选修31示波器电容静电技术.docx

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选修31示波器电容静电技术

龙文教育教师1对1个性化教案

学生姓名

教师

梁广芝

授课

日期

月日

授课

时段

Thelesson

课题

电场强度和电势差的关系

教学目标

1、了解带电粒子在电场中的加速问题

2、了解带电粒子在电场中的偏转问题

3、了解示波器的工作原理

教

学

步

骤

及

教

学

容

教学过程：

一、教学衔接（课前环节）

2、教学内容

1、知识点的讲解

知识点1、示波器的奥秘：

带电粒子在匀强电场中的加速：

带电粒子在匀强电场中的偏转：

类平抛运动

知识点2、电容器：

2、例题指导

3、同步练习

4、课后小结

3、布置作业

教导处签字：

日期：

年月日

教学过程中学生易错点归类

教学过程中学生易错点归类

作业

布置

学习过程评价

一、学生对于本次课的评价

O特别满意O满意O一般O差

二、教师评定

1、学生上次作业评价

O好O较好O一般O差

2、学生本次上课情况评价

O好O较好O一般O差

家长

意见

家长签名：

示波器的奥秘

知识点1．示波器

（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。

知识点2．带电粒子在电场中的运动情况

1、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？

2、若不计重力，初速度v0⊥E，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。

与此相似，不计mg，v0⊥E时，带电粒子在磁场中将做类平抛运动。

v板间距为d，板长为l，初速度v0，板间电压为U，带电粒子质量为m，带电量为+q。

①粒子在与电场方向垂直的方向上做匀速直线运动，x=v0t；在沿电

若粒子能穿过电场，而不打在极板上，侧移量为多少呢？

例1质量为m的带电粒子，以初速度v0进入电场后沿直线运动到上极板。

（1）物体做的是什么运动？

（2）电场力做功多少？

（3）带电体的电性？

例2 如图，一平行板电容器板长l=4cm，板间距离为d=3cm，倾斜放置，使板面与水平方向夹角α=37°，若两板间所加电压U=100V，一带电量q=3×10-10C的负电荷以v0=0.5m/s的速度自A板左边缘水平进入电场，在电场中沿水平方向运动，并恰好从B板右边缘水平飞出，则带电粒子从电场中飞出时的速度为多少？

带电粒子质量为多少？

例3:

一质量为m，带电量为+q的小球从距地面高h处以一定的初速度水平抛出。

在距抛出点水平距离为l处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，管的上口距地面

。

为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域里加一个场强方向水平向左的匀强电场。

如图：

求：

（1）小球的初速度v；

（2）电场强度E的大小；（3）小球落地时的动能。

二、同步训练

（一）基础训练

1．下列粒子从初速度为零的状态经过加速电压为U的电场后，哪种粒子的速率最大[　　A　]

A．质子　B．氘核　C．α粒子　D．钠离子

2．在匀强电场中，将质子和α粒子由静止释放，若不计重力，当它们获得相同动能时，质子经历的时间t1和α粒子经历的时间t2之比为[　　A　]

A．1∶1　　B．1∶2　　C．2∶1　　D．4∶1

3．如图3-2-19所示，质量为m，带电量为+q的滑块，沿绝缘斜面匀速下滑，当滑块滑至竖直向下的匀强电场区域时，滑块的运动状态[　　A　]

A．继续匀速下滑B．将加速下滑

C．将减速下滑D．上述三种情况都有可能发生

4．平行金属板板长为L，相距为d，两板间电势差为U．带电量为q，质量为m的粒子以速度v垂直板间电场方向进入板间电场区，并飞离出电场区域，则其侧移y的大小为　　　　　[　BC]

A．与板长L成正比B．与板间距离成反比

C．与两板间电势差U成正比D．与粒子初速度v成正比

5．如图3-2-20所示，两平行金属板间的距离为d，两板间的电压为U，今有一电子从两板间的O点沿着垂直于板的方向射出到达A点后即返回，若OA距离为h，则此电子具有的初动能是　　[　　D　]

A．edh/U　　B．edhU　　C．Ue/（dh）　　D．ehU/d

6．平行板电容器垂直于水平放置，板间的距离为d，电压为U，每个板带电量为Q．一个质量为m，带电量为q的粒子从两板上端中点以初速度v竖直向下射入电场，打在右板的M点．不计粒子的重力，现使右板向右平移d/2，而带电粒子仍从原处射入电场，为了使粒子仍然打在M点，下列措施哪些可行[　C　]

