电容器和电容-带电粒子在电场中的运动

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1、WORD格式可下载带电粒子在电场中的运动考纲解读1.理解电容器的基本概念,掌握好电容器的两类动态分析.2.能运用运动的合成与分解解决带电粒子的偏转问题.3.用动力学方法解决带电粒子在电场中的直线运动问题.1.[对电容器和电容的理解]关于电容器及其电容的叙述,正确的是(  )A.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电容器,跟这两个导体是否带电无关B.电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和C.电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D.一个电容器的电荷量增加ΔQ=1.0×10-6C时,两板间电压升高10V,则

2、电容器的电容无法确定答案 A2.[带电粒子在板间的加速问题]如图1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(  )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增大图1C.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答案 CD解析 电子从静止开始运动,根据动能定理,从A板运动到B板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,而位移(两板间距离)如果增加的话,电子在两板间运动的时间变长,故C、D正确

3、.3.[带电粒子在板间的偏转问题]如图2所示,静止的电子在加速电压为U1的电场作用下从O经P板的小孔射出,又垂直进入平行金属板间的电场,在偏转电压为U2的电场作用下偏转一段距离.现使U1加倍,要想使电子的运动轨迹不发生变化,应该(  )图2A.使U2加倍B.使U2变为原来的4倍C.使U2变为原来的倍D.使U2变为原来的答案 A专业技术资料编辑整理分享WORD格式可下载解析 电子经U1加速后获得的动能为Ek=mv2=qU1,电子在偏转电场中的侧移量为:y=at2==,可见当U1加倍时,要使y不变,需使U2加倍,显然A正确

4、.考点梳理一、电容器的充、放电和电容的理解1.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)定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值.(2)定义式:C=.(3)物理意义:表示电容器容纳电荷本领大小的物理量.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,与介质的介电常数成正比,与两板间的距离成反比.(2)决定式:C=,k为静电力常

5、量.特别提醒 C=(或C=)适用于任何电容器,但C=仅适用于平行板电容器.二、带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在电场中加速若不计粒子的重力,则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量.(1)在匀强电场中:W=qEd=qU=mv2-mv或F=qE=q=ma.(2)在非匀强电场中:W=qU=mv2-mv.2.带电粒子在电场中的偏转(1)条件分析:带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场.(2)运动性质:匀变速曲线运动.(3)处理方法:分解成相互垂直的两个方向上的直线运动,类似于平抛运动.(4)运动规律:①沿初速度方向做匀

6、速直线运动,运动时间②沿电场力方向,做匀加速直线运动专业技术资料编辑整理分享WORD格式可下载特别提醒 带电粒子在电场中的重力问题(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.4.[控制变量法的应用]如图3所示,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(  )图3A.保持S不变,增大d,则θ变大B.保持S不变,增大d,

7、则θ变小C.保持d不变,减小S,则θ变小D.保持d不变,减小S,则θ不变答案 A解析 静电计指针偏角反映电容器两板间电压大小.在做选项所示的操作中,电容器电荷量Q保持不变,由C==知,保持S不变,增大d,则C减小,U增大,偏角θ增大,选项A正确,B错误;保持d不变,减小S,则C减小,U增大,偏角θ也增大,故选项C、D均错.专业技术资料编辑整理分享WORD格式可下载5.[用平抛运动的分解思想解决偏转问题]如图4所示,示波器的示波管可视为加速电场与偏转电场的组合,若已知加速电压为U1,偏转电压为U2,偏转极板长为L,极板间

8、距为d,且电子被加速前的初速度可忽略,则关于示波器灵敏度[即偏转电场中图4每单位偏转电压所引起的偏转量()]与加速电场、偏转电场的关系,下列说法中正确的是(  )A.L越大,灵敏度越高B.d越大,灵敏度越高C.U1越大,灵敏度越高D.U2越大,灵敏度越高答案 A解析 偏转位移y=at2=()2=,灵敏度=,故A正确,B、C、D错误

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