2019-2020年高中物理二輪總復習 電容、帶電粒子在電場中的運動教案.doc

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2019-2020年高中物理二輪總復習 電容、帶電粒子在電場中的運動教案 xx年命題特點 1.電容器的考查多以選擇題出現綜合分析平行板電容器結構變化時電容及相關物理量的變化. 2.帶電粒子在電場中加速和偏轉問題，常與牛頓運動定律、功能關系、能量守恒等內容. 3.題型多樣，思維含量高對能力要求高且與實際短少科學研究聯(lián)系密切. 預計：xx年高考中電容器的實際應用可能出現帶電粒子在電場中的運動仍是力電綜合題的首選. 應試高分瓶頸 這部分試題主要是學生對電容器的電容定義式及決定式的理解不夠.對帶電粒子在電場中運動問題的題目設置情境搞不清楚，解綜合大題時顯得力不從心.解題過程中應用力學知識與電場知識綜合不夠熟練. 命題點1 電容、平行板電容器 命題點2 帶電粒子在電場中的運動 命題點1 電容、平行板電容器 本類考題解答錦囊 解答“電容、平行板電容器”一類試題，應了解以下內容： 電容是表示電容器容納電荷本領的物理量定義式，與Q，U無關．平行板電容器電容 C=是其決定式與ε、s、d變化相聯(lián)系．聯(lián)立定義式與決定式分析是解題的通用手段，涉及電容器中的場強與電勢的變化需綜合分析 I 高考最新熱門題 1 (典型例題)兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖18-1-1 所示．接通開關S，電源即給電容器充電 A.保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場 的電場強度減小 B．保持S接通，在兩極板間插入一塊介質，則極板上的電量增大 C．斷開S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小 D．斷開S，在南極板間插入一塊介質，則兩極板間的電勢差增大 命題目的與解題技巧：考查平行板電容器結構變化時相關物理量的變化，正確分析各物理量間的關系非常重要．S接通時電容器兩極板間電質不變，斷開S電容器所帶電荷量不變． [解析] 保持S接通，則電容器兩板間的電勢差U始終等于電源的電動勢，當減小兩板間的距離d時，由勻強電場的場強與電勢差關系公式E=知，兩板間的電場強度將增大，A項錯；當在兩板間插入介質ε時，由C= 知，電容C將增大，再由Q=CU知，極板上的電量將增大．故B項對．斷開K，則電容器的帶電量Q不變，當減小兩板間的距離d或在兩板間插入介質ε時，電容c都增大，由U= 知，兩板間的電勢差U都將減?。蔇項錯C項對． [答案] BC 2 (典型例題)如圖18-1-2所示是一個平行板電容器，其電容器為C，帶電量為Q，上極板帶正電．現將一個試探電荷q由兩極板間的，A點移動到月點，A、B兩點間的距離為s，連結AB與極板間的夾角為30，則電場力對試探電荷q所做的功等于A 答案： C 指導：平行板電容器間的電場是勻強電場，電場力做功與路徑無關，只與始末位置有關．由電容c=平行板間的場強E電場力F=qE，可得，又由題意知點電荷由A點移到O點，沿著電場線的位移為d=ssin30，電場力做功故功C正確 Ⅱ 題點經典類型題 1 (典型例題)如圖18-1-3所示，電容器C1=6μF，C2=3μF，電阻R1=60，R2=3，U=18 V，當電鍵Kc斷開時,A、B兩點間的電壓UAB為多少?當K閉合時，電容器C1的電量改變了多少(設電壓U=18 V) 命題目的與解題技巧：考查電容器電容與電路問題分析．求解本題的關鍵是依據電路絡構的變化，分析求出電容器充放電前后的電壓情況． [解析] 在電路中電容C1、C2的作用是斷路，當電鍵K斷開時，電路中無電流，B、C等電勢，A、D等電勢，因此UAB=UDB =18 V，UAB=UAC=UDB=18V，K斷開時，電容器C1帶電量為 O1=C1UAC=C1UDC=61xx18 C=1.08104C，當K閉合時，電路R1、R2導通，電容器C1兩端的電壓即電阻 R1兩端的電壓，由串聯(lián)的電壓分配關系得：UAC=UBC= =12 V 此時電容器C1帶電量為：O1=C1UAC=7.2105C電容器C1帶電量的變化量為：△Q=Q1-Q1=3.6105C所以C1帶電量減少了3.6105C [答案] UAB=12V △Q=3.6105C 2 (典型例題)如圖18-1-4是一種測定導電液體深度的裝置：包著一層電介質的金屬棒與導電液體形成一個電容器，電容的變化能反映液面的升降情況 A.電容增大反映h增大 B．