人教版高考总复习一轮物理精品课件 第8单元 静电场 第23讲 电容器 带电粒子在电场中的运动.ppt

第23讲电容器带电粒子在电场中的运动

落实基础主干突破命题视角目录索引命题热点(六)核心素养12核心素养13实验10

落实基础主干

一、电容器、电容1.基本构造:任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,都可以看成一个电容器。2.电容器的电荷量:充电后两导体总是带等量异种电荷,电容器的电荷量是指其中一个极板所带电荷量的绝对值。3.物理意义:电容是电容器的一个基本属性,表示电容器容纳电荷的本领,仅由电容器本身的构造决定。在数值上等于使两极板之间的电势差为1V时,电容器所带的电荷量。?

5.单位:电容的国际单位是法拉,符号为F,常用的单位还有微法和皮法,1F=106μF=1012pF。6.击穿电压与额定电压(1)击穿电压:电压超过这一限度,电容器就会损坏。(2)额定电压:电容器外壳上标的工作电压,也是电容器正常工作所能承受的最大电压,额定电压比击穿电压低。

二、带电粒子在电场中的直线运动1.合外力F合=0,粒子静止或做匀速直线运动。2.合外力F合≠0,且与初速度方向在同一条直线上,带电粒子将做匀变速直线运动。

三、带电粒子在匀强电场中的偏转1.运动情境:如图甲所示,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:类平抛运动的分解方法,如图乙所示。

[练一练]1.判断下列说法对错(1)对于确定的电容器,无论其两板间的电压如何变化(小于击穿电压且不为零),它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变。()(2)将平行板电容器两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小。()(3)带电粒子在匀强电场中偏转时,加速度不变,粒子的运动是匀变速曲线运动。()(4)充电过程中电源内的化学能转化为电容器内的电场能,放电过程中电容器的电场能转化为电路中其他形式的能量。()√√√√

2.(多选)利用平行板电容器进行实验,已知电容器所带电荷量为Q,正对面积为S,两极板间的距离为d,下列实验现象正确的是()A.如图(1)保持Q和d不变,减小S,静电计指针偏角将变小B.如图(2)保持Q和S不变,增大d,静电计指针偏角将变小C.如图(3)保持Q、S、d不变,插入电介质,静电计指针偏角将变小D.如图(3)保持Q、S、d不变,插入金属板,静电计指针偏角将变小CD

解析静电计指针偏角显示的是平行板电容器两板间的电压,结合电容器电容的决定式可知,减小S,电容减小,静电计指针偏角将变大;增大d,电容减小,静电计指针偏角将变大;插入电介质,电容增大,静电计指针偏角将变小;插入金属板,电容增大,静电计指针偏角将变小。综上所述,C、D正确。

突破命题视角

考点一电容和平行板电容器考向1电容的理解与计算典例1电容器作为储能器件,在生产生活中有广泛的应用。对给定电容值为C的电容器充电,无论采用何种充电方式,其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同。甲(1)请在图甲中画出上述u-q图像。类比直线运动中由v-t图像求位移的方法,求两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep。

(2)在如图乙所示的充电电路中,R表示电阻,E表示电源(忽略内阻)。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电,对应的q-t曲线如图丙中①②所示。a.①②两条曲线不同是(选填“E”或“R”)的改变造成的;?b.电容器有时需要快速充电,有时需要均匀充电。依据a中的结论,说明实现这两种充电方式的途径。

(3)设想使用理想的“恒流源”替换(2)中电源对电容器充电,可实现电容器电荷量随时间均匀增加。请思考使用“恒流源”和(2)中电源对电容器的充电过程,填写下表(选填“增大”“减小”或“不变”)。充电过程“恒流源”(2)中电源电源两端电压??通过电源的电流??

答案(1)u-q图线如图所示,电压为U时,电容器带电荷量为Q,图线和横轴围成的面积为所储存的电能Ep(2)a.Rb.减小电阻R,可以实现对电容器更快速充电;增大电阻R,可以实现更均匀充电。

(3)充电过程“恒流源”(2)中电源电源两端电压增大不变通过电源的电流不变减小

议题说法1.类比法可知,u-q图像曲线与横轴围成的面积可表示电容器所储存的电能。2.在q-t图像中,根据I=曲线的斜率表示电路中的电流,曲线接近直线表示充电越均匀。3.根据,对于给定的电容器,电荷量最大值只与充电电压有关,充电电流与充电快慢由电源电压和回路总电阻共同决定,减小回路总电阻可实现快速充电,增大回路总电阻可使充电更均匀。4.“恒流源”表示能给电路提供恒定大小的电流。

变式练1某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线如图所示,若将该电容器两端的电压从40V降低到36V,对电容器来说正确的是()A.是充