物理复习方略鲁科选修电容器与电容带电粒子在电场中的运动资料学习教案.pptx
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1、会计学1物理物理(wl)复习方略鲁科选修电容器与电复习方略鲁科选修电容器与电容带电粒子在电场中的运动资料容带电粒子在电场中的运动资料第一页,共78页。2.常见的电容器(1)分类:从构造上可分为(fn wi)_电容器和_ 电容器。(2)击穿电压:加在电容器极板上的_ 电压,电容器外壳上标的电压是_ 电压,这个电压比击穿电压_(选填“高”或“低”)。固定(gdng)可变极限(jxin)额定低第2页/共78页第二页,共78页。3.电容(1)定义式:C=_。(2)单位:法拉(F),1 F=_F=_pF。(3)电容与电压、电荷量的关系:电容C的大小(dxio)由电容器本身结构决定,与电压、电荷量_。不随
2、Q变化,也不随电压变化。由C=可推出C=1061012无关(wgun)第3页/共78页第三页,共78页。4.平行板电容器及其电容(1)影响(yngxing)因素:平行板电容器的电容与_ 成正比,与介质的_ 成正比,与_ 成反比。(2)决定式:_,k为静电力常量。正对面积(min j)介电常数(ji din chn sh)两板间的距离第4页/共78页第四页,共78页。知识点 2 带电粒子在匀强电场中的运动 1.平衡(pnghng)问题平衡(pnghng)条件:F合_。2.加(减)速问题带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场中,受到的静电力方向与运动方向在一条直线上,做_ 运动。0匀变速(bin
3、 s)直线第5页/共78页第五页,共78页。3.偏转问题(wnt)(1)运动性质不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时,受到方向与初速度方向垂直的静电力作用而做_ 运动。(2)处理方法分析方法类平抛运动的合成与分解a.垂直于电场线方向为_ 运动。b.平行于电场线方向为初速度为零的_ 运动。类平抛匀速直线匀加速(ji s)第6页/共78页第六页,共78页。基本过程,如图所示几个结论设粒子带电荷量为q,质量为m,两平行金属板间的电压为U,板长为l,板间距离(jl)为d,(忽略重力影响),则有第7页/共78页第七页,共78页。a.加速度:_。b.在电场(din chng)中的运动
4、时间:t=_。_ _ _第8页/共78页第八页,共78页。知识点 3 示波管 1.构造(guzo)_,偏转电极,荧光屏。(如图所示)电子枪第9页/共78页第九页,共78页。2.工作原理(1)YY上加的是待显示的 _,XX上是机器自身产生(chnshng)的锯齿形电压,叫做 _。(2)观察到的现象。如果在偏转电极 XX和YY之间都没有加电压,则电子枪射出的电子沿直线运动,打在荧光屏 _,在那里产生(chnshng)一个亮斑。若所加扫描电压和 _ 的周期相等,就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的稳定图像。信号(xnho)电压扫描(somio)电压中心信号电压第10页/共78页第十页,共7
5、8页。【思考辨析】(1)电容器的电容表示(biosh)其储存电荷的能力。()(2)电容器的电容与它所带的电荷量成正比。()(3)放电后的电容器电量为零,电容也为零。()(4)带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动。()(5)带电粒子在电场中可以做圆周运动。()(6)示波管屏幕上的亮线是由电子束高速撞击荧光屏而产生的。()(7)带电粒子在电场中运动时重力必须忽略不计。()第11页/共78页第十一页,共78页。分析:电容器是能够储存电荷的器件,用电容表示其储存电荷的本领,故(1)对。电容的定义式 但一个固定电容器的电容C是不变的,即使电容器放电后,其电容C也不变,故(2)、(3)均错。带电粒子(lz
6、)在匀强电场中可以做直线运动,也可以做曲线运动,运动形式由初速度方向与电场方向的夹角决定,故(4)错。在点电荷的电场中,带电粒子(lz)可以围绕点电荷做圆周运动,故(5)对。由示波管的原理可知,(6)对。带电粒子的重力是否能忽略,由具体问题的研究条件决定,如对基本粒子(lz),重力一般都可忽略;但对带电液滴、油滴、小球等,重力一般不能忽略,故(7)错。第12页/共78页第十二页,共78页。考点 1 平行板电容器的两类动态变化问题(三年3考)对比分析【考点解读】1.分析比较的思路(1)确定不变量,分析是电压不变还是(hi shi)所带电荷量不变。(2)用决定式 分析平行板电容器电容的变化。(3)
