高考物理总复习课件人教版高中物理选修三《电容器与带电粒子在电场中的运动》专题讲解ppt课件

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1、第三单元　电容器与带电粒子在电场中的运动1．电容器(1)组成：两个彼此且又的导体．(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的．绝缘相互靠近绝对值(3)充、放电①充电：把电容器接在电源上后，电容器两个极板分别带上等量的电荷的过程．充电后，两极板间有存在，电容器储存．②放电：用导线将充电后的电容器的两极板接通，极板上电荷的过程．放电后的两极板间不再有电场，电场能转化为的能量．异种电场电荷中和其他形式2．电容(1)定义：电容器所带的与电容器两极板间的的比值．(2)意义：表示电容器容纳电荷的物理量．(3)定义式：C＝.(4)单位：1法拉(F)＝微法(μF)＝皮法(pF)．电荷量电势差本领10610121

2、．运动状态的分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，粒子的重力不计时，受到的电场力与运动方向在同一直线上，粒子做运动．2．用功能观点分析：粒子的重力不计时粒子动能的变化量等于做的功．匀加速(或匀减速)直线电场力1．运动性质不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到与初速度方向垂直的电场力作用而做运动．2．分析方法(1)处理方法：类平抛运动可分解为沿初速度方向的运动和垂直初速度方向的初速度为零的运动．曲线匀速直线匀加速(2)有关物理量：如图1所示，一质量为m、电荷量为q的粒子以初速度v0沿中轴线射入．在垂直场强方向做匀速运动：vx＝v0，图13．示波器构造：示波

3、器的核心部件是示波管，它由电子枪、、荧光屏组成．工作原理：如图2所示，电子先由加速电压U1加速，再经偏转电压U2偏转．偏转电极图21．电容器的充电和放电①充电：使电容器两极板带上等量电荷的过程．电流从电源的正极流向电容器的正极板，从电容器负极板流向电源负极．特点：电流由大到小；电荷量增加；两板间电压升高；电容器间电场强度增大；电场能逐渐增大．②放电：带电的电容器失去电荷的过程．电流从电容器的正极板通过电路流向负极板．特点：电流由大变小；电荷量减少；两极间电压变小；电容器中的电场强度减弱；电场能逐渐减少．特别提醒：电容器在充、放电过程，连接两极板的外电路中有电流，而两极板间无电荷移动；充、放

4、电结束时，连接两极板的外电路中无电流．电容反映了电容器容纳电荷的本领，但电容大，实际所带电荷量并不一定大．3．动态分析如下表分析电容器结构变化引起的动态问题时要弄清三点：①电容器两极板是否与电源相连接？②哪个极板接地？③C值通过什么途径改变：若电容器充电后脱离电源，则隐含“Q不变”；若电容器始终接在电源上，则隐含“U不变”；若带正电极板接地，则该极板电势为0，电场中任一点的电势均小于零；若带负电极板接地，则该极板电势为0，电场中任一点的电势均大于零．还可根据E电＝qφA求电荷在某点A的电势能．1．带电粒子在电场中的匀速直线运动这类问题实际上含有电场力的物体的平衡问题，求解时要注意电场力的特

5、点，求解步骤为：选取研究对象，受力分析并画出受力图，再由平衡条件列出具体方程求未知量．2．带电粒子做直线运动时，垂直于运动方向上所受合力为零；在运动方向上所受合力可以为零(匀速时)，也可以不为零(变速时)．可用牛顿定律或能量观点求解．1．研究对象(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外，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．2．带电粒子的加速及处理方法(1)运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做匀加速直线运动．3．对

6、偏转问题中的概念理解及处理方法(1)偏转角：粒子飞出电场时，速度方向相对于初速度方向转过的角度，如图3中的θ角．图3由上式可知，粒子的偏转角和偏转距离与粒子的q、m无关，仅决定于加速电场和偏转电场．即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转角度和偏转距离总是相同的．由上式可知，粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的l/2处沿直线射出．注意：以上结论均适用于带电粒子能从电场中穿出情况．如果带电粒子没有从电场中穿出，此时v0t不再等于板长L，应根据情况进行分析．(1)偏转距离是沿场强方向的距离而不是初末位置间的距离．(2)偏转角是两速度方向的夹角，而不是位移

7、和速度的夹角．(3)带电粒子能飞出电场时，其飞行时间由沿初速度方向的匀速直线运动决定；不能飞出电场时，其飞行时间由沿电场方向的匀变速直线运动来决定．1．若仅有电场力做功，则带电粒子的动能和电势能之和不变．2．若仅有重力和电场力做功，则带电粒子的电势能和机械能之和不变，应用时要分清条件．【例1】(2009年福建卷)如图4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