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考点24 电容器和电容量

【考点知识方法解读】

1.两个彼此绝缘且又相互靠近的导体都可视为电容器。电容量是描述电容器容纳电荷本领的物理量。物理学中用电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板之间的电势差U 的比值定义为该电容器的电容量,即C=Q/U 。电容量由电容器本身的几何尺寸和介质特性决定,与电容器是否带电、带电量多少、极板间电势差大小无关。

2.动态含电容器电路的分析方法:

①确定不变量。若电容器与电源相连,电容器两极板之间的电势差U 不变;若电容器充电后与电源断开,则电容器两极板带电荷量Q 不变。

②用平行板电容器的决定式C=

4S kd

επ分析电容器的电容变化。若正对面积S 增大,电容量增大;若两极板之间的距离d 增大,

电容量减小;若插入介电常数ε较大的电介质,电容量增大。

③用电容量定义式C=Q/U 分析电容器所带电荷量变化(电势差U 不变),或电容器两极板之间的电势差变化(电荷量Q 不变)。 ④用电荷量与电场强度的关系及其相关知识分析电场强度的变化。若电容器正对面积不变,带电荷量不变,两极板之间的距离d 变化,两极板之间的电场强度不变;若两极板之间的电势差不变,若两极板之间的距离d 变化,由E=U/d 可分析两极板之间的电场强度的变化。

【最新三年高考物理精选解析】

1.(2012·新课标理综)如图,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

2.(2012·江苏物理)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容量C 和两极板间的电势差U 的变化情况是

A .C 和U 均增大

B .

C 增大,U 减小 C .C 减小,U 增大

D .C 和U 均减小 3:(2011天津理综第5题)板间距为d 的平行板板电容器所带电荷量为Q 时,两极板间电势差为U 1,板间场强为

E 1现将电容器所带电荷量变为2Q ,板间距变为d/2,其他条件不变,这时两极板间电势差U 2,板间场强为E 2,下列说法正确的是 A. U 2=U 1,E 2=E 1 B. U 2=2U 1,E 2=4E 1 C. U 2=U 1,E 2=2E 1 D. U 2=2U 1,E 2=2E 1 4.(2010·北京理综).用控制变量法,可以研究影响平行板电容器的因素(如题1图)。设两极板正对面积为S ,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。实验中,极板所带电荷量不变,若 A. 保持S 不变,增大d ,则θ 变大 B. 保持S 不变,增大d ,则θ 变小 C. 保持d 不变,增大S ,则θ 变小 D. 保持d 不变,增大S ,则θ 不变

5.(2010·重庆理综)某电容式话筒的原理示意图如题3图所示,E 为电源,R 为电阻,薄片P 和Q 为两金属基板。对着话筒说话时,P 振动而Q 可视为不动。在P 、Q 间距增大过程中,

A .P 、Q 构成的电容器的电容增大

B .P 上电荷量保持不变

C .M 点的电势比N 点的低

D .M 点的电势比N 点的高 6.(2010·安徽理综)如题6图所示,M 、N 是平行板电容器的两个极板,R 0为定值电阻,R 1、R 2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m 、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键S ,小球静止时受到悬线的拉力为F 。调节R 1、R 2,关于F 的大小判断正确的是 A .保持R 1不变,缓慢增大R 2时,F 将变大

B .保持R 1不变,缓慢增大R 2时,F 将变小

C .保持R 2不变,缓慢增大R 1时,F 将变大

D .保持R 2不变,缓慢增大R 1时,F 将变小 7. (2012·浙江理综)为了测量储罐中不导电液体的高度,将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电

容器C 置于储罐中,电容器可通过开关S 与线圈L 或电源相连,如图所示。当开关从a 拨到b 时,由L 与C 构成的回路中产生的周期T=2πLC 错误!未找到引用源。 的振荡电流。当罐中液面上升时( ) A. 电容器的电容减小

B. 电容器的电容增大

C. LC 回路的振荡频率减小

D. LC 回路的振荡频率增大

8. (2012·海南物理)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d 、U 、E 和Q 表示。下列说法正确的是

A .保持U 不变,将d 变为原来的两倍,则E 变为原来的一半

B .保持E 不变,将d 变为原来的一半,则U 变为原来的两倍

C .保持d 不变,将Q 变为原来的两倍,则U 变为原来的一半

D .保持d 不变,将Q 变为原来的一半,则

E 变为原来的一半 9.(2012·全国理综)如图,一平行板电容器的两个极板竖直放置,在两极板间有一带电小球,小球用一绝缘轻线悬挂于O 点。先给电容器缓慢充电,使两级板所带电荷量分别为﹢Q 和﹣Q ,此时悬线与竖直方向的夹角为π/6。再给电容器缓慢充电,直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3,且小球与两极板不接触。求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。

电容和电容器·知识点精解

1.电容的定义

E S

R 0 R 1 R 2

M N

(1)电容器

①作用:电容器是电气设备中常用的一种重要元件,可以用来容纳电荷。

②构成:两金属板间夹上一层绝缘物质(电介质)就是一个最简单的电容器。两个金属板就是电容器的两个电极。

③充电与放电:使电容器带电叫充电;使充电后的电容器失去电荷叫放电。

④电容器所带电量:电容器的一个极板上所带电量的绝对值。

⑤击穿电压与额定电压:加在电容器两极上的电压如果超过某一极限,电介质将被击穿从而损坏电容器,这个极限电压叫击穿电压;电容器长期工作所能承受的电压叫做额定电压,它比击穿电压要低。

(2)电容的定义:电容器所带电量与两板间电势差之比叫电容。定义式为

①单位:在国际单位制中,电容单位是法(F)。常用单位有:微法(μF)和皮法(pF)。它们的换算关系是

1F=106uF=1012pF ②物理意义:表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。

2.平行板电容器电容的决定因素

平行板电容器的电容,跟介电常量ε成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比。用公式表达为

下面表中为几种电介质的介电常量的值。

3.常用电容器:常用的电容器可分为固定电容器和可变电容器。

(1)固定电容器:固定电容器的电容是固定不变的,常用的有纸质电容器及电解电容器。

①纸质电容器:在两层锡箔或铅箔中间夹以在石蜡中浸过的纸,一起卷成圆柱体而制成的电容器(图1-49(a))。

②电解电容器:这种电容器是用铝箔作阳极,用铝箔上很薄的一层氧化膜作电介质,用浸渍过电解液的纸作阴极制成的(图

1-49(b))。由于氧化膜很薄,这种电容器的电容较大。电解电容器的极性是固定的,使用时正负极不能接错,不能接交流电。

(2)可变电容器:①特点:电容可以改变。

②构成:由两组铝片组成(图1-49(c)),固定的一组铝片叫定片,可以转动的一组铝片叫动片。使用时可以转动动片使两组铝片正对面积发生变化从而改变电容的大小。

(3)电路中常用的几种电容器的符号如图1-49(d)所示。

【例1】图1-50中平行放置的金属板A、B组成一只平行板电容器。在不断开电键K时,①使A板向上平移

拉开一些;②使A板向右平移错开一些;③往A、B间充入介电常量ε>1的电介质。试讨论电容器两板电势

差U、电量Q、板间场强E的变化情况。若断开电键K,情况又如何?

【例2】如图1-51所示,两块水平放置的平行金属板M、N,相距为d,组成一个电容为C的平行板电容器,

M板接地,M板的正中央有一小孔B。从B孔正上方h处的A点,由静止一滴一滴地滴下质量为m、电量为q

的带电油滴,油滴穿过B孔后落到N板,把全部电量传给N板,若不计空气阻力及板外电场:问:(1)第几滴油滴将在M、N板间作匀速直线运动?(2)能达到N板的液滴不会超过多少滴?