A．保持Q、m、v不变，减小qB．保持Q、U、v不变，减小q/m

C．保持Q、m、U不变，减小vD．保持Q、m、U不变，增大v

二、电容器

电容器是一种常用的电学元件，它可以用来储存电荷，由两个互相靠近，彼此绝缘的导体组成。

1、处理平行板电容器内部E、U、Q变化问题的基本思路：

（1）首先要区分两种基本情况：

①电容器两极板电势差U保持不变；

②电容器的带电量Q保持不变。

（2）赖以进行讨论的物理依据主要有三个：

①平行板电容器的电容C与板距d、正对面积S、介质介电常数ε间的关系

；

②平行板电容器内部是匀强电场，所以场强

；

③电容器所带的电量Q=CU。

【例题2】图中平行放置的金属板A、B组成一只平行板电容器。

在不断开开关S时，试讨论以下两种情况下电容器两板电势差U、电量Q、板间场强E的变化情况：

（1）使A板向上平移拉开一些；

（2）使A板向右平移错开一些。

练习：

1、关于电容器的电容，下列说法正确的是（）

A、电容器所带的电荷越多，电容就越大B、电容器两极板间电压越高，电容就越大

C、电容器所带电荷增加一倍，则两极间的电压也一定增加一倍

D、电容表征电容器容纳电荷的本领的物理量

2、下列说法中正确的是（）

A、平行板电容器一板带电＋Q，另一板带电－Q，则此电容器不带电

B、由公式

可知，电容器的电容随带电量Q的增加而变大

C、平行板电容器保持带电量不变而增大板距时，两板间电压要减小

D、电容器的带电量与两极板间的电势差成正比

3、有一正充电的平行板电容器，若使它的电荷量减少

，其电压降为原来的三分之一，则（）

A、电容器原来的带电量可能是

B、电容器原来的带电量为

C、电容器原来的电压可能为1V

D、电容器原来的电压可能为

4、两块平行金属板带等量异量电荷，要使两板间的电压加倍，而板间的电场强度减半，应使（）

A、两板的电荷量加倍，而距离变为原来的4倍

B、两板的电荷量加倍，而距离变为原来的2倍

C、两板的电荷量减半，而距离变为原来的4倍

D、两板的电荷量减半，而距离变为原来的2倍

5、平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两板间有一正电荷（电荷量很少）固定在P点，如下图（左）所示，以U表示电容两极板间的电压，E表示两极板间的场强，ε为正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，而将正极板移至图中虚线所示的位置，则（）

A、U变大，

不变B、E变大，

不变C、U变小，

变大D、U不变，

不变

6、在如上图（右）所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一个灵敏的静电计相接，极板B接地，若极板B稍向上移动一点，由观察到的指针变化做出平行板电容器电容变小的依据是（）

A、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小

B、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大

C、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变小

D、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变大

7、某平行板电容器的电容为C，带电荷量为Q，相距为d，今在板间中点放一个电荷量为q的点电荷，则它受到的电场力的大小为（）

A、

B、

C、

D、

8、如图（下左）所示，

和

是两个相同的平行板电容器，带有相等的电荷量，用导线连接如图今在电容器

的两极板间插入一块电介质，在电介质插入的过程中，下列哪些现象会发生（）

A、导线上有电流通过，方向为

B、导线上有电流通过，方向为

C、达到稳定时，

两极板间的电压高于

两极板间的电压

D、

的带电量保持不变

9、如图（上右）所示，充电后的平行板电容器与静电计相连，静电计的指针偏转一定的角度，现使两极板间的距离靠近一些，同时又在两极板间插入电介质，则静电计的指针偏角（）

A、一定增大B、一定减小C、可能不变D、不能判断

10、由电容器电容的定义式C=Q/U可知（）

A、若电容器不带电，则电容C为零

B、电容C与所带电量Q成正比，与电压U成反比

C、电容C与所带的电量Q多少无关

D、电容在数值上等于使两极板间的电压增加1V时所需增加的电荷量

11、连接在电池两极上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，下列结论不正确的是（）

A、电容器的电容变大

B、电容器的带电量增大

C、电容器两极板间的电势差增大

D、电容器两极板间的场强变大

12、一个空气平行板电容器，极板间相距d，正对面积S，充以电荷量Q后两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是（）

