高中物理基础复习课件：6.3电容器 带电粒子在电场中的运动.ppt

* * 考点1 电容器 电容 电容器 带电粒子在电场中的运动 平行板电容器动态问题的分析方法 1.运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路。 (1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变。 (2)用决定式C=?rS/(4?kd)分析平行板电容器电容的变化。 (3)用定义式C=Q/U分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。 (4)用E=U/d分析电容器极板间场强的变化。 2.电容器两类问题的分析流程图 在分析平行板电容器的电容及其他参量的动态变化时，有两个技巧：(1)确定不变量，(2)选择合适的公式分析。 平行板电容器的动态分析 【例1】用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的 因素(如图所示)。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?。实验中，极板所带 电荷量不变，若( ) A.保持S不变，增大d，则?变大 B.保持S不变，增大d，则?变小 C.保持d不变，减小S，则?变小 D.保持d不变，减小S，则?不变 求解此题时，首先应明确静电计偏角的大小反映了电容器两极板间电压的大小。在分析中要熟练应用C=Q/U=?rS/(4?kd)的关系式。 【解析】保持S不变，增大d，平行板电容器的电容减小，由于电容器的电荷量不变，由Q=CU可以判断极板间电势差变大，静电计指点针偏角?变大，选项A正确，B错误；保持d不变，减小S，电容器电容变小，由Q=CU可以判断极板间电势差变大，选项C、D错误。 A 如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。在两极板间有一点P，用E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，?表示P点的电势。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则( 　 ) A.U变小，E不变 B.E变大，?变大 C.U变小，?不变 D.U不变，?不变 A C (2)粒子的偏转角问题 ①已知电荷情况及初速度 如图所示，设带电粒子质量为m，带电荷量为q， 以速度v0垂直于电场线方向射入匀强偏转电场，偏转 电压为U1。若粒子飞出电场时偏转角为?，则 tan?=vy/vx，式中vy=at=[qU1/(dm)]·(l/v0)， vx=v0，代入得tan?=qU1l/(mv02d)。 ① 结论：动能一定时tan?与q成正比，电荷量相同时tan?与动能成反比。 考点2 带电粒子在电场中的运动 1.带电粒子在电场中偏转问题的处理方法 (1)类似于平抛运动的处理，应用运动的合成与分解的方法。 ①沿初速度方向：做匀速直线运动。 运动时间：t=l/v0。 ②沿电场力方向：做匀加速直线运动。 加速度为：a=F/m=qE/m=qU/(md)。 ②已知加速电压U0 若不同的带电粒子是从静止经过同一加速电压U0加速后进入偏转电场的，则由动能定理有：qU0=(1/2)mv02 ② 由①②式得：tan?=U1l/(2U0d) ③ 结论：粒子的偏转角与粒子的q、m无关，仅取决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，它们在电场中的偏转角度总是相同的。 (3)粒子的偏转量问题 ①y=(1/2)at2=(1/2)·[qU1/(dm)]·(l/v0)2 ④ 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=y/tan?=[qU1l2/(2dmv02)]/[qU1l/(mv02d)=l/2。 ⑤ 结论：粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的l/2处沿直线射出。 ②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②和④，得： y=U1l2/(4U0d) ⑥ 结论：粒子的偏转角和偏转距离与粒子的q、m无关，仅取决于加速电场和偏