【例3】在静电复印机里,常用图1-52所示的电路来调节A、C两板间电场强度的大小,从而来控制复印件的颜色深浅。在操作时,首先对金属平板A、B组成的平行板电容器充电。该电容器的B板接地,A、B间充有介电常量为ε的电介质,充电后两板间的电势差为U。而后,断开该充电电源,将连接金属平板C和可调电源ε的开关K闭合。这样,A、C两板间的电场强度将随可调电源ε的电压变化而得以调节。已知C板与A板很近,相互平行,且各板面积相等。A、B板间距离为d1,A、C板间的距离为d2,A、C板间的空气介电常量取为1。试求:当电源ε的电压为U0时,A、C两板间某点P处的电场强度。

[例4]如图11-3所示的电路中,4个电阻的阻值均为R ,E 为直流电源,其内阻可以不计,没有标明哪一极是正极.平行板电容器两极板间的距离为d .在平行极板电容器的两个平行极板之间有一个质量为m ,电量为q 的带电小球.当电键K 闭合时,带电小球静止在两极板间的中点O 上.现把电键打开,带电小球便往平行极板电容器的某个极板运动,并与此极板碰撞,设在碰撞时没有机械能损失,但带电小球的电量发生变化.碰后小球带有与该极板相同性质的电荷,而且所带的电量恰好刚能

使它运动到平行极板电容器的另一极板.求小球与电容器某个极板碰撞后所带的电荷.

[例5]如图11-4所示,电容器C 1=6 μF ,C 2=3 μF ,电阻R 1=6 Ω,R 2=3 Ω,当电键K 断开时,A 、B 两点间的电压U AB =?当K 闭合时,电容器C 1的电量改变了多少(设电压U =18 V )?

小结:电容器是一个储存电能的元件,在直流电路中,当电容器充、放电时,电路有充电、放电电流,一旦电流达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想不漏电的情况)

的元件,电容电路可看作是断路,简化电路时可去掉它,简化后若要求电容器所带电量时,可在相应的位置补上.分析和计算含有电容器的直流电路时,关键是准确地判断并求出电容器的两端的电压,其具体方法是:

1.确定电容器和哪个电阻并联,该电阻两端电压即为电容器两端电压.

2.当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时,此电路两端电压即为电容器两端电压.

3.对于较复杂电路,需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较后才能确定电容器两端的电压. 3.如图11-7所示,E =10 V ,R 1=4 Ω,R 2=6 Ω,C =30 μF ,电池内阻可忽略.

(1)闭合开关K ,求稳定后通过R 1的电流;(2)然后将开关K 断开,求这以后通过R 1的总电量.

图11—7 图11—8 图11—9

4.如图11-8所示的电路,已知电池电动势E =90 V ,内阻r=5 Ω,R 1=10 Ω,R 2=20 Ω,板面水平放置的平行板电容器的两极板M 、N 相距d =3 cm ,在两板间的正中央有一带电液滴,其电量q =-2×10-

7 C ,其质量m =4.5×10-

5 kg ,取g =10 m/s 2,问

(1)若液滴恰好能静止平衡时,滑动变阻器R 的滑动头C 正好在正中点,那么滑动变阻器的最大阻值R m 是多大? (2)将滑动片C 迅速滑到A 端后,液滴将向哪个极板做什么运动?到达极板时的速度是多大?

5.如图11-9所示.两根相距为L 的竖直金属导轨MN 和PQ 的上端接有一个电容为C 的电容器,质量为m 的金属棒ab 可紧贴竖直导轨无摩擦滑动,且滑动中ab 始终保持水平,整个装置处于磁感应强度为B 的磁场中,不计电阻,求最后通过C 的充电电流

.

11-3

图11-4

6.图11-10所示,金属棒ab 质量m =5 g ,放在相距L =1 m 的光滑金属导轨MN 、PQ 上,磁感应强度B =0.5 T ,方向竖直向上,电容器的电容C =2μF ,电源电动势E =16 V ,导轨距地面高度h =0.8 m.当单刀双掷开关先掷向1后,再掷向2,金属棒被抛到水平距离s =6.4 cm 的地面上,问电容器两端的电压还有多大?

考点24 电容器和电容量

3【答案】:C 【解析】:由板间距为d 的平形板电容器所带电荷量为Q 时,两极板间电势差为U 1,板间场强为E 1,可知板间距为d 的平形板电容器电容量C=Q/U 1;板间场强为E 1= U 1/d 。根据平行板电容器电容量决定式,将电容器板间距变为1

2

d ,其电容量为2C 。电容器所带电荷量变为2Q ,其电势差U 2=2Q /2C= U 1,板间场强E 2= U 2/(

1

2

d )=2 U 1

/d=2 E 1

,所以选项C 正确。

5.【答案】D 【解析】电容式话筒与电源串联,电压U 保持不变。在P 、Q 间距增大过程中,根据平行板电容决定式4S

C

kd

επ=

知,d 增大,电容量C 减小,选项A 错误;又根据电容量定义式C=Q/U 得电容器所带电荷量Q 减小,选项B 错误;电容器的放电电流通过R 的方向由M 到N ,所以M 点的电势比N 点的高。选项C 错误D 正确。

7【答案】:BC 【解析】当罐中液面上升时,由平行板电容器的决定式,电容器的电容增大,选项A 错误B 正确;LC 回路的振荡周期增大,振荡频率减小,选项C 正确D 错误。

8. 9【答案】:2Q 【解析】:两级板所带电荷量分别为﹢Q 和﹣Q ,此时悬线与竖直方向的夹角为π/6,小球所受电场力F 1=mgtan(π/6)。 设电容器电容量为C ,两极板之间距离d ,则两极板之间电压U 1=Q/C ,两极板之间电场强度E 1= U 1/d ,F 1=q E 1。

电容和电容器·知识点精解例1

【解题】电键K不断开时,电容器两极板间电压U不变。小。由于Q=CU,U不变,所以Q变小;平行板电客器内部电场为身强

②两板错开意味着正对面积S变小。由C∝S可知C变小,由Q=CU,

电键K断开后,意味着电容器所带电量Q不变。

②两板错开时S变小,由C∝S可知,C变小,所以U变大,而

【例2】【分析思路】带电油滴将所带的电量传给N板,因静电感应使M板带上等量异种电荷,这就使电容器带电,M、N板间存在匀强电场。当电场力等于重力时,油滴作匀速直线运动,此时油滴从A点落到N板时重力做的功等于克服电场力做的功。油滴至N板速度为零,即为最后一滴落至N板的油滴,其余以后落下的油滴来达N板即反方向向上运动。

【解题】(1)设第n滴油滴将在两板间作匀速直线运动。

所以,当第n滴油

由平衡条件可知,此时有

滴作匀速直线运动下落时,两板间的场强

(2)设能到达N板的

液滴不会超过n′滴,即第n′滴在两板间作匀减速直线运动,到达N板时的速度刚好为零。由动能定理得mg(h+d)-qU′=0,其中U′

由以上两式联立解得

为第n′油滴运动时两板间的电压,则

【例3】【分析思路】首先对平行金属板A、B组成的电容器充电时,A板带上的电荷设为Q,则Q=C1U。开关K闭合后等效电路如图1-53所示,由于金属板B和电源负极都接地,所以它们电势均为零。设此时金属板A、B间的电势差为U1,金属板A、C间的电势差为U2,则由于电源电压为U0,所以有U1+U2=U0。可见,开关K闭合后,金属板A、B间的电势差将变小,故金属板A、B上的电荷将发生变化。孤立导体A的电荷将重新分布,设其上表面带负电荷为-Q2,下表面带正电荷为+Q1,则有Q1+(-Q2)=Q。于是金属板B 上的电荷将由-Q减少为-Q1,金属板C的电荷为+Q2。下面的任务就是用尽量多的已知量表示出Q2,则

B的电荷要减少,孤立导体A上的电荷尊重新分布,充电稳定后,孤立导

体A处于静电平衡状态,是等势体,才能列出U1+U2=U0的关系式。当然,熟练运用所学公式以及运算技巧也是解答该题的必要条件。

【解题方法】处于静电平衡状态的导体的性质、电容的定义、匀

【解题】K闭合后的等效电路如图1-53所示。设A、B板间的电容为C1,电势差为U1。A、C板间的电容为C2,电势差为U2。金属板的面积为S,则

而各板表面上的电量分别为如图所示1-53的±Q1和±Q2,

于是有

另外,A板两表面上电量的代数和应该等于K闭合前该板上所带的电量,设为Q,即

而Q又可以从K闭合前A、B板间的电势差求得:、

将式⑧代入式⑦,得

将式⑨与式⑥联立消去Q1,得

由于A 、C 两板间电场可近似认为匀强电场,所以P 点的电场强度EP 为

【例4】

由电路图可以看出,因R 4支路上无电流,电容器两极板间电压,无论K 是否闭合始终等于电阻R 3上的电压U 3,当K 闭合时,

设此两极板间电压为U ,电源的电动势为E ,由分压关系可得U =U 3=

32E ①,小球处于静止,由平衡条件得d

qU

=mg ②,当K

断开,由R 1和R 3串联可得电容两极板间电压U ′为U ′=

2

E

,③,由①③得U ′=

4

3

U ④,U ′<U 表明K 断开后小球将向下极板运动,重力对小球做正功,电场力对小球做负功,表明小球所带电荷与下极板的极性相同,由功能关系mg 2d -q 2

12='U mv 2

-0⑤,

因小球与下极板碰撞时无机械能损失,设小球碰后电量变为q ′,由功能关系得q ′U ′-mgd =0-21mv 2⑥,联立上述各式解得q ′=6

7

q

即小球与下极板碰后电荷符号未变,电量变为原来的7/6.

