1、上一页返回首页下一页高三一轮总复习课时强化练理知识双层夯基析考点多维突破第 3 节 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动 上一页返回首页下一页高三一轮总复习知识点 1 电容器、电容、平行板电容器1电容器(1)带电量：一个极板所带电荷量的_(2)电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的_，电容器中储存_放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中_转化为其他形式的能绝对值异种电荷电场能电场能上一页返回首页下一页高三一轮总复习2电容(1)意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量(2)定义式：CQUQU.(3)单位：法拉(F)，1 F_F_pF.3平行板电容器(1)影响
2、因素：平行板电容器的电容与正对面积成_，与电介质的_成正比，与_成反比(2)决定式：C rS4kd，k 为静电力常量1061012正比相对介电常数两极板间的距离上一页返回首页下一页高三一轮总复习知识点 2 带电粒子在电场中的运动1带电粒子在电场中的加速(1)处理方法：利用动能定理：qU12mv212mv20.(2)适用范围：任何电场2带电粒子在匀强电场中的偏转(1)研究条件：带电粒子_于电场方向进入匀强电场(2)处理方法：类似于_，应用运动的合成与分解的方法沿初速度方向做_，运动时间 t lv0.沿电场方向，做初速度为零的_运动垂直平抛运动匀速直线运动匀加速直线上一页返回首页下一页高三一轮总复
3、习 加速度：aFmEqm Uqmd运动时间：a.恰能飞出平行板电容器：t lv0b.打在平行极板上：y12at212qUmdt2，t2mdyqU离开电场时的偏移量：y12at2 qUl22mv20d离开电场时的偏转角：tan vyv0 qUlmv20d上一页返回首页下一页高三一轮总复习知识点 3 示波管1示波管装置示波管由_、_和_组成，管内抽成真空如图 6-3-1 所示电子枪偏转电极荧光屏图 6-3-1上一页返回首页下一页高三一轮总复习2工作原理(1)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束沿直线运动，打在_，在那里产生一个亮斑(2)YY上加的是待显示的_XX上是机
4、器自身产生的锯齿形电压，叫做_若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象荧光屏中心信号电压扫描电压上一页返回首页下一页高三一轮总复习1正误判断(1)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和()(2)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比()(3)带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动()(4)带电粒子在电场中，只受电场力时，也可以做匀速圆周运动()(5)示波管屏幕上的亮线是由于电子束高速撞击荧光屏而产生的()(6)带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计()上一页返回首页下一页高三一轮总复习2(对电容器电容的理解)根据电容器电容的定义
5、式 CQU，可知()【导学号：96622112】A电容器所带的电荷量 Q 越多，它的电容就越大，C 与 Q 成正比B电容器不带电时，其电容为零C电容器两极板之间的电压 U 越高，它的电容就越小，C 与 U 成反比D以上说法均不对【答案】D上一页返回首页下一页高三一轮总复习3(示波管的原理)(多选)如图 6-3-2 所示，示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成如果在荧光屏上 P 点出现亮斑，那么示波管中的()图 6-3-2上一页返回首页下一页高三一轮总复习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【答案】AC上一页返回首页下一页高三一轮总复
6、习4(带电粒子在电场中的直线运动)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，如图 6-3-3 所示，OAh，此电子具有的初动能是()图 6-3-3A.edhU BedUhC.eUdhD.eUhd【答案】D上一页返回首页下一页高三一轮总复习核心精讲1分析比较的思路(1)先确定是 Q 还是 U 不变：电容器保持与电源连接，U 不变；电容器充电后与电源断开，Q 不变(2)用决定式 C rS4kd确定电容器电容的变化上一页返回首页下一页高三一轮总复习(3)用定义式 CQU判定电容器所带电荷量 Q 或两极板间电压 U
