电容器和电容带电粒子在电场中的运动知识点+典型例题讲解.pdf
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1、运动的粒子遇上电场,是义无反顾、勇往直前, 抑或弯腰避让、另择他路?且看一个粒子的选择 第 1 页 共 14 页 电容器和电容带电粒子在电场中的运动知识点 1.电容器 组成:任何两个彼此又相互的导体都可以组成一个电容器。 带电量:一个极板所带电量的. 电容器的充、放电 充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量 的,电容器中储存. 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 . 2.电容 定义:电容器所带的与电容器两极板间的电势差U的比值 . 定义式: U Q C. 物理意义:表示电容器本领大小的物理量 . 单位:法拉( F ) F1F= pF 3.平行板电
2、容器 影响因素:平行板电容器的电容与成正比,与介质的成 正比,与成反比 . 决定式:C,k为静电力常量 . 4.带电粒子在电场中的运动 带电粒子在电场中加速 带电粒子在电场中加速, 若不计粒子的重力, 则电场力对带电粒子做功等于 带电粒子的增量 . 在匀强电场中, WqU 2 0 2 2 1 2 1 mvmv 在非匀强电场中: W 2 0 2 2 1 2 1 mvmv 带电粒子在匀强电场中的偏转 如果带电粒子以初速度 0 v 垂直场强方向进入匀强电场中,不考虑重力时, 则带电粒子在电场中将做类平抛运动,如图所示. S A B L C L v0 y v v0 vy 运动的粒子遇上电场,是义无反顾
3、、勇往直前, 抑或弯腰避让、另择他路?且看一个粒子的选择 第 2 页 共 14 页 类平抛运动的一般处理方法: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.根据的知识就可解决 有关问题 . 基本公式:运动时间 0 v l t(板长为l,板间距离为d,板间电压为U). 加速度 m qE m F a. 离开电场的偏转量 2 2 1 aty. 偏转角 00 tan v at v vy . 5.示波器 示波器是用来观察电信号随时间变化的情况,其核心部件是示波管, 它由电 子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图所示 运动的粒子遇上电场,是义无反顾、勇往直前, 抑或弯腰避让、另择他路?且看一个粒子
4、的选择 第 3 页 共 14 页 电容 电容器 对电容器、电容的理解 例 1(单选)下列说法中不正确的是: () A、电容器的电容越大,电容器带电就越多 B、某一给定电容器的带电荷量与极板间电压成正比 C、一个电容器无论两极板间的电压多大(不为零),它所带的电荷量和极板间 的电压之比是恒定的 D、电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量 变式 1 ( 多选) 两个电容器电容的公式: U Q C和 kd S C r 4 。关于它们的说 法, 正确的是() A从 U Q C可以看出,电容的大小取决于带电量和电压 B从 kd S C r 4 可以看出,电容的大小取决于电介质的种类、导体的形状和两极
5、位置关系 C它们都适用于各种电容器 D U Q C是适用于各种电容器的定义式, kd S C r 4 是只适用于平行板电容器 的决定式 变式 2 传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、角度等)转换成电 学物理(如电压、电流、电量等)一种元件。图所示中的甲、乙、丙、丁是四种 常见的电容式传感器,下列说法正确的是() A甲图中两极间的电压不变,若电量增加,可判断出变大 B乙图中两极间的电压不变,若电量减少,可判断出h变大 C丙图中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的正极,则F 变大 D丁图中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的负极,则x 变大 运动的粒子遇上电场,是义无反顾、勇往直前,
6、抑或弯腰避让、另择他路?且看一个粒子的选择 第 4 页 共 14 页 总结1. 电容的决定式 U Q C, 反应了电容器容纳电荷量的本领, 电容器的电容C 的大小与UQ,都无关,仅由自身结构来决定. 2. 平行板电容器电容的决定式 kd S C r 4 ,反应了电容C的大小与两极板正对面 积S成正比,与两极板间距离d成反比,与极板间电介质的介电常数 r成正比 . 电容器动态分析 例 2 在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中,一已充电的平行 板电容器与静电计连接如图所示。 已知静电计指针张角随着电容器两极间的电势 差的增大而增大。 现保持电容器的电量不变, 且电容器 B板位置不动。 下
7、列说法 中正确的是() A将 A板向左平移,则静电计指针张角增大 B将 A板向左平移,则静电计指针张角减小 C 将 A板竖直向上平移,则静电计指针张角减小 D 将 A板竖直向上平移,则静电计指针张角不变 变式 1 一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地. 在两极板间有一正电 荷(电量很小)固定在P点,如图所示,以 E表示两极板间的场强, U表示两极 板间的电压,Q表示极板上的电量, P E表示正电荷在 P 点的电势能 . 若保持负极 板不动,将正极板向上移到图中虚线所示的位置,则() A、U变小,Q不变 B、 E 变大, P E变大 C、U变大, PE不变 D、 E 不变,Q变小 运动的粒
8、子遇上电场,是义无反顾、勇往直前, 抑或弯腰避让、另择他路?且看一个粒子的选择 第 5 页 共 14 页 变式 2 两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,构成一平行板电容器, 与它相连接的电路如图所示,接通开关K ,电源即给电容器充电,则: () A 保持 K 接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小 B 保持 K 接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的电量增大 C 断开 K ,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小 D 断开 K ,在两极板间插入一块介质,则两极板间的电势差增大 总结 1.动态电路的理论依据 电容器电容的决定式 kd S C r 4 。当电容器的结构发
9、生变化及dS r 、变 化时,用于确定电容C如何变化 . 电容器电容的定义式 U Q C, 一般用于讨论UQ、的变化 . 两板间为匀强电场 d U E,多用于讨论场强的变化情况. 2. 抓住两个不变量 电容器两极始终跟电源相连,两极间电压保持不变. 电容器充电后,切断与电源的连接后,两极板的电量保持不变. 电容器中的带电体的动力学问题 例 3 如图一平行板电容器两极板水平放置,充电后断开电源,极板间一带电 微粒恰好静止。现用绝缘手柄使上极板做简谐振动 (未碰到粒子), 则微粒将() A 一直向上运动 B 一直向下运动 C 做简谐振动 D 静止 运动的粒子遇上电场,是义无反顾、勇往直前, 抑或弯
10、腰避让、另择他路?且看一个粒子的选择 第 6 页 共 14 页 变式 1 平行板间加如图( a)所示周期变化的电压,重力不计的带电粒子静止 在平行板中央,从 t=T/2 时刻开始将其释放,运动过程无碰板情况。图(b)中, 能定性描述粒子运动的速度图象正确的是() A B C D 变式 2 如图所示,一个带电量为q,质量为 m的小球用绝缘细线悬挂在两块竖 直的彼此绝缘平行金属板A、B中,两板间距离为d,让 A、B两板连接到一个电 动势为 q mgd 3 3 , 内电阻为r的直流电源上,能在 AB间形成一个匀强电场设 带电小球对原电场没有影响求: (1)带电小球带电的性质和小球偏离竖直线的夹角;
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