高考物理一轮复习讲义 第3讲 电容器的电容带电粒子在匀强电场中的运动

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1、第3讲　电容器的电容　带电粒子在匀强电场中的运动一、电容器、电容1．电容器组成两个彼此绝缘又相互靠近的导体构成电容器带电荷量一个极板所带电荷量的绝对值充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板分别带上等量异种电荷，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量额定电压电容器长期正常工作的最大电压击穿电压把电容器的电介质击穿导电使电容器损坏的极限电压2.电容(1)定义：电容器所带的电荷量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

2、电荷本领的物理量．(4)单位：法拉(F)，1F＝106μF＝1012pF.3．平行板电容器(1)影响因素：平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比，与介质的相对介电常数成正比，与两极板间距离成反比．(2)决定式：C＝.二、带电粒子在电场中的运动1．带电粒子在电场中的加速(1)运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与速度方向在同一直线上，做匀加速直线运动．(2)用动力学规律分析：a＝，E＝，v2－v＝2ad.(3)用功能关系分析：①若粒子初速度为零，则：qU＝mv2，所以v＝.②若粒子初速度不为

3、零，则：qU＝mv2－mv.以上公式适用于一切电场(包括匀强电场和非匀强电场)．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沿电场方向，做初速度为零的匀加速直线运动．三、示波管1．示波管的构造：(1)电子枪、(2)偏转电极、(3)荧光屏．2．工作原理(如图所示)(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传播，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑．(2

4、)YY′上加的是待显示的信号电压．XX′上是机器自身的锯齿形电压，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图象．四、静电现象的解释1．静电平衡(1)概念：导体中(包括表面)没有电荷的定向移动的状态．(2)特点：①导体内部场强：导体内部处处为零．②电势：导体为等势体，导体表面为等势面．③净电荷：分布在外表面．2．静电现象的应用(1)静电屏蔽：处于静电平衡的空腔导体，腔外电场对腔内空间不产生影响．(2)尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端

5、，与尖端上的电荷中和的现象．1．电子以初速度v0沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍能使电子穿过该电场．则电子穿越平行板间的电场所需时间(　　)A．随电压的增大而减小B．随电压的增大而增大C．与电压的增大无关D．不能判定是否与电压增大有关解析：　设板长为l，则电子穿越电场的时间t＝，与两极板间电压无关，故答案为C.答案：　C2．(2012·江苏单科)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是(　　)A．C

6、和U均增大　　B．C增大，U减小C．C减小，U增大D．C和U均减小解析：　由平行板电容器电容决定式C＝知，当插入电介质后，ε变大，则在S、d不变的情况下C增大；由电容定义式C＝得U＝，又电荷量Q不变，故两极板间的电势差U减小，选项B正确．答案：　B3．(·北京朝阳区模拟)如图所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线运动．那么(　　)A．微粒带正、负电荷都有可能B．微粒做匀减速直线运动C．微粒做匀速直线运动D．微粒做匀加速直线运动解析：　

7、只有微粒受到水平向左的电场力才能使得合力方向与速度方向在一条直线上，由此可知微粒所受的电场力方向与场强方向相反，则微粒必带负电，且运动过程中微粒做匀减速直线运动，故选项B正确．答案：　B4.如图所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图，当动极板和定极板之间的距离d变化时，电容C便发生变化，通过测量电容C的变化就可知道两板之间距离d的变化情况，在下列图中能正确反映C与d之间变化规律的图象是(　　)解析：　由平行板电容器电容的决定式C＝可知，在其他条件不变的情况下，电容C与极板之间的距离d成反比，C－d图象为双曲线

8、的一支，故选项A正确．答案：　A5．如图是示波管的工作原理图：电子经电场加速后垂直于偏转电场方向射入偏转电场，若加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转电场的极板长度与极板间的距离分别为L和d，y为电子离开偏转电场时发生的偏转距离．取“单位偏转电压引起的偏转距离”来描述示波管的灵敏度，即(该比值越大则灵敏度