精题分解电容器与电容带电粒子在电场中的运动复习类选择题部分Word文档格式.docx
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固定电容器、可变电容器、半可变电容器;
它们的符号如右图所示
(2)电容器的工作方式:
FLASH演示:
当原本不带电的电容器的两个极板与电源的正负极相连时,电路中有短暂电流通过,从而使两板带上等量的异种电荷,此时,在两极板间建立了电场,电荷越多,电场越强,电势差越大。
等到合场强为零,电路中就没有电流了。
3、使电容器两极板带上等量异种电量的过程叫做充电。
一个极板所带电量的绝对值叫做电容器所带的电量,用Q表示。
电容器充电的过程,就是两极板带上电荷的过程,也就是极板间建立电场,产生电势差,储存电场能的过程。
反之,用导线将原本带电的电容器两极板连接起来时,由于电路中有电势差,有放电电流通过,两极板上的电量中和,两极板间的电场、电势差消失,这个过程叫做放电。
放电:
两极板上的电量中和的过程。
电容器在电路中的工作就是这样,通过一定的方式使电容器充电后再放电,利用这一规律来达成电路的控制。
好比一个水杯的作用就是先用来盛水,然后再在某些条件下把水倒出。
阅读书P41/电容器的应用。
2.了解电容:
水杯盛水的能力有所不同,而电容器容纳电荷的本领也有所不同,我们把这叫做电容器的电容。
4、电容①意义——用来描述电容器容纳电量的本领
我们通过实验发现,同一个电容器所带电量Q越大,其两极板间的电压U也越大,但电量与电压的比值Q/U不变,而不同电容器的这一比值不同。
好比一个直形水容器,同一个容器的盛水高度越高,水量就越大,但水量/水高=定值;
但不同水容器的比值不一样。
这说明Q/U这一比值能代表电容器自身的性质。
我们就用该比值来表示电容器的电容值。
②定义——电容=电量/电压③符号:
C
④公式——C=Q/U⑤单位:
法拉(简称:
法)用F表示,1F=1C/V
⑥电容是标量。
几点注意:
1、电容器是一种元件,而电容则是一个物理量,用来表示电容器的性质
2、电容器容纳电荷的本领相当于直筒形容器容纳水的本领。
但电容是相当于直筒形容器的底面积,底面积越大,水位每上升1个单位高度,水量就增加的越多,而对应的电容越大,就是两极板间电压每升高1V,两板就会多容纳更多的电量。
这里的“容纳”并不是指容器可盛的最大水量或电容器可带的最大电量。
3、直筒形容器可带的最大水量出来底面积外还要取决于它的高度,而电容器的最大电量除了电容外还要取决于它可能达到的最大电势差。
这个电势差叫做击穿电压。
当两板间的电压超过击穿电压时,板间的绝缘题会被强大的场强击穿变成导体而放电。
所以电容器可带的最大电量Qm=C·
Um。
在电容器的外壳上写着额定电压等参数,额定电压就是电容器安全工作时的电压上限。
5、电容器两板间所加工作电压不能超过击穿电压(额定电压)。
例1:
书P40/C=1.5μF,U=90V,求Q=?
(解略)
强调①F是一个很大的单位,通常电容的单位用μF或Pf。
收音机里常用的电容从几个皮法到几十个微法。
②若该电容接在180V的电压上(未超过击穿电压),则Q/=2Q;
但电容C不变。
说明电容虽由电压和电量计算,但电压和电量的比值不变。
巩固:
书P42/1、2、3
3.平行板电容器:
电容的值不由电压和电量决定,那到底取决于什么因素呢?
由于电容器的种类很多,这里我们也选取最简单的电容器——平行板电容器来分析。
6、平行板电容器:
由两个互相平行且彼此绝缘的金属板构成。
猜想:
如何让平行板电容器在电压不变的情况下带上更多的电量?
学生阐述,教师归纳总结并阐述其原理——方法1、增大两板面积;
方法2、减小两板距离;
方法3、在两板间插入金属板(相当于减小两板间距)或者在两板间插入介质板。
平行板电容器的电容取决于两板间的正对面积(C∝S)、两板间距(C∝1/d)和两板间的介质(有介质比无介质电容大)。
所以可变电容就是在改变电容器的正对面积。
而柱极体话筒是利用电容器两板间的距离变化来该变电容器,水位测量仪则是利用电容器两板间的介质变化来改变电容,这些方式能将力学量——如:
位移转化成电学量来测量。
4.静电计
展示静电计,让学生观察。
要求看出它与验电器的差别,。
我们把验电器的金属球和外壳同时与电容器的两端连接起来,这时验电器就成了静电计。
静电计是测什么的呢?
演示:
拉开带电的平行板电容器的两极板,发现静电计的箔片张角增大。
错开两极板,减小其正对面积,发现箔片张角也增大,插入介质,发现张角减小。
结论:
电容增大时,张角减小;
电容减小时,张角变大。
是否张角与电容大小成反比?
