2014届高三物理一轮63静电现象电容器带电粒子在电场中的运动教学案新人教版.doc

PAGE  PAGE 12 《三维设计》2014届高三物理一轮教学案（14年预测+目标定位+规律总结）：6.3静电现象 电容器 带电粒子在电场中的运动 静电现象 [想一想] 如图6－3－1所示，绝缘开口金属球壳A已带电，现把验电器甲的小金属球与A球壳的内壁用导线相连，另外把一绝缘的金属小球B与球壳A的内壁相接触后再与验电器乙的金属小球相接触，验电器乙距球壳A足够远，那么验电器甲和乙的金属箔片是否张开？ 图6－3－1 提示：处于静电平衡的金属球壳，由于电荷间的相互排斥的作用力，电荷间的距离尽量变大，所以电荷分布在金属球壳的外表面上，在金属球壳的内表面没有净电荷的分布。验电器甲与A球壳相连时，与金属球壳构成一个导体，相当于金属球壳的远端，则带有电荷，从而使金属箔片张开；同理，得出验电器乙不会带电，故金属箔片不张开。 [记一记] 1．静电平衡 (1)概念：导体中(包括表面)没有电荷的定向移动的状态。 (2)特点eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(①导体内部场强：导体内部处处为零,②电势：导体为等势体，导体表面为等势面,③导体表面场强：表面上E≠0且与表面垂直,④净电荷：分布在外表面)) 2．静电现象的应用 (1)静电屏蔽：处于静电平衡的空腔导体，腔外电场对腔内空间不产生影响。 (2)尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和的现象。 [试一试] 1．电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是(　　) A．铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织 B．电工被铜丝编织的衣服包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用 C．电工被铜丝编织的衣服包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用 D．铜丝必须达到一定厚度，才能对人体起到保护作用 解析：选C　金属壳可以起到静电屏蔽的作用，使壳内部不受外部电场的影响。 电容和电容器 [想一想] 如图6－3－2所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接，极板B接地，若极板B向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电??器电容变小的结论的依据是什么？ 图6－3－2 提示：静电计指针的变化表现了电容器两极板电势差的变化，在保持电容器带电荷量Q不变的条件下，若极板B稍向上移动一点，则电容器的电容C变小，两极板间电势差U＝eq \f(Q,C)变大。 [记一记] 1．电容器 (1)组成：两个彼此绝缘且又相距很近的导体。 (2)带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。 (3)充、放电： ①充电：把电容器接在电源上后，电容器两个极板分别带上等量的异号电荷的过程。充电后，两极板上的电荷由于互相吸引而保存下来；两极板间有电场存在。充电过程中由电源获得的电能储存在电容器中。 ②放电：用导线将充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和的过程。放电后的两极板间不再有电场，电场能转化为其他形式的能量。 2．电容 (1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值。 (2)意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。 (3)定义式：C＝eq \f(Q,U)。 (4)单位：1法拉(F)＝106微法(μF)＝1012皮法(pF)。 3．平行板电容器的电容 (1)决定因素：平行板电容器的电容C跟板间电介质的相对介电常数εr成正比，跟正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比。 (2)决定式：C＝eq \f(εrS,4πkd)。 [试一试] 2．图6－3－3是一种通过测量电容器电容的变化，来检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示电容的大小，下列关于该仪器的说法中正确的有(　　) 图6－3－3 A．该仪器中电容器的两个电极分别是芯柱和导电液体 B．芯柱外套的绝缘管越厚，该电容器的电容越大 C．如果指示器显示出电容增大了，则说明容器中液面升高了 D．如果指示器显示出电容减小了，则说明容器中液面升高了 解析：选AC　类似于平行板电容器的结构：芯柱和导电液体构成电容器的两块电极，芯柱的绝缘层就是极间的电介质，其厚度d相当于两平行板间的距离，进入液体深度h相当于两平行板的相对面积(且h越大，S越大)，所以d大时C就小，若C大时就表明h大，正确答案为AC项。 带电粒子在电场中的运动 [想一想] 如图6－3－4所示，在点电荷＋Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为多少？ 图6－3－4 提示：质子和α粒子都是正离子，从A点释放将受电场力作用加速运动到B点，设A、B两点间的电势差为U，由动能定理有： 对质子：eq \f(1,2)mHveq \o\al( 2,H)＝qHU，对α粒子：e