2016届高考物理一轮复习：6-3《电容器与电容、带电粒子在电场中的运动》课件.ppt

,考点一平行板电容器的动态分析,考点二带电粒子在匀强电场中的直线运动问题,考点三带电粒子在电场中的偏转问题,考点,高三物理一轮复习,第3节电容器与电容 带电粒子在电场中的运动,第六章静电场,电容器的电容的大小与其本身因素有关，与带电量的多少、两极板电压的大小无关，A、B、C错误，D正确,解析,答案,基础自测,D,2.(电容器的动态分析)(多选)如图所示为一平行板电容器，两板之间的距离d和两板正对面积S都可以调节，电容器两板与电池相连接Q表示电容器的带电荷量，E表示两板间的电场强度则()A当d增大，S不变时，Q减小，E减小B当S增大，d不变时，Q增大，E增大C当d减小，S增大时，Q增大，E增大D当S减小，d增大时，Q不变，E增大,基础自测,解析,答案,图片显/隐,AC,3.(带电粒子在电场中的加速问题)两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如右图所示，OAh，此电子具有的初动能是(),基础自测,解析,答案,图片显/隐,D,4.(带电粒子在电场中的偏转问题)如图所示，有一带电粒子贴着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正中间飞出；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，则两次偏转电压之比为()AU1U218 BU1U214CU1U212 DU1U211,基础自测,解析,答案,A,图片显/隐,一、电容器、电容1电容器(1)组成：由两个彼此_又相互_的导体组成(2)带电量：一个极板所带电量的_(3)电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的_，电容器中储存_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,教材梳理,绝缘,靠近,绝对值,异种电荷,电场能,电场能,2电容(1)定义式：_(2)单位：法拉(F)，1 F_ F1012 pF3平行板电容器的电容(1)影响因素：平行板电容器的电容与_成正比，与介质的_成正比，与两极板间_成反比保持两极板与电源相连，则电容器两极板间_不变充电后断开电源，则电容器所带的_不变,教材梳理,106,正对面积,介电常数,距离,电压,电荷量,二、带电粒子在电场中的运动1带电粒子在电场中的加速(1)处理方法：利用动能定理：qU_(2)适用范围：_2带电粒子在电场中的偏转带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后，做类平拋运动，轨迹为拋物线垂直于场强方向做_运动：vxv0，xv0t.平行于场强方向做初速度为零的_运动：,教材梳理,任何电场,匀速直线,匀加速直线,教材梳理,三、示波管1示波管装置示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空如图所示,教材梳理,2工作原理示波器是可以用来观察电信号随时间变化情况的一种电子仪器如果在偏转电极XX上加横向扫描电压同时加在偏转电极YY上所要研究的信号电压，电子束随信号电压的变化在纵向做竖直方向的扫描，其周期与偏转电极XX的扫描电压的周期相同，在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线,教材梳理,1分析比较的思路：(1)先确定是Q还是U不变：电容器保持与电源连接，U不变；电容器充电后与电源断开，Q不变,考点一平行板电容器的动态分析,考点阐释,2平行板电容器动态分析的两类题型：,考点阐释,考点一平行板电容器的动态分析,AU2U1，E2E1BU22U1，E24E1CU2U1，E22E1 DU22U1，E22E1,题组设计,解析,答案,考点一平行板电容器的动态分析,C,2.(多选)如右图所示的电路，闭合开关，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态为了使液滴竖直向上运动，下列操作可行的是()A断开开关，将两板间的距离拉大一些B断开开关，将两板水平地向相反方向移开一些C保持开关闭合，将两板间的距离减小一些D保持开关闭合，以两板各自的左侧板沿为轴，同时向上(即逆时针方向)转过一个小角度,题组设计,解析,答案,图片显/隐,考点一平行板电容器的动态分析,BC,解电容器问题的常用技巧(1)在电荷量保持不变的情况下，电场强度与板间的距离无关(3)涉及平行板间带电物体的受力及运动问题分析的核心是分析平行板间电场强度的变化,规律总结,考点一平行板电容器的动态分析,1带电粒子在电场中运动时重力的处理(1)基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等，除有说明或明确的暗示以外，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，一般都不能忽略重力,考点二带电粒子在匀强电场中的直线运动问题,考点阐释,2带电体在匀强电场中的直线运动问题的分析方法,考点阐释,考点二带电粒子在匀强电场中的直线运动问题,1(多选)如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子()A所受重力与电场力平衡B电势能逐渐增加C动能逐渐增加 D做匀变速直线运动,直线运动的条件是垂直于速度方向上受力平衡，本题中是重力和电场力的一个分力平衡对带电粒子受力分析如图所示，F合0，故A错误由图可知电场力与重力的合力应与v0反向，F合对粒子做负功，其中mg不做功，qE做负功，故粒子动能减少，电势能增加，B正确、C错误F合恒定，且F合与v0方向相反，粒子做匀减速运动，D正确,题组设计,解析,答案,图片显/隐,考点二带电粒子在匀强电场中的直线运动问题,BD,2.