7、用定义式 分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。(4)用 分析电容器极板间场强的变化。第13页/共78页第十三页,共78页。2.两类动态变化问题(wnt)的比较分类分类充电后与电池两极相连充电后与电池两极相连充电后与电池两极断开充电后与电池两极断开不变量不变量U UQ Qd d变大变大C C变小变小Q Q变小变小E E变小变小C C变小变小U U变大变大E E不变不变S S变大变大C C变大变大Q Q变大变大E E不变不变C C变大变大U U变小变小E E变小变小变大变大C C变大变大Q Q变大变大E E不变不变C C变大变大U U变小变小E E变小变小第14页/共78页第十四页,共78页
8、。【典例透析1】用控制变量法,可以研究影响平行板电容器的因素(如图)。设两极板正对面积(min j)为,极板间的距离为,静电计指针偏角为。实验中,极板所带电荷量不变,若()A.保持S不变,增大d,则 变大B.保持S不变,增大d,则 变小C.保持d不变,增大S,则 变小D.保持d不变,增大S,则 不变第15页/共78页第十五页,共78页。【解题探究】(1)静电计的指针偏角越大,说明(shumng)板间电势差_。(2)由电容定义式 可知,在Q不变时,U越大,说明(shumng)C_。越大越小【解析】选 A、C。由 可得:保持S不变,增大 d,则U增大,即 变大,故 A正确,B错误(cuw);保持d
9、不变,增大 S,则 U减小,即 变小,故 C对,D错。第16页/共78页第十六页,共78页。【总结提升】分析平行(pngxng)板电容器时的两个关键点在分析平行(pngxng)板电容器的动态变化问题时,必须抓住两个关键点:(1)确定不变量:首先要明确动态变化过程中的哪些量不变,一般情况下是保持电量不变或板间电压不变。(2)恰当选择公式:要灵活选取电容的两个公式分析电容的变化,还要应用 分析板间电场强度的变化情况。第17页/共78页第十七页,共78页。【变式训练】(2013深圳模拟)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(qi
10、ho)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.带电油滴运动时电势能将减少D.若电容器的电容减小,则极板带电荷量将增大第18页/共78页第十八页,共78页。【解析】选 B。由于电容器与电源连接,电压 U不变,板间场强 随d的增大而减小,所以油滴将不再平衡而向下(xin xi)运动,电场力做负功,电势能增大,故 A、C均错。P点与地的电势差UPO=qEd,q和d均不变而 E减小,故 P点电势将降低,B项正确。据Q=CU可知,电压 U不变时减小电容 C,则极板带电荷量将减小,故D错误。第19页/共78页第十九页,共78页
11、。考点 2 示波管的工作原理(三年2考)深化理解【考点解读】电子在示波管中的运动规律(1)电子在电子枪中加速(ji s)获得初速度v,由动能定理可得eU=U为加速(ji s)电场的电压。(2)电子在偏转电场中向正极板偏转,在荧光屏上打出的光斑位置随电压的变化而变化。第20页/共78页第二十页,共78页。(3)要研究的信号电压加在竖直偏转板上,水平偏转板上的电压是扫描电压。(4)电子打在荧光屏上将出现亮点,若电子打在屏上的位置快速移动,由于视觉暂留效应(xioyng),能在荧光屏上看到一条亮线。第21页/共78页第二十一页,共78页。【典例透析2】(2011安徽高考)图(a)为示波管的原理图。如
12、果在电极YY之间所加的电压按图(b)所示的规律(gul)变化,在电极XX之间所加的电压按图(c)所示的规律(gul)变化,则在荧光屏上会看到的图形是()第22页/共78页第二十二页,共78页。第23页/共78页第二十三页,共78页。【解题探究】(1)电子带负电,运动过程中向电势_(选填“高”或“低”)的方向偏转。(2)由电子的偏移量与偏转电压成_,从而得出几个特殊点的关系。【解析(ji x)】选B。示波管YY间为信号电压,XX间为扫描电压,0t1,Y板电势高,电子向Y板偏转,X板电势高,电子向X板偏转,由此知C、D错;又根据偏移量公式 偏移量与偏转电压成正比,0、t1、2t1时刻偏转电压为0,
13、偏移量也为0,时刻偏转电压最大,偏移量也最大,所以B对。高正比(zhngb)第24页/共78页第二十四页,共78页。【互动探究】若在这个示波管的荧光屏上出现了一个亮斑P,如图所示,那么示波管中的()A.极板X应带正电B.极板X应带正电C.极板Y应带正电D.极板Y应带正电【解析】选A、C。由电子枪发射出的电子带负电,所以P点的亮斑是由于极板X和Y带正电所形成(xngchng)的,故A、C正确。第25页/共78页第二十五页,共78页。【总结(zngji)提升】示波管上图像的种类YYYYXXXX图像图像1 1U=0U=0U=0U=0中心亮斑中心亮斑2 2恒压恒压恒压恒压光斑光斑3 3交变电压交变电压
