电容器与电容带电粒子在匀强电场中的运动知识点与题型.docx
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1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -电容器与电容1电容器:两个彼此 又相互 的导体可构成一个电容器。2电容1 定义:电容器所带的电荷量Q 一个极板所带电荷量的肯定值与两个极板间电势差U 的比值,叫做电容器的电容。QQ2 定义式: C。UU3 单位:国际单位制中为 ,简称 ,国际符号为 。1F F pF。3常见电容器有纸质电容器、电解电容器、可变电容器、平行板电容器等。电解电容器接入电路时, 应留意其极性。r S 4平行板电容器C 4kd。1对于给定的电容器,描述其电容C、电荷量Q、电压 U 之间的相应关系的图象正确选项 答案 BC 解析 电
2、容大小与电压、电量无关,故A 错 B 对。由 Q CU 知, Q U ,故 C 对 D 错。1物理意义:电容是反映电容器容纳电荷本事的物理量。1由 CQU 可以看出电压肯定时,Q 越大, C 越大,容纳电荷本事越强。本式是定义式,适于各种电容器,同时也给出了一种运算电容的方法。2电容 C 的大小不随Q 变化,也不随电压变化,就像水桶容量的大小不随是否盛水、盛水多少变化一样。2打算因素:电容的大小由电介质、正对面积和板间距离等自身因素打算。r S例如平行板电容器,C 4 是平行板电器电容的打算式,公式可反映出影响平行板电容器电容大小的kd因素,此式只对平行板电容器适用。可编辑资料 - - - 欢
3、迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -静电现象1静电感应:把金属导体放在外电场E 中,导体内的 由于受电场力作用而 的现象叫做静电感应。2静电平稳:发生静电感应的导体在自由电子 停止时的状态称为静电平稳状态。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3静电屏蔽:在静电屏蔽现象中, 金属网罩可以使罩内不受外界仍可以使罩内的带电体对外界不产生影响。 的影响。假如把金属
4、罩 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2认真观看以下与静电有关的各图,属于防范静电的是 答案 A 解析 题给四个图中,B、C、D 均为静电现象的应用,只有A是防范静电的。1静电平稳的实质将不带电的金属导体放入场强为E0 的静电场中, 导体内自由电子便受到与场强E0 方向相反的电场力作用。除了做无规章热运动,自由电子仍要向电场E0 的反方向做定向移动图甲所示 ,并在导体的一个侧面集结,使该侧面显现负电荷,而相对的另一侧显现“过剩”的等量的正电荷如图乙所示 ,等量异种电荷形成一附加电场E。当附加电场与外电场的合场强为零时,即E的大小等于E0 的大小而方向相反时 如图丙所示 ,自由电子
5、的定向移动停止,这时的导体处于静电平稳状态。2处于静电平稳状态的导体具有以下特点: 1导体内部的场强E0 与 E的合场强 到处为零, E 内 0。 2整个导体是等势体,导体的表面是等势面。 3导体外部电场线与导体表面垂直。 4静电荷只分布在导体外表面上,且与导体表面的曲率有关。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -带电粒子在电场中的直线运动1运
6、动状态的分析:带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,粒子的重力不计时,受到的电场力与运动方向在同始终线上,粒子做 运动。2用功能观点分析:粒子的重力不计时粒子动能的变化量等于 做的功。1在匀强电场中,WFl cos qU 。2非匀强电场中,WAB qU AB 。3.两平行金属板相距为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出,最远到达 A 点,然后返回,如下列图,OA h,此电子具有的初动能是可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结edh A UB edUhC eU dhD eUhd可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - -
7、 - 欢迎下载精品名师归纳总结 答案 DU 解析 E, U Eh Uh,由动能定理得:E eU eUh, D 正确。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dOAdk 0OAd联系重力场类比电场规律:原先静止的带电粒子,经过电势差为U 的电场加速,由动能定理qU可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1mv2,可得粒子的速度v22qU m 。末速度v 的大小与带电粒子的自身性质q/ m有关。带电粒子在匀可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结强电场中的运动, 跟物体在重力场中的运动相像,学习中可以用物体仅受重力作用的运动来类比带电粒子在电场中的运动,对运动情形的分析很有
8、帮忙。不过,两者也有不同之处。全部的物体在重力场中具有相同的加速度g,而带电粒子在电场中的加速度 a F/ m Eq/ m,其值和带电粒子本身的性质q/ m有关。留意:1.带电粒子在电场中是否考虑重力的问题。带电粒子一般指电子、质子、离子、 粒子等基本粒子,除非有特殊说明或者有明确的示意之外,其重力一般可以忽视不计 并非忽视质量 。假如是带电颗粒,如尘埃、液滴、小球等,除非有特殊说明或者有明确的示意之外,其重力一般不能忽视。2争论带电粒子在电场中的直线运动问题加速或减速 常常用到的方法1能量方法能量守恒定律,留意题目中有哪些形式的能量显现。 2功能关系动能定理,留意过程分析要全面,精确求出过程
9、中的全部功,判定选用分阶段仍是全过程使用动能定理。 3动力学方法牛顿运动定律和匀变速直线运动公式的结合,留意受力分析要全面,特殊是重力是否需要考虑的问题,另外要留意运动学公式包含物理的正负号,即其矢量性。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -带电粒子的偏转1带电粒子以初速度v0 垂直电场方向进入电场。如只受电场力作用,就做a qU的 运动。dm