进一步演示:
将电容器保持与电源相连,同样做上述改变,发现,电容改变时,静电计张角都不变。
前者电量不变,当电容增大时,电压与电容成反比例变化;
后者电压不变,当电容增大时,电量也随之增大。
可见,静电计测量的是电压。
带电粒子在电场中的运动的要点讲解请看大题部分
二、精题精练
1、(2010·
福建省南安南星中学高三12月月考)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用。
如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图,金属芯与导电液体形成一个电容器,从指示器显示的电容C大小变化就能反映液面的升降情况。
两者的关系是()
A.增大表示h减小 B.增大表示h增大
C.减少表示h增大 D.以上说法都不对
答案:
B
2、(2010·
福建省南安南星中学高三12月月考)一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下。
若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为()
A.动能减小
B.电势能增加
C.动能和电势能之和减少
D.重力势能和电势能之和增加
C
3、(2010·
山东省诸城市高三12月质量检测)某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,电力线、粒子在A点的初速度以及运动轨迹如图所示。
由此可以判定()
A、粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度;
B、粒子在A点的动能小于它在B点的动能;
C、粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能;
D、A点的电势低于B点的电势。
4、(2010·
山东省诸城市高三12月质量检测)如图所示,地面上某区域存在着竖直向下的匀强电场,一个质量为m的带负电的小球以水平方向的初速度v0由O点射入该区域,刚好通过竖直平面中的P点,已知连线OP与初速度方向的夹角为450,则此带电小球通过P点时的动能为
A.
B.
/2C.2
D.5
/2
D
5、(2010·
黑龙江省鸡西市天华高中高三期末)如图所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔。
右极板电势随时间变化的规律如图所示。
电子原来静止在左极板小孔处。
(不计重力作用)下列说法中正确的是
A.从t=0时刻释放电子,电子将始终向右运动,直到打到右极板上
B.从t=0时刻释放电子,电子可能在两板间振动
C.从t=T/4时刻释放电子,电子可能在两板间振动,也可能打到右极板上
D.从t=3T/8时刻释放电子,电子必将打到左极板上
ACt=0时刻释放电子,如果两板间距离足够大,电子将向右先匀加速T/2,接着匀减速T/2,速度减小到零后,又开始向右匀加速T/2,接着匀减速T/2……直到打在右极板上.电子不可能向左运动;
如果两板间距离不够大,电子也始终向右运动,直到打到右极板上.从t=T/4时刻释放电子,如果两板间距离足够大,电子将向右先匀加速T/4,接着匀减速T/4,速度减小到零后,改为向左先匀加速T/4,接着匀减速T/4.即在两板间振动;
如果两板间距离不够大,则电子在第一次向右运动过程中就有可能打在右极板上.从t=3T/8时刻释放电子,如果两板间距离不够大,电子将在第一次向右运动过程中就打在右极板上;
如果第一次向右运动没有打在右极板上,那就一定会在第一次向左运动过程中打在左极板上.选AC
6、(2010·
黑龙江省鸡西市天华高中高三期末)如图所示,平行板电容器经开关S与电池连接,a处有一电荷量非常小的点电荷,S是闭合的,φa表示a点的电势,F表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B板向下稍微移动,使两板间的距离增大,则:
A.φa变大,F变大B.φa变大,F变小
C.φa不变,F不变D.φa不变,F变小
B极板间电压U不变,两极板距离d增大,所以场强E减小故F变小.a到B板距离变大则a到B板的电势差增大,而B板接地,所以φa变大,故B对
7、(2010·
黑龙江省鸡西市天华高中高三期末)a、b、c三个α粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场,其轨迹如图所示,其中b恰好飞出电场,由此可以肯定
①在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上
②b和c同时飞离电场
③进入电场时,c的速度最大,a的速度最小
④动能的增量相比,c的最小,a和b的一样大
A.①B.①②C.③④D.①③④
D根据类平抛运动的竖直方向分运动可知,加速度相同,竖向位移c最小,a、b相同,得
a、b飞行时间相等,c时间最短,故速度c比b大;
b射程大于a,故b的速度大于a.比较竖向位移可知电场力做功c的最小,a和b的一样大.选①③④对
8、(2010·
黑龙江省鸡西市天华高中高三期末)在如图所示的实验装置中,充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接,极板B接地。
若极板B稍向上移动一点,由观察到静电计指针的变化,作出电容器电容变小的依据是
A.两极间的电压不变,极板上的电荷量变小
B.两极间的电压不变,极板上的电荷量变大
C.极板上的电荷量几乎不变,两极间的电压变小
D.极板上的电荷量几乎不变,两极间的电压变大
D静电计是用来测带电体和大地之间电势差的,指针偏角的大小反映了电容器A、B两极板间的电势差大小,由Q几乎不变,Q=CU即可得出结论。
9、(2010·
黑龙江省鸡西市天华高中高三期末)如图所示,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中,射入方向跟极板平行,整个装置处在真空中,重力可忽略,在满足电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角θ变大的是
A.U1变大、U2变大B.U1变小、U2变大
C.U1变大、U2变小D.U1变小、U2变小
B
故B对
10、(2010·
山东省莘县实验高中模拟)如图所示,在水平放置的平行板电容器之间,有一带电油滴
处于静止状态,若从某时刻起,油滴所带的电荷开始缓慢减小,为维持该油滴仍处于静止状态,可采取下列哪些措施()
A.其他条件不变,使电容器两极板缓慢靠近
B.其他条件不变,使电容器两极板缓慢远离
C.其
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- 分解 电容器 电容 带电 粒子 电场 中的 运动 复习 选择题 部分