第五章 曲线运动单元检测题.docx

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第五章曲线运动单元检测题

16级物理导学案第8节静电平衡

主编段素敏审核高二物理组审批李金波

§1.8电容器的电容

【学习目标】

（一）知识与技能

1、知道什么是电容器及常见的电容器；

2、知道电场能的概念，知道电容器充电和放电时的能量转换；

3、理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算；

4、知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系；掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。

【重点难点】

重点：

掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。

难点：

电容器的电容的计算与应用

【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

主编段素敏审核高二物理组审批李金波

§1.9带电粒子在电场中的运动

【学习目标】

（一）知识与技能

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。

【重点难点】

重点：

带电粒子在电场中的加速和偏转规律

难点：

带电粒子在电场中的偏转问题及应用。

【预习】:

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