第8章 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动（PPT课件）-【正禾一本通】2024高考物理高三一轮总复习高效讲义（老教材老高考）

2024版·物理（②） 第八章 静电场 第3讲　电容器 带电粒子在 电场中的运动 绝缘 靠近 绝对值 异种电荷 电场能 电荷量Q 正比 反比 匀速直线 匀加速直线 运动的合成与分解 偏转电极 × √ × √ 【课标解读】 　1.了解电容器，理解什么是电容，掌握平行板电容器的动态分析问题。2.会用动力学观点和能量观点解决电场作用下的直线运动。3.应用带电粒子在匀强电场中的偏转规律解决问题。4.会分析带电粒子在重力、电场力作用下的偏转问题。 备考第1步——梳理教材基础，落实必备知识 一、电容器和电容 1．电容器 (1)组成：由两个彼此____又相互____的导体组成。 (2)带电荷量：一个极板所带电荷量的______。 (3)电容器的充、放电[1] ①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________，电容器中储存电场能。 ②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。 注解[1] 充电过程中Q、U、E均增大，放电过程反之。放电过程 电流随时间变化I ­t图像的面积表示电容器减少的电荷量。如图 1012 2．电容[2] (1)定义：电容器所带的________与电容器两极板之间的电势差U之比。 (2)定义式：C＝__，单位：法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)。1 F＝______μF＝____________pF。 (3)意义：表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。 注解[2] 比值定义法，C的大小只由电容器本身的结构决定。 3．平行板电容器 (1)影响因素：平行板电容器的电容与极板的正对面积成____，与电介质的相对介电常数成正比，与极板间距离成____。 (2)决定式：C＝ eq \f(εrS,4πkd) ，k为静电力常量。 eq \f(Q,U) 106 二、带电粒子在电场中的加速和偏转　示波管 1．加速问题 (1)在匀强电场中：W＝qEd＝qU＝ eq \f(1,2) mv2－ eq \f(1,2) mv02。 (2)在非匀强电场中：W＝qU＝ eq \f(1,2) mv2－ eq \f(1,2) mv02。 2．偏转问题 (1)运动情况：如果带电粒子以初速度v0垂直电场方向进入匀强电场中，则带电粒子在电场中做类平抛运动，如图所示。[3] (2)处理方法：将粒子的运动分解为沿初速度方向的________运动和沿电场力方向的__________运动。根据________________的知识解决有关问题。 (3)基本关系式：运动时间t＝ eq \f(l,v0) ，加速度a＝ eq \f(F,m) ＝ eq \f(qE,m) ＝ eq \f(qU,md) ，偏移的距离y＝ eq \f(1,2) at2＝ eq \f(qUl2,2mdv02) ，偏转角θ的正切值tan θ＝ eq \f(vy,v0) ＝ eq \f(at,v0) ＝ eq \f(qUl,mdv02) 。 注解[3] 两个有用的结论：①粒子飞出偏转电场时“速度的反向延长线，通过垂直电场方向的位移的中点”。②不同带电粒子从同一电场加速再进入同一偏转电场，所有粒子都从同一点射出，荧光屏上只有一个亮斑。 3．示波管的构造(如图所示) (1)电子枪；(2)________；(3)荧光屏。 基础小题自测 1．判断下列说法的正误。 (1)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比。(　　) (2)放电后的电容器电荷量为零，但电容并不为零。(　　) (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。(　　) 2．(多选)特斯拉线圈是一种制造人工闪电的装置，该装置的简化结构如图所示。金属顶端和大地构成一个特殊的电容器。顶端放电后，“电荷补充线圈”给顶端补充电荷，因而能持续放电。设顶端与大地间电压为U，顶端带电荷量为Q，下列说法正确的是(　　) A．充电过程中，该电容器的电容不变 B．放电过程中，该电容器的电容增大 C．Q不变时，若顶端离地面越近，则U越小 D．Q不变时，若顶端离地面越近，则U越大 解析：选AC。电容器的电容由电容器本身性质决定，充放电不改变其电容，故A正确，B错误；根据C＝ eq \f(εrS,4πkd) ＝ eq \f(Q,U) 可知若Q不变，顶端离地面越近，即d越小，则C越大，所以U越小，故C正确，D错误。 3．如图所示，水平放置的两半圆形金属极板由绝缘转轴连接，下极板固定，上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动，也可上下平移，起初两极板边缘对齐，上极板通过开关S与电源正极相连，下极板接地后与电源负极相连。初始时开关S闭合，板间有一带电粒子P恰好处于静止状态。忽略边缘效应，关于两极板组成