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(xiàn)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(xiàn)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都將減小.故D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(xiàn)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(jīng)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(jù)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(jù),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(shù)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(xiàn)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(xiàn)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.- 配套講稿:
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