【例5】

解题方法与技巧:在电路中电容C 1、C 2的作用是断路,当电键K 断开时,电路中无电流,B 、C 等电势,A 、D 等电势,因此U AB =U DB =18 V ,U AB =U AC =U DB =18 V ,K 断开时,电容器C 1带电量为Q 1=C 1U AC =C 1U DC =6×10-

6×18 C =1.08×10-

4 C. 当K 闭合时,电路R 1、R 2导通,电容器C 1两端的电压即电阻R 1两端的电压,由串联的电压分配关系得:U AC =2

11R R U R +=12 V

此时电容器C 1带电量为:Q 1′=C 1U AC =7.2×10-5

C ,电容器C 1带电量的变化量为:ΔQ =Q 1-Q 1′=3.6×10

-5

C ,所以C 1带电量减少了

3.6×10-

5C

参考答案:

3.电容器稳定后相当于断路,K断开前电容器相当于和R 2并联,K 断开前,电容器相当于直接接到电源上,K 断开前后通过R 1的电量即为前后两状态下电容器带电量之差.电容器稳定后相当于断路,则:(1)I1=I总=

)

64(10

21+=+R R E A =1A

(2)断开K 前,电容器相当于和R 2并联,电压为I2R 2,储存的电量为Q 1=CI 1R 2, 断开K 稳定后,总电流为零,电容器上电压为E ,储存电量为Q 2=CE ,所以通过R 1的电量为:ΔQ =Q 2-Q 1=C (E -I 1R 2)=1.2×10-

3 C

4.滑动变阻器R 的滑动触头C 正好在AB 正中点时对液滴进行受力分析知,重力G 与电场力Eq 平衡,从而求得电容器两极电压,也就是BC 间电压,然后据闭合电路欧姆定律求得R BC ,从而求得R m .。将滑片C 迅速滑到A 端后,由闭合电路欧姆定律可求得AB 间电

压,即电容器两板间电压UAB =UMN ′=

15

9090

+×90即UMN ′=77 V 大于C 在中央时电压,对液滴分析受力知电场力大于重力,所以

向M 板运动,由动量定理便可求得速度.(1)滑片C 在AB 中央时,对带电液滴由平衡条件得mg =q d

U MN

,所以UMN =

q mgd =7

2

41021031045---???? V =67.5(V ),由题意知U MN =UBC =67.5 V ,由欧姆定律得

2

1m R R r E +

+=UBC 即2

1590m R +

2m R ?=67.5,所以R m =90 Ω。(2)滑片滑到A 时,UMN ′=m 1m R R r ER ++15909090+?V =77(V )>67.5 V 所以液滴向M 板运动,设达M 板时速度为v ,由动能定理得q ·mg U MN -'2

·2d =21

mv 2 所以v =0.2 m/s

5.经分析知最终ab 棒做匀加速下滑,设最终充电电流为I ,在Δt 内电量、速率、电动势的变化量分别为ΔQ 、Δv 和ΔE 则有I =

t Q ??=C ·t

E

??=CBL ·

t

v

??=CBLa ,由牛顿第二定律有mg -BIL =ma ,解得I =

C

L B m mgCBL 22+

6.电容器充电后电量为Q =CE .开关掷向位置2时,电容器通过ab 放电,其放电电量为ΔQ ,则通过棒中电流为I =

t

Q

?? 金属棒受安培力F =BIL =BL

t Q ??①,据动量定理F Δt =mv -0 ②,由平抛运动可知v =s/h

g

s g h 22=③,由式①、②、③得

BL

t Q ??·Δt =m sh

g

2,所以ΔQ =

h

g

BL ms 2=1.6×10

-5

C ,电容器所余电量Q ′=Q -ΔQ =CE -ΔQ =1.6×10-5 C ,所以电容器两端电

压为U′=C

Q '

=8V 。

(二)重难点阐释

二、要点精析

(一)对电容的理解

电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量.由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定,与电容器是否带电,带电量的多少、板间电势差的大小等均无关.

(二)平行板电容器电容的决定因素

平行板电容器的电容与板间距离d 成反比,与两半正对面积S 成正比,与板间介质的介电常数ε成正比,其决定式是:

d

s kd s C επε∝=

4

(三)电容器的动态分析

平行板电容器动态分析这类问题的关键在于弄清哪些是变量,哪些是不变量,在变量中哪些是自变量.哪些是因变量,同时注意理解平行板电容器演示实验现象的实质,一般分两种基本情况:一是电容器两极板的电势差U 保持不变(与电源连接);二是电容器的带电量Q 保持不变(与电源断开)

电容器和电源连接如图,改变板间距离、改变正对面积或改变板间电解质材料,都会改变其电容,从而可能引起电容器两板间电场的变化.这里一定要分清两种常见的变化:

(1)电键K 保持闭合,则电容器两端的电压恒定(等于电源电动势),这种情况下带电量,

C CU Q

∝=而d

d U E d S kd S C 14∝=∝=,επε

(2)充电后断开K ,保持电容器带电量Q 恒定,这种情况下s

E s d U d

s

C

εεε1

,,∝∝

(四)电容器与恒定电流相联系

在直流电路中,电容器的充电过程非常短暂,除充电瞬间以外,电容器都可以视为断路.应该理解的是:电容器与哪部分电路并联,电容器两端的电压就必然与哪部分电路两端电压相等. (五)带电粒子(或带电体)在电场中的平衡问题

在历年高考试题中,常常是电场知识与力学知识联系起来考查.解答这一类题目的关键还是在力学上.当带电体在电场中处于平衡状态时,只要在对物体进行受力分析时,注意分析带电体所受的电场力,再应用平衡条件即可求解. (六)带电粒子(或带电体)在电场中的加速问题

对于此类问题,首先对物体受力分析,进而分析物体的运动情况(加速或减速,是直线还是曲线运动等),常常用能量的观点求解. (1)若选用动能定理,则要分清有多少个力做功,是恒力功还是变力功,以及初态和末态的动能增量. (2)若选用能量守恒定律,则要分清有多少种形式的能在转化,哪种能量是增加的,那种能量是减少的. (七)带电粒子(或带电体)在电场中的偏转问题

如图所示,质量为m 电荷量为q 的带电粒子以平行于极板的初速度v 0射入长L 板间距离为d 的平行板电

容器间,两板间电压为U ,求射出时的侧移、偏转角和动能增量等.

解题方法:分解为两个独立的分运动:平行极板的匀速运动(运动时间由此分运动决定)t v L 0=,垂

直极板的匀加速直线运动,

221at y =

,at v y =,md

qU

a =.偏角:0

tan v v y =

θ,推论:

θtan 2

L

y =

.穿越电场过程的动能增量:ΔE K =qEy (注意,一般来说不等于qU ) ☆考点精炼

(八)带电粒子(或带电体)在电场中运动的综合问题

当带电体的重力和电场力大小可以相比时,不能再将重力忽略不计.这时研究对象经常被称为“带电微粒”、“带电尘埃”、“带电小球”等等.这时的问题实际上变成一个力学问题,只是在考虑能量守恒的时候需要考虑到电势能的变化. 电容器的充放电

1.电容器的充过程:充电过程如图所示,充电电流,电流方向为逆时针方向,电流强度由大到小,电容器所带电荷量增加,电容器两极板间电压升高,电容器中电场强度增加。当电容器充电结束后,电容器所在电路中无电流,电容器两极板间电压与充电电压相等,充电后,电容器从电源中获取的能量称为电场能。

2.放电过程如图所示:放电电流方向是从正极板流出,电流强度是由大变小,电容器上电荷量减小,电容器两极板间电压降低,电容器中电场强度减弱,电容器的电场能转化成其他形式的能。 平行板电容器的动态分析

(1)平行板电容器连接在电源两端时,由于电容器始终接在电源上,因此两板间电势差U 保持不变,电容器的d 、S 、εr 发生变化,将引起电容器的C 、Q 、U 、E 变化.由kd S C πε4r =可知C 随d 、S 、εr 变化而变化.由Q =CU =kd

S

r πε4可知Q 也随着d 、S 、εr 变化而变化.由E=U/d 知,E 随d 的变化而变化. (2)平行板电容器充电后,切断与电源的连接,电容器的带电荷量Q 保持不变,电容器的d 、S 、εr 变化,将引起C 、Q 、U 、E 的变化.由

kd

S

C πε4r =可知C 随d 、S 、εr 变化而变化.