7、 的变化(4)用 EUd分析电容器极板间场强的变化上一页返回首页下一页高三一轮总复习2两类动态变化问题的比较分类充电后与电池两极相连 充电后与电池两极断开不变量UQd 变大C 变小 Q 变小 E 变小C 变小 U 变大 E 不变S 变大C 变大 Q 变大 E 不变C 变大 U 变小 E 变小r 变大C 变大 Q 变大 E 不变C 变大 U 变小 E 变小上一页返回首页下一页高三一轮总复习题组通关1(2016全国乙卷)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()【导学号：96622113】A极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B极板上的电荷量变小，极板
8、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上一页返回首页下一页高三一轮总复习D 平行板电容器电容的表达式为 C S4kd，将极板间的云母介质移出后，导致电容器的电容 C 变小由于极板间电压不变，据 QCU 知，极板上的电荷量变小再考虑到极板间电场强度 EUd，由于 U、d 不变，所以极板间电场强度不变，选项 D 正确上一页返回首页下一页高三一轮总复习2(2015安徽高考)已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为 20，其中 为平面上单位面积所带的电荷量，0 为常量如图 6-3-4 所示的平行板电容器，极板正对面积为 S，其间为真空
9、，带电荷量为 Q.不计边缘效应时，极板可看做无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为()图 6-3-4A.Q0S和Q20S B.Q20S和Q20SC.Q20S和 Q220SD.Q0S和 Q220S上一页返回首页下一页高三一轮总复习D 每块极板上单位面积所带的电荷量为 QS，每块极板产生的电场强度为 E 20，所以两极板间的电场强度为 2E Q0S.一块极板在另一块极板处产生的电场强度 E Q20S，故另一块极板所受的电场力 FqEQ Q20S Q220S，选项D 正确上一页返回首页下一页高三一轮总复习核心精讲1带电粒子在电场中运动时是否考虑重力的处理方法(1)基本
10、粒子：如电子、质子、粒子、离子等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都要考虑重力上一页返回首页下一页高三一轮总复习2解决带电粒子在电场中的直线运动问题的两种思路(1)运动状态的分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力方向与运动方向在同一条直线上，做加(减)速直线运动(2)用功与能的观点分析：电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的变化量，即 qU12mv212mv20.上一页返回首页下一页高三一轮总复习师生共研考向 1 仅在电场力作用下的直线运动(多选)如图 6-3-5 所
11、示为匀强电场的电场强度 E 随时间 t 变化的图象当 t0 时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是()图 6-3-5A带电粒子将始终向同一个方向运动B2 s 末带电粒子回到原出发点C3 s 末带电粒子的速度为零D03 s 内，电场力做的总功为零上一页返回首页下一页高三一轮总复习CD 设第 1 s 内粒子的加速度为 a1，第 2 s 内的加速度为 a2，由 aqEm 可知，a22a1，可见，粒子第 1 s 内向负方向运动，1.5 s 末粒子的速度为零，然后向正方向运动，至 3 s 末回到原出发点，粒子的速度为 0，由动能定理可知，此过程中电场力
12、做功为零，综上所述，可知 C、D 正确上一页返回首页下一页高三一轮总复习考向 2 带电粒子在电场力和重力作用下的直线运动问题(2014安徽高考)如图 6-3-6 所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为 C，极板间距离为 d，上极板正中有一小孔质量为 m、电荷量为q 的小球从小孔正上方高 h 处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为 g)求：图 6-3-6上一页返回首页下一页高三一轮总复习(1)小球到达小孔处的速度；(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间【规范解答】(1)由 v22
13、gh 得 v 2gh.(2)在极板间带电小球受重力和电场力作用，有qEmgma 且 v202ad，得 Emghdqd由 UEd、QCU 得 QCmghdq.上一页返回首页下一页高三一轮总复习【答案】(1)2gh(2)mghdqdCmghdq(3)hdh2hg(3)由题得 h12gt21、0vat2、tt1t2，综合可得 thdh2hg.上一页返回首页下一页高三一轮总复习题组通关3平行板间加如图 6-3-7 所示周期性变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从 t0 时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况，则能定性描述粒子运动的速度图象的是()图 6-3-7上一页返回首页下一页高三一轮总复
