高三物理一輪復(fù)習(xí)課件--第6章第三節(jié)電容器與電容帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(編輯修改稿)
2025-02-03 13:38 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 面內(nèi)繞 O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，至少要給小球多大的水平速度？在這種情況下，在小球運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)繩所受的最大拉力是多大？ 解析： 設(shè)原來的電場(chǎng)強(qiáng)度為 E，小球帶電量 意可知： qE＝ mg，兩者方向相反，當(dāng)板間電壓變?yōu)樵瓉淼?3倍時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?3倍．則電場(chǎng)力與重力的合力 F合 ＝ 3qE－ mg＝ 2mg，方向向上．即等效重力的大小為 2mg， C點(diǎn)為等效最高點(diǎn)．要使小球恰好能在豎直平面做圓周運(yùn)動(dòng)，必須有： F向 ＝ 2mg＝ mv2/l ∴ v ＝ 2 gl ， D 點(diǎn)為等效最低點(diǎn)，繩的拉力最大． 設(shè)小球到 D 點(diǎn)的速度為 v m ，由動(dòng)能定理得： F 合 2 l＝ 2 mg 2 l＝12m v2m －12m v2 又 ∵ F － F 合 ＝ m v2m / l 代入數(shù)據(jù)解得： F ＝ 12 mg . 答案： 2 gl 12 mg 經(jīng)典題型探究 有關(guān)電容器的動(dòng)態(tài)分析 例 1 (2022年高考重慶理綜卷 )某電容式話筒的原理示意圖如圖 6－ 3－ 7所示， E為電源， R為電阻，薄片 P和 Q為兩金屬極板，對(duì)著話筒說話時(shí)， P振動(dòng)而 Q可視為不動(dòng)．在 P、 Q間距增大過程中 ( ) A． P、 Q構(gòu)成的電容器的電容增大 B． P上電荷量保持不變 C． M點(diǎn)的電勢(shì)比 N點(diǎn)的低 D． M點(diǎn)的電勢(shì)比 N點(diǎn)的高 圖 6－ 3－ 7 【解析】 由平行板電容器的電容 C ＝ε r S4π kd可知，當(dāng) P 、 Q 之間的 距離 d 增大時(shí)，電容器的電容 C減小， A 錯(cuò)誤；而電容器兩極板之間的電勢(shì)差不變，根據(jù) Q ＝ CU 可知，電容器兩極板上的電荷量減小， B 錯(cuò)誤；此時(shí)電容器對(duì)外放電，故 M 點(diǎn)的電勢(shì)高于 N 點(diǎn)的電勢(shì)， D 正確． 【 答案 】 D 【規(guī)律總結(jié)】 解決此類問題時(shí)要靈活使用公式 C ＝QU和 C ＝ε r S4π kd，并且要注意對(duì)兩個(gè)條件的理解： ( 1 ) 平行板保持與電源的連接，電壓不變； ( 2 ) 充電后切斷與電源的連接，電量不變． 變式訓(xùn)練 1 一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地，在兩極板間有一正電荷 (電荷量很小 )固定在 P點(diǎn)，如圖 6－ 3－ 8所示，以 E表示兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)， U表示電容器的電壓， W表示正電荷在 P點(diǎn)的電勢(shì)能．若負(fù)極板不動(dòng)，將正極板移到圖中虛線所示的位置 ( ) A． U變小， E不變 B． E變大， W變大 C． U變小， W不變 D． U不變， W不變 圖 6－ 3－ 8 解析： 選 A C. 由于電容器充電后與電源斷開，則電容器帶電荷量不變，根據(jù)平行板電容器電容 C ＝εrS4π kd可知， d 減小時(shí)，電容 C 增大；又由 C ＝QU可 知，電壓 U 減??；由 E ＝Ud＝QCd＝4π kQεrS可知， E 不變；負(fù)極板接地，電勢(shì)為零，則 φP＝ UP＝ EdP， P 點(diǎn)位置不變，電勢(shì)不變，正電荷在 P 點(diǎn)的電勢(shì)能不變． 如圖 6－ 3－ 9所示，在傾角 θ＝ 37176。 的絕緣斜面所在空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E＝ 103 N/C，在斜面底端有一與斜面垂直的絕緣彈性擋板．質(zhì)量 m＝ kg的帶電滑塊從斜面頂端由靜止開始滑下，滑到斜面底端與擋板相碰后以碰前的速率返回．已知斜面的高度 h＝ m，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ＝ ，滑塊帶電荷 q＝－ 10－ 4 C． 取重力加速度 g＝ 10 m/s2， sin37176。 ＝ ， cos371
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