2019-2020年高三物理《電容器與電容 帶電粒子在電場中的運動》復習導學案.doc
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2019-2020年高三物理《電容器與電容 帶電粒子在電場中的運動》復習導學案 班級： 組號： 姓名： 【學習目標】 1.理解電容的概念，會分析平行板電容器的兩類動態(tài)問題。 2.熟練掌握帶電粒子在電場中加速、偏轉(zhuǎn)問題的處理方法，理解示波器的原理。 【考點復習】 考點1、 電容器與電容 1．電容：(1)定義式：C= ；(2)單位：法拉(F)，1F=____μF=____pF；(3)決定因素：電容C的大小由電容器本身 決定，與電壓、電荷量_____。隨Q變化，也不隨電壓變化. 2．平行板電容器： （1）決定式： （口述平行板電容器的電容與哪些因素有關？什么關系？） （2）兩類動態(tài)問題：充電后與電池兩極相連，則 不變（若增大極板正對面積S，則C ，Q ，E ）；充電后與電池兩極斷開，則 不變（若增大極板正對面積S，則C ，U ，E ）。 考點2、帶電粒子在電場中的運動 1.帶電粒子在電場中的重力問題：電子、質(zhì)子、α粒子、離子等基本粒子，除有說明或 有明確的暗示以外，一般都 重力(但并不忽略質(zhì)量)；液滴、油滴、塵埃、小球等帶電顆粒，除有說明或有明確的暗示以外，一般都 重力。 2.帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)：帶電粒子_____于電場方向進入勻強電場，做 運動，處理方法類似于___________，利用三個基本方程（沿初速度方向：_________ 沿電場方向：__________ ）可以得到離開電場時的偏移量 ，離開電場時的偏轉(zhuǎn)角正切 ，比較和的表達式，寫出二者的關系式為 。若不同的帶電粒子從靜止經(jīng)同一加速電壓U0加速后進入偏轉(zhuǎn)電場，可推得偏移量 ， 偏轉(zhuǎn)角正切 。 考點3、示波管 如圖是示波管的構(gòu)造圖，如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′和YY′之間都沒有加電壓，則電子槍射出的電子沿直線運動，打在熒光屏______，在那里產(chǎn)生一個亮斑。請在右圖中畫出以下三種情況屏上亮線的形狀：（1）只在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上如圖甲所示UY=Umsinωt的電壓；（2）只在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上如圖乙所示的電壓；（3）在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上圖甲所示的電壓，同時在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上圖乙所示的電壓(設偏轉(zhuǎn)電壓頻率均較高)。 【對點訓練】 1．如圖，一個電容器與電池相連，增大電容器兩極板間的距離，則下列說法中正確的是( ) A.電容器電容增大 B.電容器極板電量增加 C.在增大極板間距離過程中，電路中電流方向如題圖所示 D.原來靜止在電容器極板間的電荷將向上加速運動 2.如圖所示，豎直放置的平行金屬板帶等量異種電荷，一帶電微粒沿圖中直線從a向b運動，下列說法中正確的是( ) A.微粒做勻速運動 B.微粒做勻加速運動 C.微粒電勢能增大 D.微粒動能減小 3．如圖所示，示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成.如果在熒光屏上P點出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的( ) A.極板X應帶正電 B.極板X′應帶正電 C.極板Y應帶正電 D.極板Y′應帶正電 【熱點考向1】平行板電容器動態(tài)問題分析 【例證1】如圖所示，平行板電容器AB兩極板水平放置，A在上方，B在下方，現(xiàn)將其和理想二極管串聯(lián)接在電源上，已知A和電源正極相連，二極管具有單向?qū)щ娦?，一帶電小球沿AB中心水平射入，打在B極板上的N點，小球的重力不能忽略，現(xiàn)通過上下移動A板來改變兩極板AB間距(兩極板仍平行)，則下列說法正確的是( ) A.若小球帶正電，當AB間距增大時，小球打在N的左側(cè) B.若小球帶正電，當AB間距減小時，小球打在N的左側(cè) C.若小球帶負電，當AB間距減小時，小球可能打在N的右側(cè) D.