K

U L d v

m

,q

y

v

θ θ

S

kdQ kd

S Q C Q U r r εππε44=

==

可知,U 随d 、S 、εr 变化而变化.由

S kQ k S Q Cd Q d U E r r εππε44====可知,E 随S 、εr 变化而变化.

高中物理重要知识点详细全总结(史上最全)

完整的知识网络构建,让复习备考变得轻松简单! (注意:全篇带★需要牢记!) 物 理 重 要 知 识 点 总 结 (史上最全) 高中物理知识点总结 (注意:全篇带★需要牢记!) 一、力物体的平衡

1.力是物体对物体的作用,是物体发生形变和改变物体的运动状态(即产生加速度)的原因. 力是矢量。 2.重力(1)重力是因为地球对物体的吸引而产生的. [注意]重力是因为地球的吸引而产生,但不能说重力就是地球的吸引力,重力是万有引力的一个分力. 但在地球表面附近,能够认为重力近似等于万有引力 (2)重力的大小:地球表面G=mg,离地面高h处G/=mg/,其中g/=[R/(R+h)]2g (3)重力的方向:竖直向下(不一定指向地心)。 (4)重心:物体的各部分所受重力合力的作用点,物体的重心不一定在物体上. 3.弹力(1)产生原因:因为发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的. (2)产生条件:①直接接触;②有弹性形变. (3)弹力的方向:与物体形变的方向相反,弹力的受力物体是引起形变的物体,施力物体是发生形变的物体.在点面接触的情况下,垂直于面; 在两个曲面接触(相当于点接触)的情况下,垂直于过接触点的公切面. ①绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向,且一根轻绳上的张力大小处处相等. ②轻杆既可产生压力,又可产生拉力,且方向不一定沿杆. (4)弹力的大小:一般情况下应根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解.弹簧弹力可由胡克定律来求解. ★胡克定律:在弹性限度内,弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比,即F=kx.k为弹簧的劲度系数,它只与弹簧本身因素相关,单位是N/m. 4.摩擦力 (1)产生的条件:①相互接触的物体间存有压力;③接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势(静摩擦力),这三点缺一不可. (2)摩擦力的方向:沿接触面切线方向,与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,与物体运动的方向能够相同也能够相反. (3)判断静摩擦力方向的方法: ①假设法:首先假设两物体接触面光滑,这时若两物体不发生相对运动,则说明它们原来没有相对运动趋势,也没有静摩擦力;若两物体发生相对运动,则说明它们原来有相对运动趋势,并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同.然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向. ②平衡法:根据二力平衡条件能够判断静摩擦力的方向. (4)大小:先判明是何种摩擦力,然后再根据各自的规律去分析求解. ①滑动摩擦力大小:利用公式f=μF N实行计算,其中F N是物体的正压力,不一

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高中物理知识点总结 (注意:全篇带★需要牢记!) 一、力物体的平衡 1.力是物体对物体的作用,是物体发生形变和改变物体的运动状态(即产生加速度)的原因. 力是矢量。 2.重力(1)重力是由于地球对物体的吸引而产生的. [注意]重力是由于地球的吸引而产生,但不能说重力就是地球的吸引力,重力是万有引力的一个分力. 但在地球表面附近,可以认为重力近似等于万有引力 (2)重力的大小:地球表面G=mg,离地面高h处G/=mg/,其中g/=[R/(R+h)]2g (3)重力的方向:竖直向下(不一定指向地心)。 (4)重心:物体的各部分所受重力合力的作用点,物体的重心不一定在物体上. 3.弹力(1)产生原因:由于发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的. (2)产生条件:①直接接触;②有弹性形变. (3)弹力的方向:与物体形变的方向相反,弹力的受力物体是引起形变的物体,施力物体是发生形变的物体.在点面接触的情况下,垂直于面; 在两个曲面接触(相当于点接触)的情况下,垂直于过接触点的公切面. ①绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向,且一根轻绳上的张力大小处处相等. ②轻杆既可产生压力,又可产生拉力,且方向不一定沿杆. (4)弹力的大小:一般情况下应根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解.弹簧弹力可由胡克定律来求解. ★胡克定律:在弹性限度内,弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比,即F=kx.k为弹簧的劲度系数,它只与弹簧本身因素有关,单位是N/m. 4.摩擦力 (1)产生的条件:①相互接触的物体间存在压力;③接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势(静摩擦力),这三点缺一不可. (2)摩擦力的方向:沿接触面切线方向,与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,与物体运动的方向可以相同也可以相反. (3)判断静摩擦力方向的方法: ①假设法:首先假设两物体接触面光滑,这时若两物体不发生相对运动,则说明它们原来没有相对运动趋势,也没有静摩擦力;若两物体发生相对运动,则说明它们原来有相对运动趋势,并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同.然后根据静

带电粒子在平行板电容器极板间的运动知识点.docx

高中物理学习材料 五、带电粒子在平行板电容器极板间的运动 带电粒子在平行板电容器极板间的运动主要考查的内容 主标题:带电粒子在平行板电容器极板间的运动 副标题:剖析考点规律,明确高考考查重点,为学生备考提供简洁有效的备考策略。 关键词:带电粒子、电容器 难度:3 重要程度:5 内容: 考点剖析: 带电粒子在平行板电容器极板间的运动和静止问题是高考经常考的问题,这类问题一般给出一个带电粒子(或油滴、小球等)在平行板电容器极板间的运动和静止,要求考生求有关物理量、判断某些物理量的变化情况、大小比较关系等。 在分析这类问题时应当注意: 1.平行板电容器在直流电路中是断路,它两板间的电压与它相并联的用电器(或支路)的电压相同。 2.如将电容器与电源相接、开关闭合时,改变两板距离或两板正对面积时,两板电压不变,极板的带电量发生变化。如开关断开后,再改变两极板距离或两极板正对面积时,两极带电量不变,电压将相应改变。 3.平行板电容器内是匀强电场,可由d U E 求两板间的电场强度,从而进—步讨论两极板间电荷的平衡和运动。 典型例题 例1.(2013·全国)一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d ,极板分别与电池两极相连,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方d /2处的P 点有一带电粒子,该粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回。若将下极板向上平移d /3,则从P 点开始下落的相同粒子将( ) A.打到下极板上 B.在下极板处返回

