2018版高考物理一轮复习第6章静电场第3讲电容器带电粒子在电场中的运动课件新人教版选修3_1(稍微压字)

第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动

一、单项选择题

1．如图K6­3­1所示，一价氢离子(11H)和二价氦离子(42He)的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们(

)

图K6­3­1

A．同时到达屏上同一点

B．先后到达屏上同一点

C．同时到达屏上不同点

D．先后到达屏上不同点

2．如图K6­3­2所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则(

)

图K6­3­2

A．带电油滴将沿竖直方向向上运动

B．P点的电势将降低

C．带电油滴的电势能将减小

D．电容器的电容减小，而极板带电荷量将增大

3．如图K6­3­3所示，一个初动能为Ek的带电粒子，以速度v沿垂直电场强度方向飞入两块平行金属板间(带等量异号电荷且正对放置)，飞出时粒子动能为2Ek.如果这个带电粒子的初速度增加到原来的2倍，仍从原位置沿原方向射入，不计重力，那么该粒子飞出两平行金属板间时的动能为( )

A．4Ek B．4.25Ek C．6Ek D．9.5Ek

图K6­3­3 图K6­3­4

4．如图K6­3­4所示，从炽热的金属丝飘出的电子(速度可视为零)，经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场．电子的重力不计．在满足电子能射出偏转电场的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是( )

A．仅将偏转电场极性对调

B．仅增大偏转电极板间的距离

C．仅增大偏转电极板间的电压

D．仅减小偏转电极板间的电压

5．如图K6­3­5所示，不带电的金属球A固定在绝缘底座上，它的正上方有B点，该处有带电液滴不断地自静止开始落下，液滴到达A球后将电荷量全部传给A球，设前一液滴到达A球后，后一液滴才开始下落，不计B点未下落带电液滴对下落液滴的影响，则下列叙述 2 中正确的是(

1 第3节 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动

知识点1 电容器、电容、平行板电容器

1．电容器

(1)带电量：一个极板所带电荷量的绝对值．

(2)电容器的充、放电

①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异种电荷，电容器中储存电场能．

②放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能．

2．电容

(1)意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量．

(2)定义式：C＝QU＝ΔQΔU.

(3)单位：法拉(F)，1 F＝106μF＝1012pF.

3．平行板电容器

(1)影响因素：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与电介质的相对介电常数成正比，与两极板间的距离成反比．

(2)决定式：C＝εrS4πkd，k为静电力常量．

知识点2 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＝12mv2－12mv20.

(2)适用范围：任何电场．

2．带电粒子在匀强电场中的偏转

(1)研究条件：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场．

(2)处理方法：类似于平抛运动，应用运动的合成与分解的方法．

①沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间t＝lv0.

②沿电场方向，做初速度为零的匀加速直线运动． 2  加速度：a＝Fm＝Eqm＝Uqmd运动时间： a.恰能飞出平行板电容器：t＝lv0b.打在平行极板上：y＝12at2＝12·qUmdt2， t＝2mdyqU离开电场时的偏移量：y＝12at2＝qUl22mv20d离开电场时的偏转角：tan θ＝vyv0＝qUlmv20d

知识点3 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6­3­1所示．

图6­3­1

2．工作原理

(1)如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压，则电子枪射出的电子束沿直线运动，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑．

教育配套资料K12

教育配套资料K12 第3节 电粒子在电场中的运动

(1)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。(×)

(2)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比。(×)

(3)放电后的电容器电荷量为零，电容也为零。(×)

(4)带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动。(×)

(5)带电粒子在电场中，只受电场力时，也可以做匀速圆周运动。(√)

(6)示波管屏幕上的亮线是由于电子束高速撞击荧光屏而产生的。(√)

(7)带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计。(×)

突破点(一) 平行板电容器的动态分析

1．平行板电容器动态变化的两种情况

(1)电容器始终与电源相连时，两极板间的电势差U保持不变。

(2)充电后与电源断开时，电容器所带的电荷量Q保持不变。

2．平行板电容器动态问题的分析思路 教育配套资料K12

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3．平行板电容器问题的一个常用结论

电容器充电后断开电源，在电容器所带电荷量保持不变的情况下，电场强度与极板间的距离无关。

[多角练通]

1．(2016·全国乙卷)一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器( )

A．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大

B．极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大

C．极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变

D．极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变

解析：选D 平行板电容器电容的表达式为C＝εS4πkd，将极板间的云母介质移出后，导致电容器的电容C变小。由于极板间电压不变，据Q＝CU知，极板上的电荷量变小。再考虑到极板间电场强度E＝Ud，由于U、d不变，所以极板间电场强度不变，选项D正确。

2．(2016·天津高考)如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则( )

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第3讲 电容 带电粒子在电场中的运动

1.如图6－3－14所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B极板时速度为v，保持两板间电压不变，则( )

图6－3－14

A．当增大两板间距离时，v也增大

B．当减小两板间距离时，v增大

C．当改变两板间距离时，v不变

D．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大

解析：电子从静止开始运动，根据动能定理，从A运动到B动能的变化量等于电场力做的功．因为保持两个极板间的电势差不变，所以末速度不变，平均速度不变，而位移如果增加的话，时间变长．

答案：CD

2.平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电小球悬挂在电容器内部．闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如图6－3－15所示，则(

)

图6－3－15

A．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ增大

B．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ不变

C．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大

D．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变

解析：悬线偏离竖直方向的夹角θ的大小由带电小球受的电场力和重力两因素决定．因重力不变，故电场力增大时θ就增大．在保持开关S闭合，即保持电容器两极板间电压U不变．由于A、B板靠近，d变小，极板间电场强度E＝Ud就增大，因而带电小球受电场力F＝qE＝qUd增大，则θ增大；若断开开关S，即表明电容器极板上的电荷量Q不变．当A、B板靠近后，电容器的电容C＝εrS4πkd将增大，根据U＝QC，电容器两板间电压U减小．电容器两板间的场强E＝Ud有无变化呢？把上述各关系代入，得E＝Ud＝QCd＝4πkQεrS.由此可知场强不变，带电小球受电场力不变，则θ不变． 你的首选资源互助社区