高考物理一輪復習 第六章第3單元電容器 帶電粒子在電場中的運動課件 新人教版（安徽 北京專版）

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1、思維啟動思維啟動 如圖如圖631所示，絕緣開口金屬球殼所示，絕緣開口金屬球殼A已帶電，現(xiàn)把驗電器甲的小金屬球與已帶電，現(xiàn)把驗電器甲的小金屬球與A球殼的內壁用導線相連，另外把一絕球殼的內壁用導線相連，另外把一絕緣的金屬小球緣的金屬小球B與球殼與球殼A的內壁相接觸后的內壁相接觸后 圖圖631再與驗電器乙的金屬小球相接觸，驗電器乙距球殼再與驗電器乙的金屬小球相接觸，驗電器乙距球殼A足足夠遠，那么驗電器甲的金屬箔片夠遠，那么驗電器甲的金屬箔片_，驗電器乙的，驗電器乙的金屬箔片金屬箔片_。(填填“張開張開”或或“不張開不張開”)提示：提示：處于靜電平衡的金屬球殼，由于電荷間的相互排處于靜電平衡的金屬球殼

2、，由于電荷間的相互排斥的作用力，電荷間的距離盡量變大，所以電荷分布在斥的作用力，電荷間的距離盡量變大，所以電荷分布在金屬球殼的外表面上，在金屬球殼的內表面沒有凈電荷金屬球殼的外表面上，在金屬球殼的內表面沒有凈電荷的分布。驗電器甲與的分布。驗電器甲與A球殼相連時，與金屬球殼構成一個球殼相連時，與金屬球殼構成一個導體，相當于金屬球殼的遠端，則帶有電荷，從而使金導體，相當于金屬球殼的遠端，則帶有電荷，從而使金屬箔片張開；同理，得出驗電器乙不會帶電，故金屬箔屬箔片張開；同理，得出驗電器乙不會帶電，故金屬箔片不張開。片不張開。應用升級應用升級1電工穿的高壓作業(yè)服是用銅絲編織的，下列說法正確電工穿的高壓作

3、業(yè)服是用銅絲編織的，下列說法正確的是的是()A銅絲編織的衣服不易拉破，所以用銅絲編織銅絲編織的衣服不易拉破，所以用銅絲編織B電工被銅絲編織的衣服包裹，使體內電勢保持為電工被銅絲編織的衣服包裹，使體內電勢保持為 零，對人體起保護作用零，對人體起保護作用C電工被銅絲編織的衣服包裹，使體內電場強度保電工被銅絲編織的衣服包裹，使體內電場強度保 持為零，對人體起保護作用持為零，對人體起保護作用D銅絲必須達到一定厚度，才能對人體起到保護作用銅絲必須達到一定厚度，才能對人體起到保護作用解析：解析：金屬殼可以起到靜電屏蔽的作用，使殼內部不金屬殼可以起到靜電屏蔽的作用，使殼內部不受外部電場的影響。受外部電場的影

4、響。答案：答案：C思維啟動思維啟動 用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素(如圖如圖632)。設兩極板正對面積為。設兩極板正對面積為S，極板間的距離為，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為靜電計指針偏角為。實驗中，極板所帶電荷量不變，若：。實驗中，極板所帶電荷量不變，若：圖圖632(1)保持保持S不變，增大不變，增大d，則，則_；(2)保持保持d不變，減小不變，減小S，則，則_。提示：提示：電容器充滿電后，顯然是電荷量不變，當電容器充滿電后，顯然是電荷量不變，當S不變、不變、d增大時，增大時，U增大，所以增大，所以增大；若保持增大；若保持

5、d不變，減小不變，減小S，則，則場強變強，場強變強，U增大，增大，增大。增大。(2)電容器兩類動態(tài)變化的分析比較：電容器兩類動態(tài)變化的分析比較： 第一類動態(tài)變化：兩極板間電壓第一類動態(tài)變化：兩極板間電壓U恒定不變。恒定不變。第二類動態(tài)變化：電容器所帶電荷量第二類動態(tài)變化：電容器所帶電荷量Q恒定不變。恒定不變。解析：解析：電容器的電容和它所帶的電荷量無關，和板間的電電容器的電容和它所帶的電荷量無關，和板間的電壓無關，只由電容器本身的結構來決定。因此壓無關，只由電容器本身的結構來決定。因此A、B、C都都不正確，故選不正確，故選D。答案：答案：D知識聯(lián)動知識聯(lián)動1帶電粒子在電場中運動時重力的處理帶電

6、粒子在電場中運動時重力的處理(1)基本粒子：如電子、質子、基本粒子：如電子、質子、粒子、離子等，除有說粒子、離子等，除有說 明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽但并不忽 略質量略質量)。(2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說 明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。應用升級應用升級3如圖如圖633所示，質子所示，質子( H)和和粒子粒子( He)以相同的初動能垂直射入偏轉以相同的初動能垂直射入偏轉電場電場(粒子不計重力粒子不計重力)，則這兩個粒子，則

