课时3 电容器 带电粒子在电场中的运动
一、电容器、电容
1.电容器
(1)组成:由两个彼此绝缘又相距很近的导体组成。
(2)带电荷量:一个极板所带电荷量的绝对值。
(3)电容器的充、放电
充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的异号电荷,电容器中储存电场能。
放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能。
2.电容
(1)定义式:C=
。
(2)单位:法拉(F),1 F=106 μF=1012 pF。
3.平行板电容器
(1)影响因素:平行板电容器的电容与正对面积成正比,与介质的相对介电常数成正比,与两极板间距离成反比。
(2)决定式:C=
,k为静电力常量。
①保持两极板与电源相连,则电容器两极板间电压不变。
②充电后断开电源,则电容器所带的电荷量不变。
二、带电粒子在电场中的运动
1.带电粒子在电场中的加速
(1)处理方法:利用动能定理:qU=
mv2-m
。
(2)适用范围:任何电场。
2.带电粒子在电场中的偏转
(1)条件分析:带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场。
(2)运动性质:匀变速曲线运动。
(3)处理方法:分解成相互垂直的两个分运动,类似于平抛运动。
(4)运动规律
①沿初速度方向做匀速直线运动,运动时间:
a.能飞出电容器:t=
;
b.不能飞出电容器:y=at2=
t2,t=
。
②沿电场力方向,做匀加速直线运动:
加速度:a=
=
=
,
离开电场时的偏移量:y=at2=
,
离开电场时的偏转角:tan θ=
=
。
考点一 电容器和电容
1.电容器是储存电荷的装置,充电的电容器,两极板带等量的异号电荷,电容器接电源正极的极板带正电,接电源负极的极板带负电。
2.加在电容器两极板间电压不能超过某一限度,超过这个限度,电容器将被击穿,这个极限电压,称为击穿电压。电容器外壳上标注的是工作电压,数值比击穿电压低。
3.电容是用比值定义的物理量,表示电容器容纳电荷的本领,反映了电容器本身的特征,与Q,U无关。
[典例1] (多选)如图所示,电源E对电容器C充电,当C两端电压达到80 V 时,闪光灯瞬间导通并发光,C放电。放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对C充电。这样不断地充电和放电,闪光灯就周期性地发光。该电路( )
A.充电时,通过R的电流不变
B.若R增大,则充电时间变长
C.若C增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增多
D.若E减小为85 V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变
