2014届高考物理一轮复习 电容器 带电粒子在电场中的运动教学案.docVIP

电容器　带电粒子在电场中的运动 一．考点整理 基本概念 1．静电现象的解释静电平衡导体中包括表面没有电荷的 的状态．特点① 导体内部场强 ；② 导体为 体、表面为 面；③ 导体表面的场强强E ≠ 0，且与表面 ；④静电现象的应用① 静电屏蔽：处于静电平衡的空腔导体，腔外电场对 不产生影响② 尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的 的现象． ．电容器由两个彼此绝缘又相互靠近的组成一个极板所带电荷量的带电荷量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，电容器中储存能使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中能转化为其他形式的能电容电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的定义式：C单位：法拉1 F = 106 μF = 1012 pF．电容器的电容表示电容器本领大小的物理量平行板电容器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C = ，k为静电力常量带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在电场中的加速带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场，带电粒子将做加减速运动有两种分析方法用动力学观点分析a = qE/m、E = U/d，v2–v02 = 2ad；② 用功能观点分析：粒子只受电场力作用，电场力做的功等于物体动能的变化qU = mv2/2 – mv02/2． ⑵ 带电粒子在匀强电场中的偏转研究条件：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场处理方法：类似于平抛运动，应用运动的合成与分解的方法沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间v0；沿电场力方向，做匀加速直线运动anθ = vy/v0 = ；位移方向tanα= y/x = ；位移方向与速度偏转角的关系，tanα = 2 tanθ． 二．思考与练习 思维启动 1．下列关于电容器和电容的说法中，错误的是A．电容器A的体积比B大，说明A的电容一定比B的大B．对于确定的电容器，其带的电荷与两板间的电压小于击穿电压且不为零成正比C．无论电容器的电压如何变化小于击穿电压且不为零，它所带的电荷与电压比值恒定不变D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量，其大小与加在两板上的电压无关2．如图所示，在等势面沿竖直方向的匀强电场中，一带负电的微粒以一定初速度射入电场，并沿直线AB运动，由此可知A．电场中A点的电势高于B点的电势B．微粒在A点时的动能大于在B点时的动能，在A点时的电势能小于在B点时的电势能C．微粒在A点时的动能小于在B点时的动能，在A点时的电势能大于在B点时的电势能D．微粒在A点时的动能与电势能之和等于在B点时的动能与电势能之和 典型问题 〖考点平行板电容器的动态分析 【例1】一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是A．C和U均增大B．C增大，U减小C．C减小，U增大D．C和U均减小 【变式跟踪1】如图所示，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点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离A．带电油滴将沿竖直方向向上运动B．P点的电势将降低C．带电油滴的电势能将减少D．若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大 考点带电体在匀强电场中的直线运动问题【例】如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子A．所受重力与电场力平衡B．电势能逐渐增加C．动能逐渐增加 D．做匀变速直线运动 【变式跟踪2】如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m0.2 kg、带电荷量为q2.0×10－6 C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数μ0.1．从t0时刻开始，在空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场取水平向右为正方向，g取10 m/s2．求：在第15 s末小物块的速度大小；在0～15 s内小物块的位移大小考点带电粒子在匀强电场中的偏转问题【例】如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏．现有一电荷量为q、质量为m的带电粒子重力不计以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中，v0方向的延长线与屏的交点为O求：粒子从射入到打到屏上所用的时间；粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα；粒子打到屏上的点P到O点的距离x【变式跟踪】如图所示，水平