7、這兩個粒子 圖圖633射出電場時的側位移射出電場時的側位移y之比為之比為 ()A1 1 B1 2C2 1 D1 41142答案：答案：B典題例析典題例析例例1如圖如圖634所示，平行板電容器與電動勢為所示，平行板電容器與電動勢為E的的直流電源直流電源(內阻不計內阻不計)連接，下極板接地。一帶電油滴位于連接，下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的電容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器點且恰好處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，則的上極板豎直向上移動一小段距離，則 () 圖圖634A帶電油滴將沿豎直方向向上運動帶電油滴將沿豎直方向向上運動BP點的電勢將降低點的電

8、勢將降低C帶電油滴的電勢能將減小帶電油滴的電勢能將減小D若電容器的電容減小，則極板帶電荷量將增大若電容器的電容減小，則極板帶電荷量將增大答案答案B拓展訓練拓展訓練1靜電計是在驗電器的基礎上制成的，用其指針張角的靜電計是在驗電器的基礎上制成的，用其指針張角的大小來定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢差大小。大小來定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢差大小。如圖如圖635所示，所示，A、B是平行板電容器的兩個金屬是平行板電容器的兩個金屬板，板，G為靜電計。開始時開關為靜電計。開始時開關S閉合，靜電計指針張開閉合，靜電計指針張開一定角度，為了使指針張開的角度增大些，下列采取一定角度，為了使指針張開的角度增大

9、些，下列采取的措施可行的是的措施可行的是()圖圖635A斷開開關斷開開關S后，將后，將A、B分開些分開些B保持開關保持開關S閉合，將閉合，將A、B兩極板分開些兩極板分開些C保持開關保持開關S閉合，將閉合，將A、B兩極板靠近些兩極板靠近些D保持開關保持開關S閉合，將變阻器滑動觸頭向右移動閉合，將變阻器滑動觸頭向右移動答案：答案：A知識檢索知識檢索討論帶電粒子在電場中做直線運動討論帶電粒子在電場中做直線運動(加速或減速加速或減速)的方法：的方法：(1)能量方法能量方法能量守恒定律；能量守恒定律；(2)功能關系功能關系動能定理；動能定理；(3)力和加速度方法力和加速度方法牛頓運動定律，勻變速直線運動

10、牛頓運動定律，勻變速直線運動公式。公式。典題例析典題例析例例2如圖如圖636甲所示，在水平地面上固定一傾角甲所示，在水平地面上固定一傾角為為的光滑絕緣斜面，斜面處于電場強度大小為的光滑絕緣斜面，斜面處于電場強度大小為E、方向、方向沿斜面向下的勻強電場中。一勁度系數(shù)為沿斜面向下的勻強電場中。一勁度系數(shù)為k的絕緣輕質彈的絕緣輕質彈簧的一端固定在斜面底端，整根彈簧處于自然狀態(tài)。一簧的一端固定在斜面底端，整根彈簧處于自然狀態(tài)。一質量為質量為m、帶電荷量為、帶電荷量為q(q0)的滑塊從距離彈簧上端為的滑塊從距離彈簧上端為s0處靜止釋放，滑塊在運動過程中電荷量保持不變，設處靜止釋放，滑塊在運動過程中電荷量

11、保持不變，設滑塊與彈簧接觸過程沒有機械能損失，彈簧始終處在彈滑塊與彈簧接觸過程沒有機械能損失，彈簧始終處在彈性限度內，重力加速度大小為性限度內，重力加速度大小為g。圖圖636(1)求滑塊從靜止釋放到與彈簧上端接觸瞬間所經歷的求滑塊從靜止釋放到與彈簧上端接觸瞬間所經歷的時間時間t1；(2)若滑塊在沿斜面向下運動的整個過程中最大速度大若滑塊在沿斜面向下運動的整個過程中最大速度大小為小為vm，求滑塊從靜止釋放到速度大小為，求滑塊從靜止釋放到速度大小為vm的過程中的過程中彈簧的彈力所做的功彈簧的彈力所做的功W；(3)從滑塊靜止釋放瞬間開始計時，請在圖從滑塊靜止釋放瞬間開始計時，請在圖636乙中畫出乙中

12、畫出滑塊在沿斜面向下運動的整個過程中速度與時間關系滑塊在沿斜面向下運動的整個過程中速度與時間關系vt圖圖像。圖中橫坐標軸上的像。圖中橫坐標軸上的t1、t2及及t3分別表示滑塊第一次與彈簧分別表示滑塊第一次與彈簧上端接觸、第一次速度達到最大值及第一次速度減為零的時上端接觸、第一次速度達到最大值及第一次速度減為零的時刻，縱坐標軸上的刻，縱坐標軸上的v1為滑塊在為滑塊在t1時刻的速度大小，時刻的速度大小，vm是題中是題中所指的物理量。所指的物理量。思路點撥思路點撥本題考查勻變速直線運動規(guī)律、共點力的本題考查勻變速直線運動規(guī)律、共點力的平衡、動能定理、牛頓運動定律等知識，解答時要分平衡、動能定理、牛頓

