第二章 静电场的应用 学案-2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第三册

李兆基中学高二物理期末复习资料2——静电场的应用 一、电容器及其应用： 1、电容器充放电过程(图3)：（电源给电容器充电）S A B L C 充电过程S-A：电源的电能转化为电容器的电场能 放电过程S-B：电容器的电场能转化为其他形式的能 （如图为内能、光能） 2、电容：（1）定义式： ——定义式。（适用所有电容器）图4 ——电容的决定式（适用于平行板电容器） （4）单位：法拉F，微法μF，皮法pF 1pF= μF= F 1F=1C/V （5）特点：①不能说C由Q或U决定，但可说Q由C和U共同决定。 ②电容器的带电量Q是指一个极板带电量的绝对值。 ③ ▲电容器始终与电源相连，则电容器的电压U不变。 ▲电容器充电完毕，再与电源断开，则电容器的带电量Q不变。 ④在有关电容器动态问题的讨论中，技巧：区分接通电源和断开电源两种情况，应用以下三个公式： = 例题1.(多选)由电容器电容的定义式C＝可知(　　) A.若电容器不带电，则电容C为零 B.电容C与电容器所带电荷量Q成正比 C.电容C与所带电荷量Q多少无关 D.电容在数值上等于使两板间的电压增加1 V时所需增加的电荷量 例题2.(平行板电容器的动态分析)如图所示，两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器，极板N与静电计金属球相连，极板M和静电计的外壳均接地，用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U。在两极板相距为d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容器所带的电荷量Q不变，下面的操作中将使静电计指针张角变大的是(　 　) A.仅将M板向下平移 B.仅将M板向右平移 C.仅在M、N之间插入云母板(相对介电常数大于1) D.仅在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触 例题3.(多选)(2020·烟台市期末)如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b分别与电池两极相连，开始时开关S闭合，发现在距两板距离相等的P点有一个带电液滴处于静止状态，然后断开开关，并将b板向下平移一小段距离，稳定后，下列说法中正确的是(　 　) A.液滴将加速向下运动 B.液滴将保持不动 C.P点电势升高，液滴在P点时电势能减小D.P点电势升高，液滴在P点时电势能增大 例题4.如图所示的是一个电容式传感器，在金属a的外面涂一层绝缘的电介质后放在导电液体中构成一个电容器，a与导电液体就是该电容器的两极，今使该电容器充电后与电源断开，并将a与静电计的导体球相连，插入导电液体中的电极b与静电计外壳相连，则当导电液体深度h变大时（ ) A.电容器的电容将变小 B. 引起两极间正对面积变大 C. 电容器两极间的电压将变大 D. 静电计指针偏角将不变 二、带电粒子在电场中的运动（平衡问题，加速问题，偏转问题） 【注意】▲基本粒子不计重力，但不是不计质量，如质子（），电子，α粒子（）氘（），氚（）,各种离子。 ▲微粒、油滴、小球、尘埃一般情况下都要计算重力。 3、加速问题：初速度，运动方向与电场线平行。 （1）动力学角度：只受电场力Eq（不计重力），粒子的加速度为 ，，则图6 加速问题 v0 v （2）由动能定理，， （注意：如果，则） ★此方法不需知道d，十分简便。解题时优先选择动能定理 ★若两极板间是非匀强电场，仍然适用。 例题5．如图所示，有一质量为 m、带电荷量为 q 的小球，静止在水平向右的电场中，现剪短细线，可以判定（ ） A．油滴在电场中做抛物线运动 B．自由落体运动 C．油滴在电场中做匀加速直线运动 D．油滴运动到极板上的时间只取决于两板间距离 例题6.(多选）如图，A板的电势UA=0，B板的电势UB随时间的变化规律 如图所示．电子只受电场力的作用，且初速度为零，则下面可能发生的是（ ） A．若电子在t=0时刻进入的，它将一直向B板运动 B．若电子在t=0时刻进入的，它将时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上 C．若电子在时刻进入的，它将时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上 D．若电子是在时刻进入的，它将时而向B板、时而向A板运动 4、偏转问题——类平抛运动 解决两类问题：①怎样出去：求v的大小和方向；②从哪里出去：求偏移量y。 思路：先把运动进行分解，求出分速度vy和分位移y，再进行合成求v。 下面以由两极板间中点射入为例，假设粒子能飞出电场： （1）在垂直电场线的方向： vx= v0 ————①， L=v0t ————② （2）在平行电场线的方向： ————③ ————④ ————⑤ ————⑥ (3)两个重要推论 ▲粒子从偏转电场中射出时，其速度方向的反向延长线与初速度方向的延长线交于