C.在距上极板处返回 D.在距上极板2d /5处返回 【解析】D.根据题述,粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器后电场力做负功。设粒子带电量为q ,电池两极之间的电压为U ,由动能定理,mg (d +d /2)-qU =0。若将下极板向上平移d /3,一定不能打在下极板上。设粒子在距上极板nd 处返回,则电场力做功为-3qnU /2,由动能定理,mg (nd +d /2)- 3qnU /2=0。解得n =2/5,即粒子将在距上极板2d /5处返回,选项D 正确。 例2.(2014·天津卷) 同步加速器在粒子物理研究中有重要的应用,其基本原理简化为如图所示的模型。M 、N 为两块中心开有小孔的平行金属板。质量为m 、电荷量为+q 的粒子A (不计重力)从M 板小孔飘入板间,初速度可视为零。每当A 进入板间,两板的电势差变为U ,粒子得到加速,当A 离开N 板时,两板的电荷量均立即变为零。两板外部存在垂直纸面向里的匀强磁场,A 在磁场作用下做半径为R 的圆周运动,R 远大于板间距离。A 经电场多次加速,动能不断增大,为使R 保持不变,磁场必须相应地变化。不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射,不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应。求: (1)A 运动第1周时磁场的磁感应强度B 1的大小; (2)在A 运动第n 周的时间内电场力做功的平均功率P n ; (3)若有一个质量也为m 、电荷量为+kq (k 为大于1的整数)的粒子B (不计重力)与A 同时从M 板小孔飘入板间,A 、B 初速度均可视为零,不计两者间的相互作用,除此之外,其他条件均不变。下图中虚线、实线分别表示A 、B 的运动轨迹。在B 的轨迹半径远大于板间距离的前提下,请指出哪个图能定性地反映A 、B 的运动轨迹,并经推导说明理由。 A B C D 【解析】(1) 1R πqU R (3)A 图,理由略 (1)设A 经电场第1次加速后速度为v 1,由动能定理得 qU =12 mv 2 1-0① A 在磁场中做匀速圆周运动,所受洛伦兹力充当向心力 qv 1B 1=21mv R ② 由①②得

高中物理知识点归纳分享

高中物理知识点归纳分享 高中物理知识点归纳分享 1.光本性学说的发展简史 (1)牛顿的微粒说:认为光是高速粒子流.它能解释光的直进现象,光的反射现象. (2)惠更斯的波动说:认为光是某种振动,以波的形式向周围传播.它能解释光的干涉和衍射现象. 2、光的干涉 光的干涉的条件是:有两个振动情况总是相同的波源,即相干波源。(相干波源的频率必须相同)。形成相干波源的.方法有两种:⑴利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光)。⑵设法将同一束光 分为两束(这样两束光都来源于同一个光源,因此频率必然相等)。 下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平 面镜形成相干光源的示意图。 2.干涉区域内产生的亮、暗纹 ⑴亮纹:屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍,即 δ=nλ(n=0,1,2,……) ⑵暗纹:屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍,即 δ=(n=0,1,2,……) 相邻亮纹(暗纹)间的距离。用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实验时,由于白光内各种色光的波长不同,干涉条 纹间距不同,所以屏的中央是白色亮纹,两边出现彩色条纹。 3.衍射----光通过很小的孔、缝或障碍物时,会在屏上出现明暗相间的条纹,且中央条纹很亮,越向边缘越暗。

⑴各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。 ⑵发生明显衍射的条件是:障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比,甚至比波长还小。(当障碍物或孔的尺寸小于0.5mm时,有明显衍射 现象。) ⑶在发生明显衍射的条件下当窄缝变窄时亮斑的范围变大条纹间距离变大,而亮度变暗。 4、光的偏振现象:通过偏振片的光波,在垂直于传播方向的平 面上,只沿着一个特定的方向振动,称为偏振光。光的偏振说明光 是横波。 5.光的电磁说 ⑴光是电磁波(麦克斯韦预言、赫兹用实验证明了正确性。) ⑵电磁波谱。波长从大到小排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。各种电磁波中,除可见光以外, 相邻两个波段间都有重叠。 各种电磁波的产生机理分别是:无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的;红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受 到激发后产生的;伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生的;γ 射线是原子核受到激发后产生的。 ⑶红外线、紫外线、X射线的主要性质及其应用举例。 种类产生主要性质应用举例 红外线一切物体都能发出热效应遥感、遥控、加热 紫外线一切高温物体能发出化学效应荧光、杀菌、合成VD2 X射线阴极射线射到固体表面穿透能力强人体透视、金属探伤 以上就是新编高中物理知识点归纳之光的波动性和微粒性的全部内容,希望能够对大家有所帮助!

电容器相关知识要点

1.滤波电容,去耦电容,旁路电容 2.电容特性 3.电容滤波电路 关于滤波电容、去耦电容、旁路电容作用(转) 2007-07-28 11:10 滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。 去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方,用来消除自激,使放大器稳定工作。 旁路电容用在有电阻连接时,接在电阻两端使交流信号顺利通过。 1.关于去耦电容蓄能作用的理解 1)去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰,干扰的进入方式是通过电磁辐射。而实际上,芯片附近的电容还有蓄能的作用,这是第二位的。你可以把总电源看作密云水库,我们大楼内的家家户户都需要供水,这时候,水不是直接来自于水库,那样距离太远了,等水过来,我们已经渴的不行了。实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个buffer的作用。如果微观来看,高频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,而器件VCC到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下,阻抗Z=i*wL+R,线路的电感影响也会非常大,会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给。而去耦电容可以弥补此不足。这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一(在vcc引脚上通常并联一个去藕电容,这样交流分量就从这个电容接地。)。 2)有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。 2.旁路电容和去耦电容的区别 去耦:去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的RF能量。去耦电容还可以为器件供局部化的DC电压源,它在减少跨板浪涌电流方面特别有用。 旁路:从组件或电缆中转移出不想要的共模RF能量。这主要是通过产生AC旁路消除无意的能量进入敏感的部分,另外还可以提供基带滤波功能(带宽受限)。 我们经常可以看到,在电源和地之间连接着去耦电容,它有三个方面的作用:一是作为本集成电路的蓄能电容;二是滤除该器件产生的高频噪声,切断其通过供电回路进行传播的通路;三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。 在电子电路中,去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用,电容所处的位置不同,称呼就不一样了。对于同一个电路来说,旁路(bypass)电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象,把前级携带的高频杂波滤除,而去耦(decoupling)电容也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。

高中物理电容器知识点与习题总结

考点24 电容器和电容量 【考点知识方法解读】 1.两个彼此绝缘且又相互靠近的导体都可视为电容器。电容量是描述电容器容纳电荷本领的物理量。物理学中用电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板之间的电势差U 的比值定义为该电容器的电容量,即C=Q/U 。电容量由电容器本身的几何尺寸和介质特性决定,与电容器是否带电、带电量多少、极板间电势差大小无关。 2.动态含电容器电路的分析方法: ①确定不变量。若电容器与电源相连,电容器两极板之间的电势差U 不变;若电容器充电后与电源断开,则电容器两极板带电荷量Q 不变。 ②用平行板电容器的决定式C=4S kd επ分析电容器的电容变化。若正对面积S 增大,电容量增大;若两极板之间的距离d 增大,电容量减小;若插入介电常数ε较大的电介质,电容量增大。 ③用电容量定义式C=Q/U 分析电容器所带电荷量变化(电势差U 不变),或电容器两极板之间的电势差变化(电荷量Q 不变)。 ④用电荷量与电场强度的关系及其相关知识分析电场强度的变化。若电容器正对面积不变,带电荷量不变,两极板之间的距离d 变化,两极板之间的电场强度不变;若两极板之间的电势差不变,若两极板之间的距离d 变化,由E=U/d 可分析两极板之间的电场强度的变化。 【最新三年高考物理精选解析】 1.(2012·新课标理综)如图,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 2.(2012·江苏物理)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容量C 和两极板间的电势差U 的变化情况是 A .C 和U 均增大 B . C 增大,U 减小 C .C 减小,U 增大 D .C 和U 均减小 3:(2011天津理综第5题)板间距为d 的平行板板电容器所带电荷量为Q 时,两极板间电势差为U 1,板间场强为E 1现将电容器所带电荷量变为2Q ,板间距变为d/2,其他条件不变,这时两极板间电势差U 2,板间场强为E 2,下列说法正确的是 A. U 2=U 1,E 2=E 1 B. U 2=2U 1,E 2=4E 1 C. U 2=U 1,E 2=2E 1 D. U 2=2U 1,E 2=2E 1 4.(2010·北京理综).用控制变量法,可以研究影响平行板电容器的因素(如题1图)。设两极板正对面积为S ,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。实验中,极板所带电荷量不变,若 A. 保持S 不变,增大d ,则θ 变大 B. 保持S 不变,增大d ,则θ 变小 C. 保持d 不变,增大S ,则θ 变小 D. 保持d 不变,增大S ,则θ 不变 5.(2010·重庆理综)某电容式话筒的原理示意图如题3图所示,E 为电源,R 为电阻,薄片P 和Q 为两金属基板。对着话筒说话时,P 振动而Q 可视为不动。在P 、Q 间距增大过程中, A .P 、Q 构成的电容器的电容增大 B .P 上电荷量保持不变 C .M 点的电势比N 点的低 D .M 点的电势比N 点的高 6.(2010·安徽理综)如题6图所示,M 、N 是平行板电容器的两个极板,R 0为定值电阻,R 1、R 2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m 、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键S ,小球静止时受到悬线的拉力为F 。调节R 1、R 2,关于F 的大小判断正确的是 A .保持R 1不变,缓慢增大R 2时,F 将变大 B .保持R 1不变,缓慢增大R 2时,F 将变小 C .保持R 2不变,缓慢增大R 1时,F 将变大 D .保持R 2不变,缓慢增大R 1时,F 将变小 7. (2012·浙江理综)为了测量储罐中不导电液体的高度,将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C 置于储罐中,电容器可通过开关S 与线圈L 或电源相连,如图所示。当开关从a 拨到b 时,由L 与C 构成的回路中产生的周期T=2πLC 的振荡电流。当罐中液面上升时( ) A. 电容器的电容减小 B. 电容器的电容增大 C. LC 回路的振荡频率减小 D. LC 回路的振荡频率增大 8. (2012·海南物理)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d 、U 、E 和Q 表示。下列说法正确的是 A .保持U 不变,将d 变为原来的两倍,则E 变为原来的一半 B .保持E 不变,将d 变为原来的一半,则U 变为原来的两倍 C .保持d 不变,将Q 变为原来的两倍,则U 变为原来的一半 D .保持d 不变,将Q 变为原来的一半,则 E 变为原来的一半 9.(2012·全国理综)如图,一平行板电容器的两个极板竖直放置,在两极板间有一带电小球,小球用一绝缘轻线悬挂于O 点。先给电容器缓慢充电,使两级板所带电荷量分别为﹢Q 和﹣Q ,此时悬线与竖直方向的夹角为π/6。再给电容器缓慢充电,直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3,且小球与两极板不接触。求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。 电容和电容器·知识点精解 1.电容的定义 E S R 0 R 1 R 2 M N

