2020高考物理第七章第3讲电容器带电粒子在电场中的运动教案鲁科版

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1、第3讲　电容器　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(1

2、)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.加速(1)在匀强电场中，W＝qEd＝qU＝mv2－mv(2)在非匀强电场中，W＝qU＝mv2－mv2.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)运动形式：类平抛运动。(3)处理方法：运动的合成与分解。图1①沿初速度方向为匀速直线运动，运动时间t＝②沿电场力方向为匀加速直线运动，加速度a＝＝＝③离开电场时的偏移量y＝at2＝④离开电场时的偏转角tanθ＝＝示波管的构造1

3、.构造(1)电子枪，(2)偏转极板，(3)荧光屏。(如图2所示)图22.工作原理YY′上加的是待显示的信号电压，XX′上是机器自身产生的锯齿形电压，叫作扫描电压。小题速练1.[鲁科版选修3－1·P44·T5改编]平行板电容器充电后断开电源，现将其中一块金属板远离另一板平移一小段距离。下图表示此过程中电容器的电容C、两极板带电荷量Q、两板间电场强度E、两板间电势差U随两板间距离d的变化关系，正确的是(　　)解析　根据C＝知d增大，则电容减小，故A错误；平行板电容器充电后断开电源，电荷量保持不变，故B错误；结合C＝、U＝、E＝得E＝，知d变化，电场强度不变，故C正确；根据U＝知电容减小，电荷

4、量不变，则电势差增大，故D错误。答案　C2.两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m、电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射入电场，最远到达A点，然后返回，如图3所示，OA间距为h，则此电子的初动能为(　　)图3A.　　B.　　C.　　D.解析　电子从O点到达A点的过程中，仅在电场力作用下速度逐渐减小，根据动能定理可得－eUOA＝0－Ek，因为UOA＝h，所以Ek＝，选项D正确。答案　D3.(多选)如图4所示，六面体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其他面为绝缘材料。ABCD面带正电，EFGH面带负电。从小孔P沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴

5、A、B、C，最后分别落在1、2、3三点，不计三个液滴间的相互作用，则下列说法正确的是(　　)图4A.三个液滴在真空盒中都做平抛运动B.三个液滴的运动时间一定相同C.三个液滴落到底板时的速率相同D.液滴C所带电荷量最多解析　三个液滴在水平方向受到电场力作用，水平方向不是匀速直线运动，所以三个液滴在真空盒中不是做平抛运动，选项A错误；由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动，三个液滴的运动时间相同，选项B正确；三个液滴落到底板时竖直分速度相等，而水平分速度不相等，所以三个液滴落到底板时的速率不相同，选项C错误；由于液滴C在水平方向位移最大，说明液滴C在水平方向加速度最大，所带电荷量最多，选项D正

6、确。答案　BD　平行板电容器的动态分析1.两类典型问题(1)电容器始终与恒压电源相连，电容器两极板间的电势差U保持不变。(2)电容器充电后与电源断开，电容器两极所带的电荷量Q保持不变。2.动态分析思路(1)U不变①根据C＝和C＝，先分析电容的变化，再分析Q的变化。②根据E＝分析场强的变化。③根据UAB＝Ed分析某点电势变化。(2)Q不变①根据C＝和C＝，先分析电容的变化，再分析U的变化。②根据E＝分析场强变化。【例1】　(2016·全国卷Ⅰ，14)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

7、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，当云母介质移出时，ε变小，电容器的电容C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。由于U与d都不变，再由E＝知电场强度E不变，选项D正确。答案　D【拓展1】　(多选)将【例1】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