14、习A 粒子从 0 时刻在电场中做匀加速直线运动，在T2时刻电场反向，粒子做匀减速直线运动，在 T 时刻速度减为零，以后循环此过程，故本题只有选项 A正确上一页返回首页下一页高三一轮总复习4(2017汕头模拟)如图 6-3-8 所示，M 和 N 是两个带等量异种电荷的平行正对金属板，两板与水平方向的夹角为 60.将一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电小球从靠近 N 板的位置由静止释放，释放后，小球开始做匀加速直线运动，运动方向与竖直方向成 30角已知两金属板间的距离为 d，重力加速度为 g，则()【导学号：96622114】图 6-3-8上一页返回首页下一页高三一轮总复习AN 板带负电BM、N
15、 板之间的场强大小为 3mgqC小球从静止到与 M 板接触前的瞬间，合力对小球做的功为 3mgdDM、N 板之间的电势差为mgdq上一页返回首页下一页高三一轮总复习D 小球带正电，受到的电场力方向与电场方向相同，所以 N 板带正电，A错误；小球的运动方向就是小球所受合力方向，而小球的运动方向恰好在小球所受重力方向和电场力方向夹角的平分线上，所以电场力等于 mg，M、N 板之间的场强大小为 Emgq，B 错误；M、N 板之间的电势差为 UEdmgdq，D 正确；小球从静止到与 M 板接触前的瞬间，重力和电场力做的功都是 mgd，合力对小球做的功为 2mgd，C 错误上一页返回首页下一页高三一轮总
16、复习核心精讲1带电粒子在匀强电场中偏转时的两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时，偏移量和偏转角总是相同的证明：由 qU012mv20y12at212qU1md lv02上一页返回首页下一页高三一轮总复习tan qU1lmdv20得：y U1l24U0d，tan U1l2U0d(2)粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点 O 为粒子水平位移的中点，即 O 到偏转电场边缘的距离为l2.上一页返回首页下一页高三一轮总复习2带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系当讨论带电粒子的末速度 v 时，也可以从能量的角度进行求解：qUy12mv212mv2
17、0，其中 UyUdy，指初、末位置间的电势差上一页返回首页下一页高三一轮总复习师生共研(多选)(2015天津高考)如图 6-3-9 所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场 E1，之后进入电场线竖直向下的匀强电场 E2发生偏转，最后打在屏上整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么()图 6-3-9上一页返回首页下一页高三一轮总复习A偏转电场 E2 对三种粒子做功一样多B三种粒子打到屏上时的速度一样大C三种粒子运动到屏上所用时间相同D三种粒子一定打到屏上的同一位置【合作探讨】(1)氕核、氘核、氚核三种粒子有什么不同点和相同点？提示：三种粒子的符号分别
18、为：11H、21H、31H，相同点是均带有一个单位的正电荷，qe.不同点是质量数不同，分别是 1、2、3，即质量之比为 123.上一页返回首页下一页高三一轮总复习(2)如何分析在 E2 中电场力对三种粒子的做功多少？提示：因电场力 qE2 为恒力，故由 WqE2y 分析，而 y 是在 E2 中的偏转位移，可由 y E2l24E1d分析AD 根据动能定理有 qE1d12mv21，得三种粒子经加速电场加速后获得的速度 v12qE1dm.在偏转电场中，由 lv1t2 及 y12qE2m t22得，带电粒子经偏转电场的侧位移 y E2l24E1d，则三种粒子在偏转电场中的侧位移大小相等，又三种粒子带电
19、荷量相同，根据 WqE2y 得，偏转电场 E2 对三种粒子做功一样多，选项 A正确；上一页返回首页下一页高三一轮总复习根据动能定理，qE1dqE2y12mv22，得到粒子离开偏转电场 E2 打到屏上时的速度 v22qE1dqE2ym，由于三种粒子的质量不相等，故 v2 不一样大，选项 B 错误；粒子打在屏上所用的时间 t dv12Lv1 2dv1Lv1(L为偏转电场左端到屏的水平距离)，由于 v1 不一样大，所以三种粒子打在屏上的时间不相同，选项C错误；根据vyqE2m t2及tan vyv1得，带电粒子的偏转角的正切值tan E2l2E1d，即三种带电粒子的偏转角相等，又由于它们的侧位移相等
20、，故三种粒子打到屏上的同一位置，选项 D 正确上一页返回首页下一页高三一轮总复习题组通关5(多选)(2015江苏高考)如图 6-3-10 所示，一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左不计空气阻力，则小球()【导学号：96622115】图 6-3-10A做直线运动B做曲线运动C速率先减小后增大D速率先增大后减小上一页返回首页下一页高三一轮总复习BC 小球运动时受重力和电场力的作用，合力 F 方向与初速度 v0 方向不在一条直线上，小球做曲线运动，选项 A 错误，选项 B 正确；将初速度 v0 分解为垂直于 F 方向的 v1 和沿 F 方向的 v2，根据运动与力的关系，v