高中物理必修2知识点归纳重点

新课标高中物理必修Ⅱ知识点总结 在学习物理的过程中,希望你能养成解题的好习惯,这一点很重要。 1、看题目的时候,很容易会看着头晕转向,这是心理问题,是自己逃避的 表现。因此再看题目的过程中,要手拿笔,画出重要的解题关键点。比 如:物体的开始与结束的状态、平衡状态等等;(这是一个积累过程,习 惯了就会事半功倍,不要不要在乎纸的清洁。); 2、画图;物理解题应该是想象思维、图形结合,再到推理的过程。画图真 的是必不可少的,不能懒而省了这一步。一定要画图,而且要整洁,不 可马虎; 3、辅导书是第二个老师;你若自学辅导书的每一章节前面的是总结梳理, 认真的记忆梳理,你课都可以不听了(不骗人,前提是你真的用功了)。 自习的时候,不要直接做辅导书的题那么快,认真看前面的知识点和例 题,消化好了,绝对受益匪浅。(任何一门理科都可以这么学的) 第一模块:曲线运动、运动的合成和分解 <一> 曲线运动 1、定义:运动轨迹为曲线的运动。 2、物体做曲线运动的方向:做曲线运动的物体,速度方向始终在轨迹的切线方向上。 3、曲线运动的性质:曲线运动一定是变速运动。(选择题) 由于曲线运动速度一定是变化的,至少其方向总是不断变化的,所以,做曲线运动的物体的加速度必不为零,所受到的合外力必不为零。(选择题) 4、物体做曲线运动的条件 物体所受合外力(加速度)的方向与物体的速度方向不在一条直线上。 总之,做曲线运动的物体所受的合外力一定指向曲线的凹侧。(选择题) 5、分类 ⑴匀变速曲线运动:物体在恒力作用下所做的曲线运动,如平抛运动。 ⑵非匀变速曲线运动:物体在变力(大小变、方向变或两者均变)作用下所做的曲线运动,如圆周运动。 <二> 运动的合成与分解(小船渡河是重点) 1、运动的合成:从已知的分运动来求合运动,叫做运动的合成,包括位移、速度和加速度的合成,由于它们都是矢量,所以遵循平行四边形定则。运动合成重点是判断合运动和分运动,一般地,物体的实际运动就是合运动。(做题依据) 2、运动的分解:求一个已知运动的分运动,叫运动的分解,解题时应按实际“效果”分解,或正交分解。 3、合运动与分运动的关系: ⑴运动的等效性⑵等时性⑶独立性⑷运动的矢量性 4、运动的性质和轨迹

关于高二物理知识点汇总高二上学期物理知识点总结归纳

高二物理知识点汇总2017高二上学期物理知识点总结高二物理中所涉及到的物理知识是物理学中的最基本的知识,学好高二物 理的相关知识点尤其重要,下面是学而思的2017高二上学期物理知识点总结,希望对你有帮助。 高二上学期物理知识点 一、三种产生电荷的方式: 1、摩擦起电:(1)正点荷:用绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷;(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷;(3)实质:电子从一物体转移到另一物体; 2、接触起电:(1)实质:电荷从一物体移到另一物体;(2)两个完全相同的物体相互接触后电荷平分;(3)、电荷的中和:等量的异种电荷相互接触,电荷相合抵消而对外不显电性,这种现象叫电荷的中和; 3、感应起电:把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电;(1)电荷的基本性质:同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引;(2)实质:使导体的电荷从一部分移到另一部分;(3)感应起电时,导体离电荷近的一端带异种电荷,远端带同种电荷; 4、电荷的基本性质:能吸引轻小物体; 二、电荷守恒定律:电荷既不能被创生,亦不能被消失,它只能从一个物体转移到另一物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量不变。 三、元电荷:一个电子所带的电荷叫元电荷,用e表示。1、e=1.610-19c;2、一个质子所带电荷亦等于元电荷;3、任何带电物体所带电荷都是元电荷的整数倍; 四、库仑定律:真空中两个静止点电荷间的相互作用力,跟它们所带电荷量的乘积成正比,跟它们之间距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。电荷间的这种力叫库仑力,1、计算公式:F=kQ1Q2/r2(k=9.0109N.m2/kg2)2、库仑定律只适用于点电荷(电荷的体积可以忽略不计)3、库仑力不是万有引力; 五、电场:电场是使点电荷之间产生静电力的一种物质。1、只要有电荷存在,在电荷周围就一定存在电场;2、电场的基本性质:电场对放入其中的电荷(静止、运动)有力的作用;这种力叫电场力;3、电场、磁场、重力场都是一种物质

带电粒子在平行板电容器极板间的运动知识点.docx

高中物理学习材料 (鼎尚**整理制作) 五、带电粒子在平行板电容器极板间的运动 带电粒子在平行板电容器极板间的运动主要考查的内容 主标题:带电粒子在平行板电容器极板间的运动 副标题:剖析考点规律,明确高考考查重点,为学生备考提供简洁有效的备考策略。 关键词:带电粒子、电容器 难度:3 重要程度:5 内容: 考点剖析: 带电粒子在平行板电容器极板间的运动和静止问题是高考经常考的问题,这类问题一般给出一个带电粒子(或油滴、小球等)在平行板电容器极板间的运动和静止,要求考生求有关物理量、判断某些物理量的变化情况、大小比较关系等。 在分析这类问题时应当注意: 1.平行板电容器在直流电路中是断路,它两板间的电压与它相并联的用电器(或支路)的电压相同。 2.如将电容器与电源相接、开关闭合时,改变两板距离或两板正对面积时,两板电压不变,极板的带电量发生变化。如开关断开后,再改变两极板距离或两极板正对面积时,两极带电量不变,电压将相应改变。 3.平行板电容器内是匀强电场,可由d U E 求两板间的电场强度,从而进—步讨论两极板间电荷的平衡和运动。 典型例题 例1.(2013·全国)一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d ,极板分别与电池两极相连,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔

