高考物理一轮复习第6章静电场第3讲电容器的电容带电粒子在电场中的运动学案

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1、第3讲　电容器的电容　带电粒子在电场中的运动知识排查常见电容器　电容器的电压、电荷量和电容的关系1.常见电容器(1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。(3)电容器的充、放电充电：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。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。(4)单位：法拉(F)1F＝106μF＝1012pF3.平行板电容器(

2、1)影响因素：平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比，与电介质的相对介电常数成正比，与极板间距离成反比。(2)决定式：C＝，k为静电力常量。带电粒子在匀强电场中的运动1.做直线运动的条件(1)粒子所受合外力F合＝0，粒子或静止，或做匀速直线运动。(2)粒子所受合外力F合≠0，且与初速度方向在同一条直线上，带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动。2.分析方法(1)用动力学观点分析，(2)用功能观点分析。3.带电粒子在匀强电场中的偏转(1)条件：以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场，仅受电场力。(2)运动性质：类平抛运动。24(3)处理方法：运动的分解。①沿初速度方向：做匀速直线运动。②

3、沿电场方向：做初速度为零的匀加速直线运动。示波管的构造(1)电子枪，(2)偏转极板，(3)荧光屏。(如图1所示)图1小题速练1.思考判断(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)放电后的电容器电荷量为零，电容也为零(　　)(3)带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动(　　)(4)带电粒子在电场中，只受电场力时，也可以做匀速圆周运动(　　)(5)一个电容器的电荷量增加1.0×10－6C时，两板间电压升高10V，则电容器的电容C＝1.0×10－7F(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√2.[人教版选修3－1·P32·T1改编](多选)如图2所示，用

4、静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U，电容器已带电，则下列判断正确的是(　　)图2A.增大两极板间的距离，指针张角变大B.将A板稍微上移，静电计指针张角变大C.若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D.若减小两板间的距离，则静电计指针张角变小解析　电势差U变大(小)，静电计的指针张角变大(小)。电容器所带电荷量一定，由公式C＝知，当d变大时，C变小，再由C＝得U变大；当A板上移时，正对面积S变小，C也变小，U变大；当插入玻璃板时，C变大，U变小；当两板间的距离减小时，C变大，U变24小，所以选项A、B、D正确。答案　ABD3.[人教版选修3－1·P39·T3]先后让一

5、束电子和一束氢核通过同一对平行板形成的偏转电场，进入时速度方向与板面平行，初动能相同，离开电场时电子偏角的正切与氢核偏角的正切之比为(　　)A.1∶1　　B.1∶2C.2∶1D.1∶4解析　设偏转电压为U，带电粒子的电荷量为q，质量为m，垂直进入偏转电场的速度为v0，偏转电场两极板间距离为d，极板长为l，则粒子在偏转电场中的加速度a＝，在偏转电场中运动的时间为t＝，粒子离开偏转电场时沿静电力方向的速度vy＝at＝，粒子离开偏转电场时速度方向的偏转角的正切值tanθ＝＝。若电子与氢核的初动能相同，则＝1。选项A正确。答案　A　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

6、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【典例】　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　由C＝可知，当将云母介质移出时，εr变小，电容器的电容C24变小；因为电容器接在恒压直流电源上，故U不变，根据Q＝CU可知，当C减小时，Q减小。再由E＝，由于U与d都不变，故电场强度E不

7、变，选项D正确。答案　D【拓展延伸1】　将【典例】中的电源断开，当把云母介质从电容器中快速抽出后，下列说法正确的是(　　)A.电容器的电容增大B.极板间的电势差变小C.极板上的电荷量变大D.极板间电场强度变大答案　D【拓展延伸2】　在【典例】中，若水平放置平行板电容器内部空间有一带电粒子P静止在电容器中，云母介质保持不动，同时下极板接地，当将上极板向右移动一小段距离时，则下列说法正确的是(　　)A.电容器所带