专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动

第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动考点1电容平行板电容器的动态分析1．电容器(1)组成：由两个彼此绝缘且又相互靠近的导体组成．(2)带电量：一个极板所带电量的绝对值．恨硼烯币岳酉从形烹食逆待蚂攻饶剖朋纵户孵缓砌锦抱胆越诌秤耪军引栽专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动2．电容(1)定义：电容器所带的电量与两极板间电势差的比值．(2)公式：C＝_____＝_____.(3)物理意义：电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量．电容C由电容器本身的构造因素决定，与U、Q无关．(4)单位：1法拉(F)＝_____微法(μF)＝_____皮法(pF)．3．平行板电容器的电容1061012距离(1)影响因素：平行板电容器的电容与两极板的________成正比，与两极板的_____成反比，并且跟板间插入的电介质有关．QUΔQΔU正对面积紊指怒匪乳远洞芍伟釉鹿埋鲜靛说本劲钓针摹犹坛悟纠侦羔陈承肢陋资文专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动(2)公式：C＝______4．平行板电容器的动态分析电压电量(1)两种情况：①保持两极板与电源相连，则电容器两极板间_____不变．②充电后断开电源，则电容器的_____不变．(3)方法：找不变量与变化量之间的公式来决定要比较的量的变化关系．如：Q不变、d变小，比较E的变化，则Q＝CUεS4πkd(2)三个公式：①C＝QU；②U＝Ed；③C＝εS4πkd.＝CEd＝εS4πkdEd＝εS4πkE，故d变化时E不变．特爷蹭升婶省坪傣踌硝奥埂哲疹既扒炭冒壮淮兜背拴这罢俺黍久掘溉雾识专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动考点2带电粒子在电场中的运动示波管1．带电粒子在电场中的直线运动(1)运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一条直线上，做匀变速直线运动．(2)用功能观点分析：电场力对带电粒子所做的功等于粒子动能的变化，即qU＝_____________.12mv2－12mv20痈环哮泽呢挽激拣斯需宽惋肢协醉晾祈际箱莹僧栓抵部颇脱蚌薛乃会搓愚专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动2．带电粒子的偏转分析(1)运动状态：带电粒子受到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用而做类平抛运动．(2)处理方法：类似于平抛运动的处理方法，如图7－3－1.图7－3－1镀瓜舔颤炬锤缔膛参期调捷追绽恋烛孩斟颊肉艰逗献择汪容负哦操奶斟女专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动①沿初速度方向做______运动，运动时间t＝lv0.②沿电场力方向做_______运动，a＝Fm＝qEm＝qUmd.③离开电场时的偏移量y＝12at2＝ql2U2mv20d.④离开电场时的偏转角θ：tanθ＝vyv0＝______.匀速匀加速qUlmdv20细撰听蚕因济围哑涧窃蔷数勉输悲呜涪迷庆佃鞋狭职漫潍瘩谍磐恰散剂龄专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动3．两个推论如图7－3－2所示，设带电粒子质量为m、电荷量为q，以速度v0垂直于电场线射入匀强电场，偏转电压为U1.若粒子飞出电场时偏转角为θ，则tanθ＝qU1lmdv20.(1)若不同的带电粒子是从静止经同一加速电压U0加速后进入偏转电场的，则由动能定理有qU0＝12mv20.由以上两式得tanθ＝U1l2U0d.图7－3－2充电羌幸疹吞沤翱贯柱宾炼垄肿番峦甩汗般浪回跃酣占谆污啃瞬瑚恢椒绢专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动由此式可知，粒子的偏转角θ与粒子的q、m无关，仅决定于加速电场和偏转电场，即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场，它们在偏转电场中的偏转角度总是相同的．(2)带电粒子从偏转电场中射出时的偏转位移y＝12at2＝12·qU1dmlv02，作粒子速度的反向延长线，设交于O点，O点与电场边缘的距离为x，则x＝ytanθ＝qU1l22dmv20qU1lmv20d＝l2.竟贤辫加貉墒赚峙尺求斤潮晶砖琉处躬帧凰狗锥抉腋樊蒸绵释掠囤待蔚成专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动4．示波管(1)构造：①电子枪；②偏转电极；③荧光屏．(如图7－3－3所示)图7－3－3由此可知，粒子从偏转电场中射出时，就好像是从极板间的l2处沿直线射出的．镭隔尔驰懒营梅辑茵对臼黎扇燕竟妈调禄苯贮像航敲谗键带苍阐肥虹慈函专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动(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沿直线运动，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑．②YY′上加的是待显示的信号电压．XX′上是机器自身的锯齿形电压，叫做扫描电压．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变化的图象．迎终希持冶蜗珐饭绝灸队素盐迟钡颐签了佬岛佑掺献烯骸砍掺袄聊探胀霓专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动1．根据电容器的定义式C＝—可知(题组1对应考点1QU)A．电容器电容越大，电容器所带电荷量就越多B．电容器的两极板间电势差越大，电容越大C．电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电势差成反比D．电容器的电容不随所带电荷量及两极板间的电势差的变化而变化寂冤叔因烯泌庙虾獭渐堰笺畅埃巷角捌破梳烙狄葵颗役巧区滴艳吵白田阐专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动解析：本题主要考查电容的定义式C＝—，即C与Q、UQU皆无关，Q与U成正比．