14、U=0U=0竖线竖线4 4U=0U=0扫描电压扫描电压横线横线5 5交变电压交变电压扫描电压扫描电压交变信号交变信号第26页/共78页第二十六页,共78页。考点 3 带电粒子在电场中的偏转(三年5考)拓展延伸【考点解读(ji d)】1.粒子的偏转角(1)以初速度v0垂直进入偏转电场:如图所示,设带电粒子质量为m,带电荷量为q,偏转电压为U1,若粒子飞出电场时偏转角为,则第27页/共78页第二十七页,共78页。结论(jiln):动能一定时,tan与q成正比,电荷量相同时tan与动能成反比。第28页/共78页第二十八页,共78页。(2)粒子从静止开始经加速电场(din chng)U0加速后再进入偏
15、转电场(din chng)则有:qU0=mv02可解得:结论:粒子的偏转角与粒子的q、m无关,仅取决于加速电场(din chng)和偏转电场(din chng)。第29页/共78页第二十九页,共78页。2.粒子(lz)在匀强电场中偏转时的两个结论(1)以初速度v0进入偏转电场作粒子(lz)速度的反向延长线,设交于O点,O点与电场边缘的距离为x,则结论:粒子(lz)从偏转电场中射出时,就像是从极板间的 处沿直线射出。第30页/共78页第三十页,共78页。(2)经加速电场加速再进入偏转电场:若不同的带电粒子都是从静止经同一加速电压 U0加速后进入偏转电场的,则偏移量:偏转角正切:结论:无论带电粒子
16、的 m、q如何,只要经过同一加速电场加速,再垂直进入同一偏转电场,它们飞出的偏移量y和偏转角都是相同(xin tn)的,也就是运动轨迹完全重合。第31页/共78页第三十一页,共78页。【典例透析3】(2013南昌模拟)如图所示,真空中水平放置的两个相同极板Y和Y长为L,相距d,足够大的竖直屏与两板右侧相距b。在两板间加上可调偏转电压(diny)UYY,一束质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出。第32页/共78页第三十二页,共78页。(1)证明粒子飞出电场后的速度(sd)方向的反向延长线交于两板间的中心O点;(2)求两板间所加偏转电压 U
17、YY的范围;(3)求粒子可能到达屏上区域的长度。【解题探究】(1)带电粒子在两极板之间的电场中做_。(2)当两极板间所加的电压最大时,带电粒子恰好从_。(3)带电粒子到达屏上区域边缘对应极板间所加的电压_。类平抛运动(yndng)极板(j bn)的右边缘飞出最大第33页/共78页第三十三页,共78页。【解析】(1)设粒子在运动(yndng)过程中的加速度大小为 a,离开偏转电场时偏转距离为 y,沿电场方向的速度为 vy,偏转角为,其反向延长线通过 O点,O点与板右端的水平距离为 x,则有y=at2 L=v0t 第34页/共78页第三十四页,共78页。vy=attan=联立可得即粒子飞出电场后的
18、速度方向的反向(fn xin)延长线交于两板间的中心O点。(2)a=E=由式解得第35页/共78页第三十五页,共78页。当y=时,则两板间所加电压的范围为(3)当y=时,粒子在屏上侧向偏移的距离最大,设其大小为 y0,则y0=y+btan又解得:故粒子在屏上可能到达的区域(qy)的长度为第36页/共78页第三十六页,共78页。答案(d n):(1)见解析 (2)(3)第37页/共78页第三十七页,共78页。【总结提升】确定粒子打到屏上的位置离屏中心的距离y的三种方法(1)y=y+vy(2)y=y+btan(3)y=(+b)tan其中y=(+b)tan是应用上例第(1)问的结论(jiln)得出的
19、,一般不直接用于计算题的求解过程。第38页/共78页第三十八页,共78页。【变式训练(xnlin)】如图所示,A板发出的电子经加速后,水平射入水平放置的两平行金属板间,金属板间所加的电压为U,电子最终打在荧光屏 P上,关于电子的运动,则下列说法中正确的是()第39页/共78页第三十九页,共78页。A.滑动触头向右移动时,其他(qt)不变,则电子打在荧光屏上的位置上升B.滑动触头向左移动时,其他(qt)不变,则电子打在荧光屏上的位置上升C.电压U增大时,其他(qt)不变,则电子打在荧光屏上的速度大小不变D.电压U增大时,其他(qt)不变,则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变第40页/共78页第四
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