A、将电压变为U/2

B、将带电量变为2Q

C、将极板正对面积变为2S

D、两板间充满介电常数为2的电介质

13、平行板电容器充电后与电源断开，能使两板间电势差增大的办法是（）

A、在两板间插入玻璃板

B、使两板靠近些

C、保持两板距离不变，使两极错开一些

D、将其中一个极板接地

14、某一电容器标有“300V5μF”，则下列叙述正确的是（）

A、该电容器可以在300V以下的电压下正常工作

B、该电容器只能在300V的电压下才正常工作

C、该电容器只有在加300V电压时，电容才等于5μF

D、该电容器能长时间正常工作时的最大电荷量为1.5×10-3C

15、如图（下左）所示，将平行板电容器与电池组相连，两极板间的带电尘埃恰保持静止状态，若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则（）

A、电容器的带电量不变

B、尘埃仍保持静止状态

C、电流计

中有

到

方向的电流

D、电流计

中有

到

方向的自由电荷定向通过

16、如图（上右）所示，A、B是平行板电容器的两块金属板，电池两极的电压为U0，其负极接地，虚线代表与金属板平行的一个等势面P，它到两金属板的距离相等，电容器所带的电荷量为Q0，现固定金属板B，把金属板A向右平移，使两板之间的距离变为原来的两倍，则虚线表示的等势面P上的电势

与电容器所带的电荷量分别变为（）

A、

B、

C、

D、

17、用两节相同的电池分别给两个电容器C1和C2充电，已知C1

A、

B、

C、

D、

三、巩固练习

1、当某一电容器的电压是40V时，它所带电量是0.2C，若它的电压降到20V时，则（）

A、电容器的电容减少一半

B、电容器的电容不变

C、电容器的带电量减少一半

D、电容器带电量不变

2、如图是描述一给定的电容器充电时电量Q、电压U、电容C之间的相互关系图，其中正确的是图（）

A、B、C、D、

3、一个电容器，当所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，如果所带电荷量增大为2Q，则（）

A、电容器电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持不变

B、电容器电容减少为原来的1/2，两极板间电势差保持不变

C、电容器电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的2倍

D、电容器电容保持不变，两极板间电势差减少为原来的1/2

4、一个电容器带电量为Q时，两极板间的电压为U，若使其带电量增加4×10-7C，电势差增加20V，则它的电容是（）

A、1×10-8FB、2×10-8FC、4×10-8FD、8×10-8F

5、平行板电容器保持与直流电源两板连接，充电结束后，电容器电压为U，电量为Q，电容为C，极板间的场强为E、现将两板正对面积增大，则引起的变化是（）

A、Q变大B、C变大C、E变大D、U变小

6、如图所示，在两块带电平行金属板间，有一束电子沿Ox轴方向射入电场，在电场中的运动轨迹为OCD、已知OA=AB，则电子在OC段和CD段动能的增加量之比△EkC:

△EkD为（）

A、1:

4B、1:

3C、1:

2D、1:

1

课后作业：

1、如图所示，三个质最相等的，分别带正电、负电和不带电的小球，以相同速率在带电平行金属板的P点沿垂直于电场方向射入电场，落在A、B、C三点，则（）

A、落到A点的小球带正电、落到B点的小球带负电、落到C点的小球不带电

B、三小球在电场中运动时间相等

C、三小球到达正极板的动能关系是EkA＞EkB＞EkC

D、三小球在电场中的加速度关系是aC＞aB＞aA

2、如图所示电容器充电结束后保持与电源连接，电源电压恒定，带电油滴在极板间静止，若将板间距变大些，则油滴的运动将（）

A、向上运动B、向下运动C、保持静止D、向左运动

3、如图3所示，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力作用下，从静止开始由b沿直线运动到d，且bd与竖直方向所夹的锐角为45°，则下列结论不正确的是（）

A、此液滴带负电B、合外力对液滴做的总功等于零

C、液滴做匀加速直线运动D、液滴的电势能减少

图3

E

q

θ

图4

4、如图4所示，一质量为m、带电量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g。

（1）判断小球带何种电荷。

（2）求电场强度E。

（3）若在某时刻将细线突然剪断，求经过t时间小球的速度v。