正上方d/2处的P点有一带电粒子,该粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回。若将下极板向上平移d/3,则从P点开始下落的相同粒子将() A.打到下极板上 B.在下极板处返回 C.在距上极板处返回 D.在距上极板2d/5处返回 【解析】D.根据题述,粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器后电场力做负功。设粒子带电量为q,电池两极之间的电压为U,由动能定理,mg(d+d/2)-qU=0。若将下极板向上平移d/3,一定不能打在下极板上。设粒子在距上极板nd处返回,则电场力做功为-3qnU/2,由动能定理,mg(nd+d/2)- 3qnU/2=0。解得n=2/5,即粒子将在距上极板2d/5处返回,选项D正确。 例2.(2014·天津卷) 同步加速器在粒子物理研究中有重要的应用,其基本原理简化为如图所示的模型。M、N为两块中心开有小孔的平行金属板。质量为m、电荷量为+q的粒子A(不计重力)从M板小孔飘入板间,初速度可视为零。每当A进入板间,两板的电势差变为U,粒子得到加速,当A离开N板时,两板的电荷量均立即变为零。两板外部存在垂直纸面向里的匀强磁场,A在磁场作用下做半径为R的圆周运动,R远大于板间距离。A经电场多次加速,动能不断增大,为使R保持不变,磁场必须相应地变化。不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射,不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应。求: (1)A运动第1周时磁场的磁感应强度B1的大小; (2)在A运动第n周的时间内电场力做功的平均功率P n; (3)若有一个质量也为m、电荷量为+kq(k为大于1的整数)的粒子B(不计重力)与A同时从M板小孔飘入板间,A、B初速度均可视为零,不计两者间的相互作用,除此之外,其他条件均不变。下图中虚线、实线分别表示A、B的运动轨迹。在B的轨迹半径远大于板间距离的前提下,请指出哪个图能定性地反映A、B的运动轨迹,并经推导说明理由。 A B C D 【解析】(1) 1 R 2mU q (2) π qU R2 nqU m (3)A 图,理由略 (1)设A经电场第1次加速后速度为v1,由动能定理得

电子电路基础知识点总结

电子电路基础知识点总结 1、纯净的单晶半导体又称本征半导体,其内部载流子自由电子空穴的数量相等的。 2、射极输出器属共集电极放大电路,由于其电压放大位数约等于1,且输出电压与输入电压同相位,故又称为电压跟随器(射极跟随 器)。 3、理想差动放大器其共模电压放大倍数为0,其共模抑制比为 4、一般情况下,在模拟电器中,晶体三极管工作在放大状态,在数字电器中晶体三极管工作在饱和、截止状态。 5、限幅电路是一种波形整形电路,因它削去波形的部位不同分为上限幅、下限幅和双向限幅电路。 6、主从JK 触发器的功能有保持、计数、置0、置 1 。 7、多级放大器的级间耦合有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。 8、带有放大环节串联稳压电路由调整电路、基准电路、取样电路和比较放大电路分组成。 9、时序逻辑电路的特点是输出状态不仅取决于当时输入状态,还与输出端的原状态有关。 10、当PN结外加反向电压时,空间电荷区将变宽。反向电流是由 少数载流子形成的

11、半导体具有热敏性、光敏性、力敏性和掺杂性等独特的导电 特性。 12、利用二极管的单向导电性,可将交流电变成脉动的直流电。 13、硅稳压管正常工作在反向击穿区。在此区内,当流过硅稳压管的电流在较大范围变化时,硅稳压管两端的电压基本不变。 14、电容滤波只适用于电压较大,电流较小的情况,对半波整流电路来说,电容滤波后,负载两端的直流电压为变压级次级电压的 1 倍,对全波整流电路而言较为 1.2 倍。 15、处于放大状态的NPN管,三个电极上的电位的分布必须符合UC>UB>UE而PNP管处于放大状态时,三个电极上的电位分布须符合 UE>UE>UC总之,使三极管起放大作用的条件是:集电结反偏,发射结正偏。 16、在P型半导体中,多数载流子是空穴,而N型半导体中,多数载流子是自由电子。 17、二极管在反向截止区的反向电流基本保持不变。 18、当环境温度升高时,二极管的反向电流将增大。 19、晶体管放大器设置合适的静态工作点,以保证放大信号时,三极管应始终工作在放大区。 20、一般来说,硅晶体二极管的死区电压大于锗管的死区电压。

高一物理知识点归纳大全

高一物理知识点归纳大全 从初中进入高中以后,就会慢慢觉得物理公式比以前更难学习了,其实学透物理公式并不是难的事情,以下是我整理的物理公式内容,希望可以给大家提供作为参考借鉴。 基本符号 Δ代表'变化的 t代表'时间等,依情况定,你应该知道' T代表'时间' a代表'加速度' v。代表'初速度' v代表'末速度' x代表'位移' k代表'进度系数' 注意,写在字母前面的数字代表几倍的量,写在字母后面的数字代表几次方. 运动学公式 v=v。+at无需x时 v2=2ax+v。2无需t时 x=v。+0.5at2无需v时 x=((v。+v)/2)t无需a时 x=vt-0.5at2无需v。时 一段时间的中间时刻速度(匀加速)=(v。+v)/2

一段时间的中间位移速度(匀加速)=根号下((v。2+v2)/2) 重力加速度的相关公式,只要把v。当成0就可以了.g一般取10 相互作用力公式 F=kx 两个弹簧串联,进度系数为两个弹簧进度系数的倒数相加的倒数 两个弹簧并联,进度系数连个弹簧进度系数的和 运动学: 匀变速直线运动 ①v=v(初速度)+at ②x=v(初速度)t+?at平方=v+v(初速度)/2×t ③v的平方-v(初速度)的平方=2ax ④x(末位置)-x(初位置)=a×t的平方 自由落体运动(初速度为0)套前面的公式,初速度为0 重力:G=mg(重力加速度)弹力:F=kx摩擦力:F=μF(正压力)引申:物体的滑动摩擦力小于等于物体的最大静摩擦 匀变速直线运动 1.平均速度V平=s/t(定义式) 2.有用推论Vt2-Vo2=2as 3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at 5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t 7.加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0} 8.实验用推论Δs=aT2{Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差} 9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;

最详细的高中物理知识点总结(最全版)

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第一章、力 一、力F:物体对物体的作用。 1、单位:牛(N) 2、力的三要素:大小、方向、作用点。 3、物体间力的作用是相互的。即作用力与反作用力,但它们不在同一物体上,不是平衡力。作用力与 反作用力是同性质的力,有同时性。 二、力的分类: 1、按按性质分:重力G、弹力N、摩擦力f 按效果分:压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力。 按研究对象分:外力、内力。 2、重力G:由于受地球吸引而产生,竖直向下。G=mg 重心的位置与物体的质量分布与形状有关。质量均匀、形状规则的物体重心在几何中心上,不一定在物体上。 弹力:由于接触形变而产生,与形变方向相反或垂直接触面。F=k×Δx 摩擦力f:阻碍相对运动的力,方向与相对运动方向相反。 滑动摩擦力:f=μN(N不是G,μ表示接触面的粗糙程度,只与材料有关,与重力、压力无关。) 相同条件下,滚动摩擦<滑动摩擦。 静摩擦力:用二力平衡来计算。 用一水平力推一静止的物体并使它匀速直线运动,推力F与摩擦力f的关系如图所示。 力的合成与分解:遵循平行四边形定则。以分力F1、F2为邻边作平行四边形,合力F的大小和方向可用这两个邻边之间的对角线表示。 |F1-F2|≤F合≤F1+F2 F合2=F12+F22+ 2F1F2cosQ 平动平衡:共点力使物体保持匀速直线运动状态或静止状态。 解题方法:先受力分析,然后根据题意建立坐标 系,将不在坐标系上的力分解。如受力在三个以 内,可用力的合成。 利用平衡力来解题。 F x合力=0 F y合力=0 注:已知一个合力的大小与方向,当一个分力的 方向确定,另一个分力与这个分力垂直是最小 值。 转动平衡:物体保持静止或匀速转动状态。 解题方法:先受力分析,然后作出对应力的力臂(最长力臂是指转轴到力的作用点的直线距离)。分析正、负力矩。 利用力矩来解题:M合力矩=FL合力矩=0 或M正力矩= M负力矩 第二章、直线运动

