内容正文:
课时3 电容器 带电粒子在电场中的运动
基础梳理
一、电容器 电容
1.电容器
(1)组成:由两个彼此 又相距 的导体组成。
(2)带电荷量Q:一个极板所带电荷量的 。
(3)电容器的充、放电。
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 。
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。
(4)加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度,超过这个限度,电介质将被击穿,电容器损坏。这个极限电压叫作击穿电压。电容器外壳上标的是工作电 压,数值比击穿电压低。
绝缘
很近
绝对值
异种电荷
电场能
电场能
(2)单位:法拉(F),1 F=106 μF=1012 pF。
3.平行板电容器
(1)影响因素:平行板电容器的电容与 成正比,与电介质的相对介电常数成 比,与 成反比。
正对面积
正
两极板间距离
电压
②充电后断开电源,则电容器所带的 不变。
电荷量
二、带电粒子在电场中的运动
(2)适用范围:任何电场。
2.带电粒子在电场中的偏转
(1)条件分析:带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场。
(2)运动性质: 运动。
(3)处理方法:分解成 的两个分运动,类似于 。
(4)运动规律。
①沿初速度方向做 运动,运动时间,
匀变速曲线
相互垂直
平抛运动
匀速直线
②沿静电力方向,做 运动。
匀加速直线
3.示波管的构造
① ;②偏转电极;③荧光屏。(如图所示)
电子枪
夯实考点
[例1] 下列关于电容器的相关知识描述正确的是( )
A.图甲为电容器充电示意图,充完电后电容器上极板
带正电,两极板间的电压U等于电源的电动势E
B.图乙为电容器放电示意图,若电容器上极板带电荷量为+Q,则放电过程中通过电流表的电流方向从右向左,流过的总电荷量为2Q
C.图丙为电解电容器的实物图和符号,图丁为可变电容器及其符号,两种电容器使用时都严格区分正负极
D.图戊中的电容器上有“5.5 V 1.0 F”字样,说明该电容器只有两端加上 5.5 V的电压时电容才为1.0 F
电容器 电容
A
解析:题图甲为电容器充电过程,电容器上极板与电源的正极相连,同时两极板间的电压U等于电源的电动势E,故A正确;题图乙为电容器放电过程,若电容器上极板带电荷量为+Q,则放电过程中通过电流表的电流方向从右向左,且流过的总电荷量为Q,故B错误;题图丙为电解电容器的实物图和符号,题图丁为可变电容器及其符号,前者电容器使用时严格区分正负极,后者不用,故C错误;题图戊中的电容器上有“5.5 V 1.0 F”字样,说明该电容器的额定电压为 5.5 V,而电容与电容器的电压及电荷量均无关,故D错误。
[变式1] 把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先使开关S与1端相连,电源向电容器充电;然后把开关S掷向2端,电容器放电。与电流传感器相连接的计算机所记录这一过程中电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。下列关于这一过程的分析,正确的是( )
A.在形成电流曲线1的过程中,电容器两极板间的电压逐渐减小
B.在形成电流曲线2的过程中,电容器的电容逐渐减小
C.曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积
D.S接1端,只要时间足够长,电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E
C
解析:曲线1是电容器的充电过程,曲线2是电容器的放电过程,在形成电流曲线1的过程中,电容器两极板间的电压会随着所带电荷量的增加而逐渐增大,故A错误;电容器的电容不随电压、电流的变化而变化,故B错误;曲线1与横轴所围面积是充电的电荷量,曲线2与横轴所围面积是放电的电荷量,充电电荷量等于放电电荷量,故C正确;当S接1端时,无论时间多长,电容器两极板间的电压都不可能大于电源电动势E,故D错误。
[例2] 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电
B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小
C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大
D.实验中,只增加极板的带电荷量,静电计指针的张角变大,表明电容增大
电容器的动态分析
A
[变式2] 在我们的日常生活中会发生很多静电现象。有一次,某同学的手指靠近金属门把手时,如图所示,突然有一种被电击的感觉。这是因为运动摩擦使身体带电,当手指靠近门把手时,二者之间产生了放电现