩端的電勢差U不變 (2) 平行板電容器充電后切斷與電源的連接，則電容器所帶的電荷量Q不變,電容器兩類動態(tài)問題的分析方法,典題演示1(2016天津卷)如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計相連，靜電計金屬外殼和電

4、容器下極板都接地，在兩極板間有一個固定在P點的點電荷，以E表示兩板間的電場強度，EP表示點電荷在P點的電勢能，表示靜電計指針的偏角若保持下極板不動，將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置，則() A. 增大，E增大 B. 增大，EP不變 C. 減小，EP增大 D. 減小，E不變,D,典題演示2(2015蘇州一模)如圖所示，一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，正極板與靜電計相連，兩板間有一個正檢驗電荷固定在P點以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場強、表示P點的電勢，W表示正檢驗電荷在P點的電勢能若正極板保持不動，將負極板緩慢向右平移一小段距離l0的過程中，下列各物理量與負極板移動距離

5、x的關系圖象中，正確的是(),C,1. 帶電粒子在電場中的運動綜合了靜電場和力學的知識，分析方法和力學的分析方法基本相同：先分析受力情況，再分析運動狀態(tài)和運動過程(平衡、加速、減速、直線還是曲線)，然后選用恰當的規(guī)律解題解決這類問題的基本方法是： (1) 采用運動和力的觀點，即牛頓第二定律和運動學知識求解 (2) 用能量轉化的觀點，即用動能定理和功能關系求解,帶電粒子在電場中的直線運動,2. 對帶電粒子進行受力分析時應注意的問題 (1) 要掌握電場力的特點電場力的大小和方向不僅跟場強的大小和方向有關，還跟帶電粒子的電性和電荷量有關在勻強電場中，同一帶電粒子所受電場力處處是恒力；在非勻強電場中，

6、同一帶電粒子在不同位置所受電場力的大小和方向都可能不同 (2) 是否考慮重力要依據情況而定 基本粒子：如電子、質子、粒子、離子等除有特殊說明或明確的暗示外，一般不考慮重力(但不能忽略質量) 帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有特殊說明或明確的暗示外，一般都不能忽略重力,(1) 求小物塊在運動過程中加速度的最大值，并指出此時加速度的方向和速度的方向 【答案】 12 m/s2加速度方向沿斜面向上，速度方向沿斜面向下 (2) 設小物塊第一次返回的最高點為D，求AD的距離l3. (3) 求小物塊在BC間運動的總路程 【答案】 1.875 m,1. 粒子的偏轉角 (1) 以初速度v0進入偏轉電場，

7、如圖所示，,帶電粒子在電場中的偏轉,典題演示4(2016南通一模)如圖所示，間距為d的平行金屬板間電壓恒定初速度為零的電子經電壓U0加速后，沿兩板間的中心線進入板間電場，電子恰好從下極板邊緣飛出，飛出時速度的偏向角為.已知電子質量為m、電荷量為e，電子重力不計求：,(1) 電子剛進入板間電場時的速度大小v0. (2) 電子通過兩極板間的過程中，電場力做的功W. 【答案】 eU0tan2 (3) 平行金屬板間的電場強度大小E.,典題演示5(2015安徽卷)在xOy平面內，有沿y軸負方向的勻強電場，場強大小為E(圖中未畫出)，由A點斜射出一質量為m，帶電荷量為q的粒子，B和C是粒子運動軌跡上的兩點

8、，如圖所示，其中l(wèi)0為常數粒子所受重力忽略不計，求：,(1) 粒子從A到C過程中電場力對它做的功 【答案】 3qEl0 (2) 粒子從A到C過程所經歷的時間 (3) 粒子經過C點時的速率,1. 帶電粒子在電場中的運動是一個綜合靜電力、電勢能等電學知識的力學問題，研究方法與質點動力學相同，它同樣遵守運動的合成與分解、牛頓運動定律、動能定理等力學規(guī)律處理問題的要點：注意區(qū)分不同的物理過程，弄清物體的受力情況及運動性質，并選用相應的物理規(guī)律,帶電粒子在復合場中的運動,2. 兩種常用的處理方法 (1) 運動的合成與分解：處理這種運動的基本思想與處理偏轉運動是類似的，可以將此復雜的運動分解為兩個互相正交

9、的比較簡單的直線運動，而這兩個直線運動的規(guī)律我們是可以掌握的，然后再按運動合成的觀點去求解復雜運動的有關物理量,AB,微模型7 帶電粒子在交變電場中的運動 帶電粒子在交變電場中運動的情況比較復雜，由于不同時段受力情況不同、運動情況也就不同，若按常規(guī)的分析方法，一般都較繁瑣，較好的分析方法就是利用帶電粒子的速度圖象來分析在畫速度圖象時，要注意以下幾點：,1. 帶電粒子進入電場的時刻 2. 速度圖象的斜率表示加速度，因此加速度相同的運動一定是平行的直線 3. 圖線與坐標軸的圍成的面積表示位移，且在橫軸上方所圍成的面積為正，在橫軸下方所圍成的面積為負 4. 注意對稱和周期性變化關系的應用 5. 圖線

10、與橫軸有交點，表示此時速度反向，對運動很復雜、不容易畫出速度圖象的問題，還應逐段分析求解,(1) 當粒子的位移為多大時，速度第一次達到最大，最大值是多少？ 【答案】 0.04 m2.4105 m/s (2) 粒子運動過程中，將與某一極板相碰撞，求粒子碰撞極板時速度大小 【答案】 2.1105 m/s,【解析】粒子在電場中的運動情況比較復雜，可借助于v-t圖象分析運動的過程，如圖所示為一個周期的v-t圖象，以后粒子將重復這種運動,針對訓練如圖甲所示，A、B是一對平行放置的金屬板，中心各有一個小孔P、Q、PQ連線垂直金屬板，兩板間距為d.現從P點處連續(xù)不斷地有質量為m 、帶電荷量為q的帶電粒子(重力不計)，沿PQ方向放出，粒子的初速度可忽略不計在t0時刻開始在A、B間加上如圖乙所示的交變電壓(A板電勢高于B板電勢時，電壓為正)，其電壓大小為U、周期為T.帶電粒子在A、B間運動過程中，粒子間相互作用力可忽略不計,1. (2016鹽城三模)如圖所示，用導線將靜電計與已經充電的平行板電容器極板連接，保持B極板位置不動，向右沿水平方向移動A極板下列說法中正確的是() A. 電容器電容減小 B. 兩極板間電壓不變