电子电路基础知识点总结

知识| 电子电路基础知识点总结 1、纯净的单晶半导体又称本征半导体,其内部载流子自由电子空穴的数量相等的。 2、射极输出器属共集电极放大电路,由于其电压放大位数约等于1,且输出电压与输入电压同相位,故又称为电压跟随器(射极跟随器)。 3、理想差动放大器其共模电压放大倍数为0,其共模抑制比为∞。 4、一般情况下,在模拟电器中,晶体三极管工作在放大状态,在数字电器中晶体三极管工作在饱和、截止状态。 5、限幅电路是一种波形整形电路,因它削去波形的部位不同分为上限幅、下限幅和双向限幅电路。 6、主从JK触发器的功能有保持、计数、置0、置1 。 7、多级放大器的级间耦合有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。 8、带有放大环节串联稳压电路由调整电路、基准电路、取样电路和比较放大电路分组成。 9、时序逻辑电路的特点是输出状态不仅取决于当时输入状态,还与输出端的原状态有关。 10、当PN结外加反向电压时,空间电荷区将变宽。反向电流是由少数载流子形成的。 11、半导体具有热敏性、光敏性、力敏性和掺杂性等独特的导电特性。 12、利用二极管的单向导电性,可将交流电变成脉动的直流电。 13、硅稳压管正常工作在反向击穿区。在此区内,当流过硅稳压管的电流在较大范围变化时,硅稳压管两端的电压基本不变。 14、电容滤波只适用于电压较大,电流较小的情况,对半波整流电路来说,电容滤波后,负载两端的直流电压为变压级次级电压的1倍,对全波整流电路而言较为1.2倍。15、处于放大状态的NPN管,三个电极上的电位的分布必须符合UC>UB>UE,而PNP 管处于放大状态时,三个电极上的电位分布须符合UE>UE>UC。 总之,使三极管起放大作用的条件是:集电结反偏,发射结正偏。

高中物理知识点总结大全

高考总复习知识网络一览表物理

高中物理知识点总结大全 一、质点的运动(1)------直线运动 1)匀变速直线运动 1.平均速度V平=s/t(定义式) 2.有用推论Vt2-Vo2=2as 3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at 5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t 7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则aF2) 2.互成角度力的合成: F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2 3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2| 4.力的正交分Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx) 注: (1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则; (2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立; (3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图; (4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小; (5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算. 四、动力学(运动和力) 1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止 2.牛顿第二运动定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致} 3.牛顿第三运动定律:F=-F′{负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动} 4.共点力的平衡F合=0,推广{正交分解法、三力汇交原理} 5.超重:FN>G,失重:FNr} 3.受迫振动频率特点:f=f驱动力 4.发生共振条件:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用〔见第一册P175〕 5.机械波、横波、纵波〔见第二册P2〕 6.波速v=s/t=λf=λ/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定} 7.声波的波速(在空气中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波) 8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大 9.波的干涉条件:两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同) 10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近,接收频率增大,反之,减小〔见第二册P21〕} 注: (1)物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关,取决于振动系统本身;

高中物理选修3-1电容器的电容知识点

高中物理选修3-1电容器的电容知识点 一、电容器 1.电容器:任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器,贮藏电量和能量。两个导体称为电容器的两极。 2.电容器的带电量:电容器一个极板所带电量的绝对值。 3.电容器的充电、放电. 操作:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做充电。 现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能。 操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电。 充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加,电能转化为电场能 放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能 二、电容 1.定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势U的比值,叫做电容器的电容 C=Q/U,式中Q指每一个极板带电量的绝对值

①电容是反映电容器本身容纳电荷本领大小的物理量,跟电容器是否带电无关。 常用单位有微法(μF),皮法(pF)1μF=10-6F,1pF=10-12F 2.平行板电容器的电容C:跟介电常数成正比,跟正对面积S成 正比,跟极板间的距离d成反比。 3.电容器始终接在电源上,电压不变;电容器充电后断开电源, 带电量不变。 (一)预习 学习的第一个环节是预习。有的同学不注重听课前的这一环节,会说我在初中从来就没有这个习惯。这里我们需要注意,高中物理 与初中有所不同,无论是从课程要求的程度,还是课堂的容量上, 都需要我们在上课之前对所学内容进行预习。 在每次上课前,抽出一段时间(没有时间的限制,长则20分钟,短则课前的5、6分钟,重要的是过程。)将知识预先浏览一下,一 则可以帮助我们熟悉课上所要学习的知识,做好上课的知识准备和 心理准备;二则可以使我们明确课堂的重点,找出自己理解上的难点,从而做到有的放矢地去听课,有的同学感到听课十分吃力,原因就 在于此。 (二)上课 (1)主动听课. 听课可分成三种类型:即主动型、自觉型和强制型。主动型就是能够根据老师讲课的程序主动自觉地思考,在理解基础知识的基础上,对难点和重点进行推理性的思维和接受;自觉型则是能对老师讲 课的程序进行思考,能基本接受讲解的内容和基础知识,对难点和 重点一般不能进行自觉推理思维,要在老师的指导下才能完成这一 过程;而强制型则是指在课堂学习中,思维迟缓,推理滞留,必须在 老师的不断指导启发下才能完成学习任务。如果属于强制型,那要 试着改变自己,由强制型变为自觉型;如果是自觉型,还要加强主动

高中物理电容器知识点汇总2021

高中物理电容器知识点汇总2021 学好物理还要学会分析物理过程,不能看答案很简单,就以为物理不难。其实物理的难点不在于计算过程,而在于物理分析过程。只有学会分析才能把复杂问题简单化,变抽象为具体,从而更精确的掌握物理过程。下面是为大家整理的有关高中物理电容器知识点汇总,希望对你们有帮助!高中物理电容器知识点汇总11. 电容器的组成:两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器。电容器是储存电荷(电能)的元件。2. 电容器的充放电(1)把电容器的一个极板接电池正极,另一个极板接电池负极,两个极就分别带上了等量的异种电荷,这个过程叫做充电。电容器充电时会在电路中形成随时间变化的充电电流,充电时,电流从电源正极流向电容器的正极板,从电容器的负极板流向电源的负极。(2)用一根导线把充电后的两极接通,两极上的电荷互相中和,电容器就不带电,这个过程叫做放电。电容器放电时,电流从电容器正极板流出,通过电路流向电容器的负极。(3)电容器所带的电荷量是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。3. 电容C(1)定义:电容器所带的电荷量Q(任一个极板所带电量的绝对值)与两个极板间的电势差U的比值叫做电容器的电容。高中物理电容器知识点汇总2基础知识1、静电感应:把一个不带电的导体放入电场中,导体的两端分别感应出等量正负电荷的现象。2、静电现象:静电一般由摩擦产生,当两个物体相互摩擦时,分别带上了正负电荷,它们之间就产生电势差。电荷积累到一定数值时,带电体就发生放电现象。3、静电平衡状态下的导体⑴处于静电平衡下的导体,内部合

场强处处为零。⑵处于静电平衡下的导体,表面附近任何一点的场强方向与该点的表面垂直。⑶处于静电平衡下的导体是个等势体,它的表面是个等势面。⑷静电平衡时导体内部没有电荷,电荷只分布于导体的外表面。导体表面,越尖的位置,电荷密度越大,凹陷部分几乎没有电荷。4、尖端放电导体尖端的电荷密度很大,附近电场很强,能使周围气体分子电离,与尖端电荷电性相反的离子在电场作用下奔向尖端,与尖端电荷中和,这相当于使导体尖端失去电荷,这一现象叫尖端放电。如高压线周围的“光晕”就是一种尖端放电现象,避雷针做成蒲公花形状,高压设备应尽量光滑分别是生活中利用、防止尖端放电。5、静电屏蔽处于电场中的空腔导体或金属网罩,其空腔部分的合场强处处为零,即能把外电场遮住,使内部不受外电场的影响,这就是静电屏蔽。如电学仪器的外壳常采用金属、三条高压线的上方还有两导线与地相连等都是静电屏蔽在生活中的应用。6、电容器⑴任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体都可以构成电容器。⑵把电容器的两个极板分别与电池的两极相连,两个极板就会带上等量异种电荷。这一过程叫电容器的充电。其中任意一块板所带的电荷量的绝对值叫做电容器的带电量;用导线把电容器的两板接通,两板上的电荷将发生中和,电容器不再带电,这一过程叫做放电。高中物理知识点汇总力学力力是物体间的相互作用1.力的国际单位是牛顿,用N表示;2.力的图示:用一条带箭头的有向线段表示力的大小、方向、作用点;3.力的示意图:用一个带箭头的线段表示力的方向;4.力按照性质可分为:重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力等等;

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