3.11电容器 带电粒子在匀强电场中的运动.doc

文档介绍：教学过程
教师活动
第3讲电容器带电粒子在匀强电场中的运动
常见电容器电容器的电压、电荷量和电容的关系Ⅰ(考纲要求)
1.常见电容器
(1)组成:由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成.
(2)带电荷量:一个极板所带电荷量的绝对值.
(3)电容器的充、放电
充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两板带上等量的异种电荷,电容器中储存电场能.
放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能.
2.电容
(1)定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值.
(2)定义式:C=.
(3)物理意义:表示电容器容纳电荷本领大小的物理量.
(4)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正对面积成正比,与介质的介电常数成正比,与两板间的距离成反比.
(2)决定式:C=,k为静电力常量.
带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ(考纲要求)
1.带电粒子在电场中的加速
带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场,带电粒子将做加(减)速运动.有两种分析方法:
(1)用动力学观点分析: a=,E=,v2-v02=2ad.
(2)用功能观点分析:粒子只受电场力作用,电场力做的功等于物体动能的变化.
qU=mv2-mv02
2.带电粒子在匀强电场中的偏转
(1)研究条件:带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场.
(2)处理方法:类似于平抛运动,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=
②沿电场力方向,做匀加速直线运动
示波管Ⅰ(考纲要求)
1.构造:(1)电子枪,(2)偏转电极,(3)荧光屏
2.工作原理(如图6-3-1所示)
图6-3-1
(1)如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压,则电子枪射出的电子沿直线运动,打在荧光屏中心,在那里产生一个亮斑.
(2)YY′上加的是待显示的信号电压,XX′上是机器自身产生的锯齿形电压,叫做扫描电压,若所加扫描电压和信号电压的周期相同,就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的稳定图象.
一图二结论
结论:(1)粒子以一定速度v0垂直射入偏转电场.粒子从偏转电场中射出时,就像是从极板间的处沿直线射出的.
(2)经过相同电场加速,又经过相同电场偏转的带电粒子,其运动轨迹重合,与粒子的带电荷量和质量无关.
1.下列关于电容的说法正确的是( ).
A.电容器简称电容
B.电容器A的电容比B的大,说明A的带电荷量比B多
C.电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量
D.由公式C=知,电容器的电容与电容器两极板间的电势差成反比,与电容器所带的电荷量成正比
2.(2012·徐州高二检测)如图6-3-2所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U,现使B板带正电,则下列判断正确的是( ).
图6-3-2
A.增大两极板之间的距离,静电计指针张角变小
B.将A板稍微上移,静电计指针张角将变大
C.若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大
D.若将A板拿走,则静电计指针张角变为零
3.一个带电小球,用细绳悬挂在水平方向的匀强电场中,当小球静止后把悬绳烧断,小球将做( ).
A.自由落体运动 B.匀变速曲线运动方向
C.沿悬绳的延长线方向做匀加速直线运动 D.变加速直线运动
4.电子以初速度v0沿垂直电场强度方向射入两平行金属板间的匀强电场中,现增大两极板间的电压,但仍使电子能够穿过平行金属板,则电子穿过平行金属板所需要的时间( ).
A.随电压的增大而减小 B.随电压的增大而增大
C.加大两板间距离,时间将减小 D.与电压及两板间距离均无关
图6-3-3
5.(2011·长春调研)如图6-3-3所示,静止的电子在加速电压为U1的电场作用下从O经P板的小孔射出,又垂直进入平行金属板间的电场,在偏转电压为U2的电场作用下偏转一段距离.现使U1加倍,要想使电子的运动轨迹不发生变化,应该( ).
A.使U2加倍 B.使U2变为原来的4倍
C.使U2变为原来的倍 D.使U2变为原来的倍
考点一平行板电容器的动态分析
1.对公式C=的理解
电容C=的比值,不能理解为电容C与Q成正比、与U成反比,一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的,与电容器是否带电及带电多少无关.
2.电容器两类问题比较
分类
充电后与电池两极相连
充电后与电池两极断开
不变量
U
Q
d变大
C变小Q变小E变小
C变小U变大E不变
S变大
C变大Q变大E不变
C变大U变小E变小
εr变大
C变大Q变大E不变
C变大U变小E变小
【典例1】