第五章 曲线运动单元检测题Word文件下载.docx
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【预习】:
本节主要学习电容的概念。
1.两块相互靠近又 的导体组成电容器,电容器能储存电荷。
使电容器带电的过程叫 。
充电后电容器的两极带等量异种电荷, 叫电容器的带电量。
使带电后的电容器失去电荷的过程叫 。
2.电容是用比值的方法定义的:
跟 的比值叫电容,即C= 。
电容的单位是,符号是F,且1F=1C/V、1F=μF=pF。
值得注意的是:
电容是描述电容器 本领大小的物理量,它由电容器本身的构造因数决定,对于平行板电容器的决定式:
C=。
3.从构造上看,常用的电容器分两类:
和 ,前者的电容是固定不变的,后者一般是通过改变两极的来改变其电容的,当然也可以通过改变两极间的距离或改变电容器所充的 来改变其电容。
4.加在电容器两极间的电压不能超过某一限度,超过这个限度,电介质将被击穿,电容器损坏,这个极限电压叫 。
电容器外壳上标的是工作电压,也称,它是指电容器长期工作时所能承受的电压,一般比击穿电压要 。
【课堂探究】:
一.电容器的决定因素由实验得出,先猜想电容器的电容可能与两极板的正对面积S、两板间距离d、板间的电解质ε有关,再利用教材P30“演示”中的实验器材和控制变量法研究ε、S、d三个量中两个量不变时,电容器的电容和第三个量的关系。
在实验中,要理解静电计是测电压的一种仪器,它的两个极是彼此绝缘的,此处不能用电压表,否则电容器两板的电荷会放电而中和。
二.对于教材P32的“做一做”有条件的话尽量做好这个实验。
4根据计算机上显示的I-t图像估算出电容器的电容,这也是测电容的一种方法。
【典例精析】:
例1 两平行金属板正对放置,充电后两板间的电势差为2V,两极板带电量分别为+6×
10-6C和-6×
10-6C,求:
(1)电容C;
(2)若电势差升高1V,电容Cˊ和电容器所带电量Qˊ分别为多少?
【例2】如图6-3-1所示,先接通S使电容器充电,然后断开S.当增大两极板间距离时,电容器所带电荷量Q、电容C、两极板间电势差U、电容器两极板间场强E的变化情况是( )
A.Q变小,C不变,U不变,E变小
B.Q变小,C变小,U不变,E不变
C.Q不变,C变小,U变大,E不变
D.Q不变,C变小,U变小,E变小
拓展 求解平行板电容器动态变化问题时,首先要分清什么量在变、什么量不在变。
这里有两点必须注意:
(1)保持电容器和电源连接时,U不变;
(2)电容器充电后跟电源脱开时,Q不变。
请思考:
连接在电池两极上的平行板电容器充电后跟电源脱开,在两板间的距离增大时,电容器的电容C、电容器的带电量Q、电容器两板间的电势差U、电容器两板间的电场强度E将怎样改变?
例3.如图9-4-3所示是一个由电池、电阻R、电键K与平行板电容器组成的串联的电路,电键闭合。
在增大电容器两极板间距离的过程中()
电阻R中没有电流
电容器的电容变小
电阻R中有从a流向b的电流
电阻R中有从b流向a的电流
〖思考〗
(1)若电容器充电后将再K断开,在增大电容器两极板间距离的过程中,原题
中的四个选项正确的是哪些?
(2)在K闭合的状态下,电容器两极板间插入电介质,则电容C、带电量Q、板
间电压U、板间电场强度E等量将如何改变?
(3)在K闭合的状态下,若插入两板间的是一块较薄的金属板。
(d′<d),则板
间的电场强度如何变?
【三维达标】:
【训练】:
1.下列关于电容器的说法中,正确的是()
A.电容越大的电容器,带电荷量也一定越多
B.电容器不带电时,其电容为零
C.两个电容器的带电荷量相等时,两板间电势差较大的电容器的电容较大
D.电容器的电容与电容器是否带电无关
2.(2008广东理科基础3)关于电容器的电容C、电压U和所带电荷量Q之间的关系.以下说法正确的是()
A.C由U确定B.C由Q确定
C.C一定时,Q与U成正比D.C一定时,Q与U成反比
3.(2007宁夏22)由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器,如图所示。
试根据你学到的有关平行板电容器的知识,推测影响圆柱形电容器电容的因素有。
4.一平行板电容器的电容量为C,充电后与电源断开,此时板上带电量为Q,两板间电势差为U,板间场强为E.现保持间距不变使两板错开一半(图6-3-6),则下列各量的变化是:
电容量C′=______,带电量Q′=______,电势差U′=______,板间场强E′=______.