13、運動定律等知識，解答時要分階段應用不同的規(guī)律列方程求解。階段應用不同的規(guī)律列方程求解。(3)如圖所示。如圖所示。 拓展訓練拓展訓練 2.如圖如圖637所示，板長所示，板長L4 cm的平行板的平行板電容器，板間距離電容器，板間距離d3 cm，板與水平線，板與水平線夾角夾角37，兩板所加電壓為，兩板所加電壓為U100 V，有一帶負電液滴，帶電荷量為有一帶負電液滴，帶電荷量為q31010 C，圖，圖637以以v01 m/s的水平速度自的水平速度自A板邊緣水平進入電場，在電場中板邊緣水平進入電場，在電場中仍沿水平方向并恰好從仍沿水平方向并恰好從B板邊緣水平飛出，取板邊緣水平飛出，取g10 m/s2。求

14、：求：(1)液滴的質量；液滴的質量；(2)液滴飛出時的速度。液滴飛出時的速度。答案：答案：(1)8108 kg(2)1.32 m/s知識檢索知識檢索 帶電粒子在電場中的運動，綜合了靜電場和力學帶電粒子在電場中的運動，綜合了靜電場和力學的知識，分析方法和力學的分析方法基本相同：先分的知識，分析方法和力學的分析方法基本相同：先分析受力情況再分析運動狀態(tài)和運動過程；然后選用恰析受力情況再分析運動狀態(tài)和運動過程；然后選用恰當?shù)囊?guī)律解題。當?shù)囊?guī)律解題。典題例析典題例析例例3如圖如圖638為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出發(fā)出(初速度可忽略不計初速度可忽略不計)，經

15、燈絲與，經燈絲與A板間的電壓板間的電壓U1加速，加速，從從A板中心孔沿中心線板中心孔沿中心線KO射出，然后進入兩塊平行金屬板射出，然后進入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉電場中形成的偏轉電場中(偏轉電場可視為勻強電場偏轉電場可視為勻強電場)，電子進入，電子進入M、N間電場時的速度與電場方向垂直，電子經過電場后打間電場時的速度與電場方向垂直，電子經過電場后打在熒光屏上的在熒光屏上的P點。已知點。已知M、N兩板間的電壓為兩板間的電壓為U2，兩板間，兩板間的距離為的距離為d，板長為，板長為L，電子的質量為，電子的質量為m，電荷量為，電荷量為e，不計，不計電子受到的重力及它們之間的相互作用力。電子受到的

16、重力及它們之間的相互作用力。圖圖638(1)求電子穿過求電子穿過A板時速度的大??；板時速度的大?。?2)求電子從偏轉電場射出時的側移量；求電子從偏轉電場射出時的側移量；(3)若要電子打在熒光屏上若要電子打在熒光屏上P點的上方，可采取哪些點的上方，可采取哪些 措施？措施？思路點撥思路點撥(1)電子在燈絲與電子在燈絲與A板間的運動中，可用動能板間的運動中，可用動能定理求穿過定理求穿過A板時的速度大??；板時的速度大小；(2)電子在偏轉電場中做類平拋運動，沿極板方向的分運動電子在偏轉電場中做類平拋運動，沿極板方向的分運動確定運動時間，垂直極板方向做勻加速運動，從而求出側確定運動時間，垂直極板方向做勻加

17、速運動，從而求出側移量的表達式；移量的表達式；(3)由側移量表達式中的相關物理量分析應采取的措施。由側移量表達式中的相關物理量分析應采取的措施。AU2U1，E2E1BU22U1，E24E1CU2U1，E22E1DU22U1，E22E1答案：答案：C 2(2010浙江高考浙江高考)請用學過的電學知識判斷下列說法正請用學過的電學知識判斷下列說法正確的是確的是()A電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全B制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好C小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死D打雷時，呆在汽車里比呆在木屋里要危險打雷時，呆在汽車

18、里比呆在木屋里要危險答案：答案：B3.(2012武漢檢測武漢檢測)如圖如圖6310所示，所示， 矩形區(qū)域矩形區(qū)域ABCD內存在豎直向下的勻內存在豎直向下的勻 強電場，兩個帶正電的粒子強電場，兩個帶正電的粒子a和和b以相以相 同的水平速度射入電場，粒子同的水平速度射入電場，粒子a由頂點由頂點 圖圖6310 A射入，從射入，從BC的中點的中點P射出，粒子射出，粒子b由由AB的中點的中點O射入，射入， 從頂點從頂點C射出。若不計重力，則射出。若不計重力，則a和和b的比荷的比荷(即粒子的電荷即粒子的電荷 量與質量之比量與質量之比)是是 () A1 2 B2 1 C1 8 D8 1答案：答案：D4(2012六安模擬六安模擬)如圖如圖6311所示，所示，質量為質量為m，電荷量為，電荷量為q的帶電粒子以的帶電粒子以初速初速v0進入場強為進入場強為E的勻強電場中，的勻強電場中， 圖圖6311極板的長度為極板的長度為L，電容器極板中央到光屏的距離也是，電容器極板中央到光屏的距離也是L。已知帶電粒子打到光屏的已知帶電粒子打到光屏的P點，求偏移量點，求偏移量OP的大小。的大小。