若小球帶負電，當AB間距增大時，小球可能打在N的左側(cè) 【互動探究】在【例證1】中，若去掉電路中的二極管，則正確的選項是( ) 【熱點考向2】帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 【例證2】如圖所示，真空中水平放置的兩個相同極板Y和Y′長為L，相距d，足夠大的豎直屏與兩板右側(cè)相距b.在兩板間加上可調(diào)偏轉(zhuǎn)電壓UYY′，一束質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子(不計重力)從兩板左側(cè)中點A以初速度v0沿水平方向射入電場且能穿出. (1)證明粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心O點； (2)求兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓UYY′的范圍；(3)求粒子可能到達屏上區(qū)域的長度. 【變式訓練】如圖所示為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出(初速度可忽略不計)，經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場)，電子進入M、N間電場時的速度與電場方向垂直，電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場后打在熒光屏上的P點.已知M、N兩板間的電壓為U2，兩板間的距離為d，板長為L，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計電子受到的重力及它們之間的相互作用力. (1)求電子穿過A板時速度的大?。? (2)求電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量； (3)若要使電子打在熒光屏上P點的上方，可采取哪些措施？ 【熱點考向3】帶電體運動中的力電綜合問題 【例證3】在足夠長的粗糙絕緣板A上放一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的小滑塊B.用手托住A置于方向水平向左、場強大小為E的勻強電場中，此時A、B均能靜止，如圖所示.現(xiàn)將絕緣板A從圖中位置 P垂直電場線移至位置Q，發(fā)現(xiàn)小滑塊B相對A發(fā)生了運動.為研究方便可以將絕緣板A的運動簡化成先勻加速接著勻減速到靜止的過程.測量發(fā)現(xiàn)豎直方向加速的時間為0.8 s，減速的時間為0.2 s.P、Q位置高度差為0.5 m.已知勻強電場的場強，A、B之間動摩擦因數(shù)μ=0.4,g取10 m/s2.求： (1)絕緣板A加速和減速的加速度大小分別為多大？ (2)滑塊B最后停在離出發(fā)點水平距離為多大處？ 【變式訓練】在空間中水平面MN的下方存在豎直向下的勻強電場，質(zhì)量為m的帶電小球由MN上方的A點以一定初速度水平拋出，從B點進入電場，到達C點時速度方向恰好水平，A、B、C三點在同一直線上，且AB=2BC，如圖所示.由此可見( ) A.電場力為3mg B.小球帶正電 C.小球從A到B與從B到C的運動時間相等 D.小球從A到B與從B到C的速度變化量相等 【雙基訓練】 1.根據(jù)電容器電容的定義式C=Q/U可知( ) A.電容器所帶的電荷量Q越多，它的電容就越大，C與Q成正比 B.電容器不帶電時，其電容為零 C.電容器兩極板之間的電壓U越高，它的電容就越小，C與U成反比 D.以上說法均不對 2.如圖所示，兩板間距為d的平行板電容器與電源連接，電鍵K閉合.電容器兩板間有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的微粒靜止不動.下列各敘述中正確的是( ) A.微粒帶的是正電 B.電源電動勢大小為 C.電鍵K斷開，把電容器兩板距離增大，微粒將向下做加速運動 D.保持電鍵K閉合，把電容器兩板距離增大，微粒將向下做加速運動 3.如圖所示，有一帶電粒子(不計重力)貼著A板沿水平方向射入勻強電場，當偏轉(zhuǎn)電壓為U1時，帶電粒子沿軌跡①從兩板右端連線的中點飛出；當偏轉(zhuǎn)電壓為U2時，帶電粒子沿軌跡②落到B板中間.設粒子兩次射入電場的水平速度相同，則電壓U1、U2之比為( ) A.1∶8 B.1∶4 C.1∶2 D.1∶1 4. 如圖(a)所示，兩個平行金屬板P、Q豎直放置，兩板間加上如圖(b)所示的電壓，t=0時，Q板比P板電勢高5 V，此時在兩板的正中央M點有一個電子，速度為零，電子在電場力作用下運動，使得電子的位置和速度隨時間變化.假設電子始終未與兩板相碰.在0
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