5.如图9-4-11所示,为平行金属板,A.B两极相距为d,分别与电源两极相连,两板的中央各有一小孔M和N。
今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N在同一竖直线上)空气阻力忽略不计,到达N孔时的速度恰好为零,然后沿原路返回。
若保持两极板间的电压不变,则()
A.把A板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍然返回
B.把A板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
C.把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍然返回
D.把B板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
6.一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(电荷量很小)固定在P点,如图9-4-6所示,以E表示两极板间的场强,U表示电容器的电压,ε表示正电荷在P点的电势能。
若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置。
则()
A.U变小,E不变B.E变大,ε变大
C.U变小,ε不变D.U不变,ε不变
7.如图9-4-13所示,平行板电容器间距离d=10cm,与一个直流电源连接,电源电压为10V,N板接地,取大地电势为零,两板间有一点P,P点距M板5cm。
把K闭合给电容器充电,然后再断电P,P点场强大小为________V/m,电势为________V,若把N板向下移动10cm,P点场强大小为________V/m,电势为________V。
8.如图1-7-9所示,平行板电容器电容为C,带电荷量为Q,极板长为L,板间距离为d,极板与水平面夹角为.现有一质量为m的带电液滴由两极板的中央P点从静止开始沿与极板平行的直线运动到达Q点(P、Q两点为电容器的边缘,忽略边缘效应).求:
(1)液滴的电荷量;
(2)液滴到达Q点的速度和所用时间
9.传感器是一种采集信息的重要器件,如图9-4-9是一种测定压力的电容式传感器。
当待测压力F作用于可动膜片电极上时,可使膜片产生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路。
那么()
A.当F向上压膜片电极时,电容将减少
B.当F向上压膜片电极时,电容将增大
C.若电流计有示数,则压力发生变化
D.若电流计有示数,则压力不发生变化
10.如图9-4-14所示,有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片,与该金属片隔有一定空气隙的是另一块小的固定金属片,这两片金属片组成一个小电容器,该电容器的电容C可用公式C=εs/d计算,式中常数ε=9×
10-12F·
m-1,S表示金属片的正对面积,d表示两金属片间的距离。
当键被按下时,此小电容器的电容发生变化,与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了,从而给出相应的信号。
设每个金属的正对面积为50mm2,键未按下时两金属片的距离为0.6mm,如果电容变化了0.25PF,电子线路恰能检测出必要的信号,则键至少需要被按下多少mm?
16级物理导学案第9节静电平衡
§
1.9带电粒子在电场中的运动
1.了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力,带电粒子做匀变速运动。
2.重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动(类平抛运动)。
3.知道示波管的主要构造和工作原理。
带电粒子在电场中的加速和偏转规律
带电粒子在电场中的偏转问题及应用。
在前面学习的基础上,本节学习处理带电粒子在电场中运动的问题。
1.带电粒子沿电场线方向进入匀强电场后,由于电场力方向与粒子的运动方向在 ,且电场力是恒力,所以带电粒子只能做 。
2.带电粒子的偏转(限于匀强电场)
(1)运动状态分析:
带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时,由于电场力方向与粒子的初速方向 ,且电场力是恒力,所以带电粒子只能做 。
(2)粒子偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动的分析处理,即应用运动的合成和分解的知识方法:
沿初速度方向为,位移与时间的关系为,运动时间t=。
沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动,加速度。
离开电场时的偏移量
离开电场时的偏转角
3.
图1-8-12
示波管的结构如图1-8-12,示波管主要由 、 和 三部分组成。
管内抽成 ,电子枪通电后发射 ,电子在 电场作用下被加速,然后进入 电场。
偏转电极一般有相互 的两组,一组控制 偏转,一组控制 偏转。
电子经过偏转电场后打到荧光屏上使荧光粉发光。
【展示】:
1.带电粒子在电场中的运动情况(平衡、加速和减速)
⑴.若带电粒子在电场中所受合力为零时,即∑F=0时,粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。
例:
带电粒子在电场中处于静止状态,该粒子带正电还是负电?
⑵.若∑F≠0(只受电场力)且与初速度方向在同一直线上,带电粒子将做加速或减速直线运动。
(变速直线运动)
◎打入正电荷(右图),将做匀加速直线运动。
设电荷所带的电量为q,板间场强为E
电势差为U,板距为d,电荷到达另一极板的速度为v,则
电场力所做的功为
粒子到达另一极板的动能为:
由动能定理有:
※若初速为v0,则上列各式又应怎么样?
让学生讨论并列出。
◎若打入的是负电荷(初速为v0),将做匀减速直线运动,其运动情况可能如何,请学生讨论,并得出结论。
◎请学生思考和讨论课本P33问题
分析讲解例题1。
(详见课本P33)
【思考与讨论】若带电粒子在电场中所受合力∑F≠0,且与初速度方向有夹角(不等于0°
,180°
),则带电粒子将做什么运动?
(曲线运动)---引出
2.带电粒子在电场中的偏转(不计重力,且初速度v0⊥E,则带电粒子将在电场中做类平抛运动)
复习:
物体在只受重力的作用下,被水平抛出,在水平方向上不受力,将做匀速直线运动,在竖直方向上只受重力,做初速度为零的自由落体运动。
物体的实际运动为这两种运动的合运动。
详细分析讲解例题2
【讨论】:
若这里的粒子不是电子,而是一般的带电粒子,则需考虑重力,上列各式又需怎样列?
指导学生列出。
3.示波管的原理
(1)示波器:
用来观察电信号随时间变化的电子仪器。
其核心部分是示波管
(2)示波管的构造:
由电子枪、偏转电极和荧光屏组成(如图)。
(3)原理:
利用了电子的惯性小、荧光物质的荧光特性和人的视觉暂留等,灵敏、直观地显示出电信号随间变化的图线。
◎让学生对P35的【思考与讨论】进行讨论。
(三)小结:
1、研究带电粒子在电场中运动的两条主要线索
带电粒子在电场中的运