10、2示波器:构造:示波器的核心部件是示波管,它由电子枪、 、荧光屏组成。工作原理:如下列图,电子先由加速电压U1 加速,再经偏转电压U2 偏转。4如下列图,矩形区域ABCD 内存在竖直向下的匀强电场,两个带正电的粒子 a 和 b 以相同的水平速度射入电场,粒子 a 由顶点 A 射入, 从 BC的中点 P 射出,粒子b 由 AB 的中点 O 射入,从顶点C 射出。如不计重力,就 a 和 b 的比荷 即粒子的电荷量与质量之比之比是 A 12B2 1C 1 8D8 1 答案 D 解析 a 粒子和 b 粒子在水平方向均做速度为v 的匀速运动,分别有BP vta, BC vtb,且 2BP BC,可编辑资
11、料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故 2t t 。在竖直方向上,分别有AB 1QaE2, OB1QbE2,且 AB 2OB,解得 a 和 b 的比荷之比可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ab2ma t b2mb tb为Qa Qb 8 1。mamb1运动状态分析带电粒子仅受电场力作用,以初速度v0 垂直进入匀强电场,粒子做类平抛运动。2处理方法垂直于场强方向做匀速直线运动,即vx v0, xv0t, ax 0at2qU可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结平行于场强方向做匀加速直线运动,即vy at, y2 ,a md可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结
12、3基本公式如下列图, 设质量为m、电荷量为q 的带电粒子以初速度v0 沿垂直于电场的方向进入长为l、间距为 d、电势差为 U 的平行金属板间的匀强电场中。如不计粒子的重力,就可求出如下物理量:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -1 粒子穿越电场的时间t粒子在垂直电场方向以v0 做匀速直线运动,由l v0 t,得 t l 。v 02 粒子离开电
13、场时的速率v粒子沿电场方向做匀加速直线运动,加速度 aqU ,粒子离开电场时平行电场方向的分速度vy at md可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 qUl,所以 vv 2 v2v 2qUl2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结mdv 0xy0mdv 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 粒子离开电场时的侧移距离yat2qUl 2y222mdv04 粒子离开电场时的速度偏角可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 tanv yqUl可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结x0 v mdv2mdv arctan qUl 25 带电粒子在电场
14、中偏转的轨迹方程0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由 x v 0t 和 yat2qUx 22,可得 yqU 2x2,由此可知其轨迹为抛物线。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结22mdv 02mdv 06 速度方向的延长线必过偏转电场的中点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由 tan qUl 2和 ymdvqUl 22可推得 yltan,所以粒子可看做是从两板间的中点沿直线射出的。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结02mdv022mv 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结7 如带电粒子是在电势差为U0 的电场中加速后射入偏转
15、电场的,就 qU 02 ,将该式代入y 及 tan可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Ul 2的表达式中可得y 4dU, tan Ul02dU。由此可知,带同种电荷的带电粒子在同一电场中加速后,射入0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结同一偏转电场时,如能射出电场,就射出方向一样,和该粒子本身的质量和电荷量都无关。【题型 1】平行板电容器的动态分析可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据平行板电容器的电容C rS4kd和电容器电量不变或电势差不变情形下转变S 或 d 判定电场强度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的变化情形。【例 1】图中平行放
16、置的金属板A、B 组成一只平行板电容器。在不断开开关S 时,试争论以下两种情形下电容器两板电势差U 、电量 Q、板间场强E 的变化情形:1 使 A 板向上平移拉开一些。2 使 A 板向右平移错开一些。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - - 答案 1 U 不变。 Q 减小。 E 减小2 U 不变。 Q 减小。 E 不变 解析 由于开关S 没有断开
17、,故该题属于U 不变的情形1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(1) 由于平行板电容器的电容C,当 d时 C。又由于电容器的带电量Q CU , U 不变, C时, Q。 d可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结平行板电容器内部为匀强电场,依据E U,因dU 不变, d,故 E。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结U(2) 两板错开意味着正对面积S 。由 C S 可知 C ,由 QCU 可知 Q 。两板间距d 不变,由 E d 判定此时 E 没有变化。如断开 S,再争论以下情形中Q 、 U、E 的变化:1使 A、
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