21、1 的大小不变，v2先减小后反向增大，因此小球的速率先减小后增大，选项 C 正确，选项 D 错误上一页返回首页下一页高三一轮总复习6如图 6-3-11 所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为 L，板间距离为 d，在板右端 L 处有一竖直放置的光屏 M，一带电荷量为 q、质量为 m 的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在 M 屏上，则下列结论正确的是()图 6-3-11A板间电场强度大小为mgqB板间电场强度大小为mg2qC质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等D质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间上一页返回首页下一页高三一轮总复习C 根据质点垂直打在 M 屏上
22、可知，质点在两板中央运动时向上偏转，在板右端运动时向下偏转，mgqE，选项 A、B 错误；根据运动的分解和合成，质点沿水平方向做匀速直线运动，质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等，选项 C 正确、D 错误上一页返回首页下一页高三一轮总复习典题示例 如图 6-3-12 所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道，处于水平向右的匀强电场中，带负电荷的小球从高为 h 的 A 处由静止开始下滑，沿轨道 ABC 运动并进入圆环内做圆周运动已知小球所受电场力是其重力的 3/4，圆环半径为 R，斜面倾角为 60，sBC2R.若使小球在圆环内能做完整的圆周运动，h 至少为多少？(sin 37
23、0.6，cos 370.8)图 6-3-12上一页返回首页下一页高三一轮总复习【规范解答】小球所受的重力和电场力都为恒力，故可将两力等效为一个力 F，如图所示可知 F1.25mg，方向与竖直方向成37角由图可知，小球做完整的圆周运动的临界点是 D 点，设小球恰好能通过 D 点，即达到 D 点时圆环对小球的弹力恰好为零上一页返回首页下一页高三一轮总复习由圆周运动知识得：Fmv2DR，即：1.25mgmv2DR由动能定理有：mg(hRRcos 37)34mg(hcot 2RRsin 37)12mv2D，联立解得 h7.7R.【答案】7.7R上一页返回首页下一页高三一轮总复习带电体在匀强电场和重力场
24、组成的复合场中的运动问题，是高中物理教学中一类重要而典型的题型对于这类问题，若采用常规方法求解，过程复杂，运算量大若采用“等效法”求解，则能避开复杂的运算，过程比较简捷先求出重力与电场力的合力，将这个合力视为一个“等效重力”，将 aF合m 视为“等效重力加速度”，再将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解即可上一页返回首页下一页高三一轮总复习题组通关7(多选)如图 6-3-13 所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为 m、电荷量为q 的小球，系在一根长为 L 的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕 O 点做圆周运动AB 为圆周的水平直径，CD 为竖直直径已知重力加速度为 g
25、，电场强度 Emgq.下列说法正确的是()【导学号：96622116】图 6-3-13上一页返回首页下一页高三一轮总复习A若小球在竖直平面内绕 O 点做圆周运动，则它运动的最小速度为 gLB若小球在竖直平面内绕 O 点做圆周运动，则小球运动到 B 点时的机械能最大C若将小球在 A 点由静止开始释放，它将在 ACBD 圆弧上往复运动D若将小球在 A 点以大小为 gL的速度竖直向上抛出，它将能够到达 B 点上一页返回首页下一页高三一轮总复习BD 因为电场强度 Emgq，所以小球所受电场力大小也为 mg，故小球所受合力大小为 2mg，方向斜向右下方，与竖直方向夹角为 45，故小球通过圆弧 AD 的中点时速度最小，此时满足 2mgmv2minL，因此小球在竖直面内圆周运动的最小速度 vmin2gL，A项错误；由功能关系知，物体机械能的变化等于除重力、弹簧的弹力之外的力所做的功，小球在竖直平面内绕 O 点做圆周运动，运动到 B 点时，电场力做功最多，故运动到 B 点时小球的机械能最大，B 项正确；小球在 A 点由静止开始释放后，将沿合外力方向做匀加速直线运动，C 项错误；若将小球以 gL竖直向上抛出，经时间 t2 gLg回到相同高度，其水平位移 s12qEm t22L，故小球刚好运动到 B 点，D 项正确上一页返回首页下一页高三一轮总复习课时强化练（二十）点击图标进入