電容增大反映人減小 C.將金屬棒和導電液體分別接電源兩極再斷開后，液體深度變化時導電液體與金屬棒間的電壓增大反映h減小 D．將金屬棒和導電液體分別接電源兩極再斷開后，液體深度變化時導電液體與金屬棒間的電壓增大反映h增大 答案： AC 指導：電容器的d不變，電容C變大，則S變大表明金屬棒插入導電液的深度增加，斷開電源后電容器的電量不變C=，U變大C變小說明S變小表示深度變?。? 3 (典型例題)連接在電池兩極上的平行板電容器，當兩極板間的距離減小時 A.電容器的電容C變大 B．電容器極板的帶電量Q變大 C.電容器兩極板間的電勢差U變大 D．電容器兩極板間的電場強度E變大 答案： ABD 指導：根據，當兩極板間的距離d減小時，C增大，由于兩極板連接在電池兩極上，則兩極板間的電勢差U保持不變．電容器所帶電量Q=UC變大，兩極板間的電場強度E=變大，故A、B、D正確． 4.0．15mm 指導：由Δc= 4 (典型例題)有的計算機鍵盤的每一個鍵下面都連—小塊金屬片，與該金屬片隔有一定空隙的是另一塊小的固定金屬片．這兩片金屬片組成一個小電容器．該電容器的電容C可用公式C=計算，式中常數ε=91012F/m，S表示金屬片的正對面積，d表示兩金屬片間的距離．當鍵被按下時，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能檢測出是哪個鍵被按下了，從而給出相應的信號．設每個金屬片的正對面積為50mm2，鍵未按下時兩金屬片間的距離為0.6 mm．如果電容變化0.25pF，電子線路恰能檢測出必要的信號，則鍵至少需要被按下_______mm． 0．15mm 指導：由Δc= 做題時要是行受力分析和運動狀態(tài)分析，再結合平衡條件和牛頓運動定律、功能觀點進行分析和求解． Ⅲ 新高考命題方向預測 1 對于給定的電容器，在描述電容C、帶電量Q、電勢差U之間的相互關系的六種圖線(如圖18-1-5所示)中，哪幾種是正確的 答案： ACE 指導：電容器的電容由它本身因素決定，和電容器帶電量多少、電壓大小無關，故A、C選項正確，B、D選項錯誤．由電容器電容的量度式C= 得Q= CU，∴Q∞U，因而E選項正確，F選項錯誤． 2如圖18-1-6是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器．話筒的振動膜前面鍍有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構成電容器的兩極，在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發(fā)生變化，導致話筒所在電路中的其他量發(fā)生變化，使聲音信號被話筒轉化為電信號，其中，導致電容變化的原因可能是電容兩極板間的 A.距離變化 B．正對面積變化 C．介質變化 D．電壓變化 答案： A 指導：由題目信息條件可知：電壓U不變(即使變化對電容亦無影響)，兩極正對面積和兩極間的介質不變，振動膜前后振動時，改變的是兩極間的距離． 3如圖18-1-7所示，平行板電容器兩板間的電場中有一個帶電液滴處于靜止．當發(fā)生下列哪些變化時，液滴將向上運動 A.將電容器的下極板稍稍下移 B．將電容器的上極板稍稍上移 C.將S斷開，并把電容器的下極板稍稍向左水平移動 D.將S斷開，并把電容器的上極板稍稍下移 答案： C 指導：因為此時液滴處于平衡狀態(tài)，要使它向上運動，一定要增加電場強度，由對C選項，斷開電源后Q不變，S減小，所以E增大，所以C選項正確；因為 E和d無關，所以D選項錯誤；對A、B選項，由于電容器和電源相連，故電壓不變，由E=可知，d增大E減小，A、B選項皆錯． 4 如圖18-1-8所示，水平放置的兩平行金屬板A、B相距d，電容為C，開始兩板均不帶電，A板接地且中央有孔．現將帶電荷量為叫，質量為m的帶電液滴一滴一滴地從小孔正上方h處無初速度地滴下，落向B板的電荷全部傳給B板，問： (1)第幾滴液滴在A、B間做勻速直線運動? (2)能夠到達B板的液滴不會超過多少滴? 答案：(1) 指導：(1)設第n滴液滴在AB間做勻速直線運動時，此時，板上電荷量為Q=(n-1)q,板上電壓U= 板間電場強度 ① 由平衡條件得Qe=mg ② 由①②得 (2)設能夠到達B板的液滴不會超過x滴，且第x+1滴到B板速度恰為零然后返回 極板上最大電荷量Q=′xq ③ 極板間最在電壓U′= ④ 極板間最大電場強度 ⑤ 對第x+1滴，由動能定理，得 mg(h+d)-qU′=0 ⑥ 由⑤⑥解得 做題時要是行受力分析和運動狀態(tài)分析，再結合平衡條件和牛頓運動定律、功能觀點進行分析和求解．