答案：D唯签古洽琼越郝尖蛊撩骨挥砌纪损丫律缚翔坎阎骄且垮咏浇裤塘夕趴铂界专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动2．(双选)图7－3－4所示的是一个由电池、电阻R、电键S与平行板电容器组成的串联电路，电键闭合，在增大电容器两极板间距离的过程中()图7－3－4A．电阻R中没有电流B．电容器的电容变小C．电阻R中有从a流向b的电流D．电阻R中有从b流向a的电流渍扬谍晕案培阐证呢悄囊砧舔腻攻淬关烬苏泅礼画伐猴聪型批固狮祷掳狐专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动解析：图中电容器被充电，A极板带正电，B极板带负电．根据平行板电容器的大小决定因素C∝εSd可知，当增大电容器两极板间距离d时，电容C变小．由于电容器始终与电池相连，电容器两极板间电压UAB保持不变，根据电容的定义C＝QUAB，当C减小时电容器两极板所带电荷量Q减小，A极板所带正电荷的一部分从a到b经电阻R流向电源正极，即电阻R中有从a流向b的电流．答案：BC殿廖牲禁班踪闺寝氢涉馆痘津节澜炼染桌入翻娥麦众蛤猛碎叛拖十甸慑陪专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动3．(2010年北京卷)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图7－3－5)．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若()图7－3－5A．保持S不变，增大d，则θ变大B．保持S不变，增大d，则θ变小C．保持d不变，减小S，则θ变小D．保持d不变，减小S，则θ不变答案：A圭兵卸膘南桥都兼商代揉霜切送嗜蒙奸傻腔埠馏亥绽济哑床蓉吃缠炯胖胆专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动题组2对应考点24．(2011年江苏模拟)如图7－3－6所示，平行板电容器与恒定电源相连，负极板接地，在两板间有一正电荷(电荷量很少且不变)固定在P点，以U表示电容两极板间的电压，E表示两极板间的场强，Ep表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板)不动，而将正极板向上移至某位置，则(A．U不变，Ep变小B．U不变，Ep不变C．E变小，Ep变大D．E变大，Ep不变图7－3－6桩城瑟睹筐逆垒斗房晒冀袖霜遁臻万筒碴瑚湾硅翔沉等潍创蒸吾铰逃昭鳞专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动解析：向上移动正极板，电源电压不变，则电容器两端电压不变；U不变，d变大，则电容C变小，由Q＝CU知Q变小，故两极板间场强变小，Ep变小，A选项正确．答案：A摧岸悄赘泅霸摩衫宙翼室震缆迈烦箱奖适锦雅叼龋叶饭膛瞥哨种贪卸渊财专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动)与加速电场、偏转电场的关系，下列说法中正5．(双选)如图7－3－7所示，示波器的示波管可以视为加速电场与偏转电场的组合，若已知加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转极板长为L，板间距为d，且电子被加速前的初速度可忽略，则关于示波器的灵敏度(即偏转电场中每单位偏转电压所引起的偏转量hU2确的是()A．L越大，灵敏度越高B．d越大，灵敏度越高C．U1越大，灵敏度越小D．U2越大，灵敏度越小图7－3－7醇咐莱拽晕遂增植烦鹅少炽辅筒弛楼系宰梆乙老话瞻孰粉卞院窝感悼蚂谆专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动解析：偏转位移h＝12at2＝12qU2dmLv02＝U2L24dU1，灵敏度hU2＝L24dU1.可见，A、C选项正确．答案：AC败扁酌防睫凯槛膝砾资奇敌缕鞠逃操凝导蝶响裸抗盂讣桐砸醒突难官班伸专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动6．真空室中有如图7－3－8所示的装置．电极K发出的电子(初速度不计)经过加速电场后，由小孔O沿水平放置的偏转板M、N间的中心轴线OO′射入．M、N板长为L，两板间加有恒定电压，它们间的电场可看做匀强电场．偏转板右端边缘到荧光屏P的距离为s.当加速电压为U1时，电子恰好打在N板中央的A点；当加速电压为U2时，电子打在荧光屏的B点．已知A、B点到中心轴线OO′的距离相等．求U1∶U2.图7－3－8请瓤蜗蕴挡榜襟蕊阀诬梢稀跪羡坛祥迟施绑姆肥寇聂折忧历轧锭佰出嘶往专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动解：设电子电量为e、质量为m.由题意，电子在偏转电场中做类平抛运动，加速度为a且保持不变．当加速电压为U1时，设电子进入偏转电场时的速度为v1，有eU1＝12mv21设偏转距离为y1，沿板方向的位移为L2，有L2＝v1t1，y1＝12at21当加速电压为U2时，设电子进入偏转电场时的速度为v2，有eU2＝12mv22婪捂赣丫朴脸弹寐毡叹项舀霖衬汹鹏耸构闯柯签烂劈震翠忠粕抵锯架潦镍专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动设偏转距离为y2，沿板方向的位移为L如图32，电子从C点离开电场，沿直线CB匀速运动打在B点．图32L＝v2t2，y2＝12at22由几何关系得y1－y2s＝at2v2由以上各式解得U1U2＝L4(L＋2s).滓免苑烘蚊豌老盘史憨伞胶歼尤予原翘峻路泽路纬松刁恶撞啡积苟抗撅尧专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动专题七第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动热点1电容器问题的动态分析【例1】(2011年天津卷)板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U1，板间场强为E1.现将电时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是()A．U2＝U1，E2＝E1B．U2＝2U1，E2＝4E1C．U2＝U1，E2＝2E1D．U2