(2014·高考安徽卷)如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔质量为m、电荷量为q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)求：(1)小球到达小孔处的速度；(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间,题组设计,考点二带电粒子在匀强电场中的直线运动问题,题组设计,解析,答案,考点二带电粒子在匀强电场中的直线运动问题,解决带电粒子在电场中的直线运动问题的两种思路(1)根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的运动情况此方法只适用于匀强电场(2)根据电场力对带电粒子所做的功等于带电粒子动能的变化求解此方法既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场,规律总结,考点二带电粒子在匀强电场中的直线运动问题,1带电粒子在匀强电场中的偏转(1)研究情况：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场(2)运动形式：类平抛运动(3)处理方法：应用运动的合成与分解,考点三带电粒子在电场中的偏转问题,考点阐释,2两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的,考点阐释,考点三带电粒子在电场中的偏转问题,题组一仅在偏转电场中运动的问题1.(多选)三个电子从同一地点同时沿同一方向垂直进入偏转电场，出现如图所示的轨迹，则可以判断( )A它们在电场中运动时间相同BA、B在电场中运动时间相同，C先飞离电场CC进入电场时的速度最大，A最小D电场力对C做功最小,题组设计,解析,答案,图片显/隐,考点三带电粒子在电场中的偏转问题,BCD,2.(2015·武汉模拟)如图所示，矩形区域ABCD内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子a和b以相同的水平速度射入电场，粒子a由顶点A射入，从BC的中点P射出，粒子b由AB的中点O射入，从顶点C射出若不计重力，则a和b的比荷之比是()A12B21C18 D81,题组设计,解析,答案,图片显/隐,考点三带电粒子在电场中的偏转问题,D,题组二加速偏转的综合问题3.(2015·杭州模拟)如图所示为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？电子动能多大？,题组设计,解析,图片显/隐,考点三带电粒子在电场中的偏转问题,题组设计,解析,答案,考点三带电粒子在电场中的偏转问题,分析带电粒子在匀强电场中的偏转问题的关键(1)条件分析：不计重力，且带电粒子的初速度v0与电场方向垂直，则带电粒子将在电场中只受电场力作用做类平抛运动(2)运动分析：一般用分解的思想来处理，即将带电粒子的运动分解为沿电场力方向上的匀加速直线运动和垂直电场力方向上的匀速直线运动(3)时间分析,规律总结,考点三带电粒子在电场中的偏转问题,规律总结,考点三带电粒子在电场中的偏转问题,1平行板电容器分析的“三公式”、“两类型”,名师·微点拨,2关于带电粒子在电场中运动的三点注意：(1)静止的带电粒子在匀强电场中只受电场力作用将做匀加速直线运动(2)当初速度与电场线(直线)共线且只受电场力作用时，做变速直线运动(3)当初速度与电场线垂直且只受电场力作用时，做类平抛运动，处理方法是运动的合成与分解,3处理偏转问题的“两技巧”(1)确定最终偏移距离,(2)确定偏转后的动能(或速度),“等效法”解决带电体在复合场中运动问题【方法概述】(1)等效思维方法就是将一个复杂的物理问题，等效为一个熟知的物理模型或问题的方法例如我们学习过的等效电阻、分力与合力、合运动与分运动等都体现了等效思维方法常见的等效法有“分解”、“合成”、“等效类比”、“等效替换”、“等效变换”、“等效简化”等，从而化繁为简，化难为易(2)带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题是高中物理教学中一类重要而典型的题型对于这类问题，若采用常规方法求解，过程复杂，运算量大若采用“等效法”求解，则能避开复杂的运算，过程比较简捷,思想方法,【方法应用】(1)求出重力与电场力的合力，将这个合力视为一个“等效重力”(3)将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解,思想方法,思维建模,点击图片免费观看视频微课.,思想方法,【典例1】在水平向右的匀强电场中，有一质量为m、带正电的小球，用长为l的绝缘细线悬挂于O点，当小球静止时，细线与竖直方向夹角为，小球位于B点，A点与B点关于O点对称，如图所示，现给小球一个垂直于悬线的初速度，小球恰能在竖直平面内做圆周运动，试问：(1)小球在做圆周运动的过程中，在哪一位置速度最小？速度最小值多大？(2)小球在B点的初速度多大？,思想方法,解析,图片显/隐,思想方法,解析,答案,带电粒子在交变电场中运动问题【方法概述】带电粒子在交变电场中的运动，通常只讨论电压的大小不变、方向做周期性变化(如方波)且不计粒子重力的情形在两个相互平行的金属板间加交变电压时，在两板中间便可获得交变电场此类电场从空间看是匀强的，即同一时刻，电场中各个位置处电场强度的大小、方向都相同；从时间看是变化的，即电场强度的大小、方向都随时间而变化,思想方法,【方法应用】(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、位移等，并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,思想方法,(1)粒子通过电场区域的时间；(2)粒子离开电场时的位置坐标；(3)粒子通过电场区域后沿x轴方向的速度大小,思想方法,图片显/隐,思维建模,解析,答案,(1)4×103 s(2)(2×105 m，2 m)(3)4×103 m/s,思想方法,课时训练 规范解答,点击进入word.,