第06章 第03講 電容器與電容 帶電離子在電場中的運動

第3講電容器與電容帶電粒子在電場中的運動考綱點擊：1.常見的電容器(Ⅰ)2.電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系(Ⅰ)3.帶電粒子在勻強電場中的運動(Ⅱ)4.示波管(Ⅰ)主干回顧·夯基礎(chǔ)一、電容器1．常見電容器(1)組成：由兩個彼此______又相互______的導體組成．(2)帶電荷量：一個極板所帶電荷量的____________．(3)電容器的充、放電充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩板帶上等量的____________，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(zhuǎn)化為其他形式的能．絕緣靠近絕對值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(lǐng)大小的物理量．(4)單位：法拉(F)1F＝_________μF＝1012pF電荷量Q容納電荷106正對面積介電常數(shù)兩板間的距離動能qUqU2．帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)(1)條件分析：帶電粒子垂直于電場線方向進入勻強電場．(2)運動性質(zhì)：_______________運動．(3)處理方法：分解成相互______的兩個方向上的___________，類似于___________．勻變速曲線垂直直線運動平拋運動勻速直線勻加速直線請判斷下列說法的正誤1．電容器的電容表示其儲存電荷的能力．()2．電容器的電容與它所帶的電荷量成正比．()3．放電后的電容器電量為零，電容也為零．()4．帶電粒子在勻強電場中只能做類平拋運動．()5．帶電粒子在電場中可以做勻速圓周運動．()6．示波管屏幕上的亮線是由電子束高速撞擊熒光屏而產(chǎn)生的．()7．帶電粒子在電場中運動時重力必須忽略不計．()【答案】1．√2.×3.×4.×5.√6.√7.×核心探究·研考點平行板電容器的動態(tài)分析3．電容器兩類問題的比較分類充電后與電池兩極相連充電后與電池兩極斷開不變量UQd變大C變小→Q變小、E變小C變小→U變大、E不變S變大C變大→Q變大、E不變C變大→U變小、E變小εr變大C變大→Q變大、E不變C變大→U變小、E變小[解題探究]

(1)平行板電容器的電容可用哪兩個公式表示？(2)平行板電容器兩板間的場強和電勢差的關(guān)系式為________．【跟蹤訓練】1.(2012·江蘇高考)一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對面積、間距和電荷量不變，在兩極板間插入一電介質(zhì)，其電容C和兩極板間的電勢差U的變化情況是()A．C和U均增大 B．C增大，U減小C．C減小，U增大 D．C和U均減小帶電粒子(帶電體)在電場中的直線運動第一步：抓關(guān)鍵點第二步：找突破口粒子下落過程中，重力和電場力做功．由動能定理可確定粒子下落高度．【跟蹤訓練】2.(2012·新課標全國高考)(多選)如圖所示，平行板電容器的兩個極板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相連．若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器，則在此過程中，該粒子()A．所受重力與電場力平衡 B．電勢能逐漸增加C．動能逐漸增加 D．做勻變速直線運動解析：選BD對帶電粒子受力分析如圖所示，F(xiàn)合≠0，故A錯誤．由圖可知電場力與重力的合力應(yīng)與v0反向，F(xiàn)合對粒子做負功，其中mg不做功，Eq做負功，故粒子動能減少，電勢能增加，B正確，C錯誤．F合恒定，且F合與v0方向相反，粒子做勻減速運動，D正確．求解電偏轉(zhuǎn)問題的兩種思路以示波管模型為例，帶電粒子經(jīng)加速電場U1加速，再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場U2偏轉(zhuǎn)后，需再經(jīng)歷一段勻速直線運動才會打到熒光屏上而顯示亮點P，如圖所示．帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)問題2．確定粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后的動能(或速度)的兩種方法方法1：

(2014·南昌模擬)如圖所示，真空中水平放置的兩個相同極板Y和Y′長為L，相距d，足夠大的豎直屏與兩板右側(cè)相距b.在兩板間加上可調(diào)偏轉(zhuǎn)電壓UYY′，一束質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的粒子(不計重力)從兩板左側(cè)中點A以初速度v0沿水平方向射入電場且能穿出．(1)證明粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心O點；(2)求兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓UYY′的范圍；(3)求粒子可能到達屏上區(qū)域的長度．[解題探究](1)帶電粒子在兩極板之間的電場中做__________________________________________________．(2)當兩極板間所加的電壓最大時，帶電粒子恰好從__________________________________________________．(3)帶電粒子到達屏上區(qū)域邊緣對應(yīng)極板間所加的電壓__________________________________________________．提示：(1)類平拋運動(2)極板的右邊緣飛出(3)最大【跟蹤訓練】3.如圖所示為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出(初速度可忽略不計)，經(jīng)燈絲與A板間的電壓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)過偏轉(zhuǎn)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L，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計電子受到的重力及它們之間的相互作用力．(1)求電子穿過A板時速度的大??；(2)求電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的偏移量；(3)若要使電子打在熒光屏上P點的上方，可采取哪些措施？學科素能·重培養(yǎng)審題答題規(guī)范系列(六)力電綜合問題的求解技巧第一步：審題干，抓關(guān)鍵