導(dǎo)與練屆高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第6章 第3講 電容器 帶電粒子在電場中的運動 新人教版選修3-

1、第第3講電容器帶電粒子在電場中的運動講電容器帶電粒子在電場中的運動1常見電容器常見電容器(1)組成：由兩個彼此組成：由兩個彼此_又相互又相互_的導(dǎo)體組成的導(dǎo)體組成(2)帶電荷量：一個極板所帶電荷量的帶電荷量：一個極板所帶電荷量的_(3)電容器的充、放電電容器的充、放電充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩板帶上等量充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩板帶上等量的的_，電容器中儲存，電容器中儲存_放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中_轉(zhuǎn)化為其他形式的能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 常見電容器電容器的電壓、電荷量和電容常見電容器電容器的電壓、

2、電荷量和電容的關(guān)系的關(guān)系(考綱要求考綱要求 )絕緣絕緣靠近靠近絕對值絕對值異種電荷異種電荷電場能電場能電場能電場能2電容電容(1)定義：電容器所帶的定義：電容器所帶的_Q與電容器兩極板間的與電容器兩極板間的電勢差電勢差U的比值的比值(2)定義式：定義式：C_.(3)物理意義：表示電容器物理意義：表示電容器_本領(lǐng)大小的物理量本領(lǐng)大小的物理量(4)單位：法拉單位：法拉(F)1 F_ F1012 pF電荷量電荷量容納電荷容納電荷1063平行板電容器平行板電容器(1)影響因素：平行板電容器的電容與影響因素：平行板電容器的電容與_成正比，成正比，與介質(zhì)的與介質(zhì)的_成正比，與兩板間的距離成反比成正比，與兩

3、板間的距離成反比正對面積正對面積介電常數(shù)介電常數(shù)判斷正誤，正確的劃判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃，錯誤的劃“”(1)任何兩個彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體，就組成了電容任何兩個彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體，就組成了電容器，跟這兩個導(dǎo)體是否帶電無關(guān)器，跟這兩個導(dǎo)體是否帶電無關(guān)()(2)電容器所帶的電荷量是指每個極板所帶電荷量的代數(shù)電容器所帶的電荷量是指每個極板所帶電荷量的代數(shù)和和()(3)電容器的電容與電容器所帶電荷量成反比電容器的電容與電容器所帶電荷量成反比()(4)一個電容器的電荷量增加一個電容器的電荷量增加Q1.0106C時，兩板間時，兩板間電壓升高電壓升高10 V，則電容器的電容，則電容器的

4、電容C1.0107F. ()(5)放電后的電容器電量為零，電容也為零放電后的電容器電量為零，電容也為零()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)1.帶電粒子在電場中的加速帶電粒子在電場中的加速帶電粒子沿與電場線平行的方向進入電場，帶電粒子將做帶電粒子沿與電場線平行的方向進入電場，帶電粒子將做_運動有兩種分析方法：運動有兩種分析方法：帶電粒子在勻強電場中的運動帶電粒子在勻強電場中的運動 (考綱要求考綱要求 ) 加加(減減)速速2帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)(1)條件分析：帶電粒子垂直于電場方向進入勻強電場條件分析：帶電粒子垂直于電場方向進入勻強電場(2)運動性質(zhì)：運動性質(zhì)

5、：_運動運動(3)處理方法：分解成相互處理方法：分解成相互_的兩個方向上的的兩個方向上的_，類似于類似于_(4)運動規(guī)律：運動規(guī)律：沿初速度方向做沿初速度方向做_運動運動沿電場方向，做初速度為零的沿電場方向，做初速度為零的_運動運動勻變速曲線勻變速曲線垂直垂直直線運動直線運動平拋運動平拋運動勻速直線勻速直線勻加速直線勻加速直線1.構(gòu)造構(gòu)造_，偏轉(zhuǎn)極板，偏轉(zhuǎn)極板，熒光屏熒光屏(如圖如圖631所示所示)圖圖631示波管示波管(考綱要求考綱要求 ) 電子槍電子槍2工作原理工作原理(1)YY上加的是待顯示的上加的是待顯示的_，XX上是機器自身產(chǎn)上是機器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓，叫做生的鋸齒形電壓，叫做_(

6、2)觀察到的現(xiàn)象：觀察到的現(xiàn)象：如果在偏轉(zhuǎn)電極如果在偏轉(zhuǎn)電極XX和和YY之間都沒有加電壓，則電子之間都沒有加電壓，則電子槍射出的電子沿直線運動，打在熒光屏槍射出的電子沿直線運動，打在熒光屏_，在那里產(chǎn)，在那里產(chǎn)生一個亮斑生一個亮斑若所加掃描電壓和若所加掃描電壓和_的周期相等，就可以在熒的周期相等，就可以在熒光屏上得到待測信號在一個周期內(nèi)變化的穩(wěn)定圖象光屏上得到待測信號在一個周期內(nèi)變化的穩(wěn)定圖象信號電壓信號電壓掃描電壓掃描電壓中心中心信號電壓信號電壓1(多選多選)有一只電容器的規(guī)格是有一只電容器的規(guī)格是“1.5 F,9 V”，那么，那么()A這只電容器上的電荷量不能超過這只電容器上的電荷量不能超

7、過1.5105 CB這只電容器上的電荷量不能超過這只電容器上的電荷量不能超過1.35105 CC這只電容器的額定電壓為這只電容器的額定電壓為9 VD這只電容器的擊穿電壓為這只電容器的擊穿電壓為9 V解析解析9 V為電容器的額定電壓為電容器的額定電壓(或工作電壓或工作電壓)，故，故C正確；正確；正常工作時的帶電荷量正常工作時的帶電荷量QCU1.51069 C1.35105 C，選項，選項B亦正確亦正確答案答案BC基礎(chǔ)自測基礎(chǔ)自測2(單選單選)如圖如圖632所示，設(shè)兩極板正對面積為所示，設(shè)兩極板正對面積為S，極板間，極板間的距離為的距離為d，靜電計指針偏角為，靜電計指針偏角為.實驗中，極板所帶電荷

8、實驗中，極板所帶電荷量不變，若量不變，若()A保持保持S不變，增大不變，增大d，則，則變大變大B保持保持S不變，增大不變，增大d，則，則變小變小C保持保持d不變，減小不變，減小S，則，則變小變小D保持保持d不變，減小不變，減小S，則，則不變不變圖圖632 答案答案A3(單選單選)如圖如圖633所示，電子由靜止所示，電子由靜止開始從開始從A板向板向B板運動，到達板運動，到達B板的速度板的速度為為v，保持兩板間電壓不變，則，保持兩板間電壓不變，則()圖圖633 A當減小兩板間的距離時，速度當減小兩板間的距離時，速度v增大增大B當減小兩板間的距離時，速度當減小兩板間的距離時，速度v減小減小C當減小兩

9、板間的距離時，速度當減小兩板間的距離時，速度v不變不變D當減小兩板間的距離時，電子在兩板間運動的時間變當減小兩板間的距離時，電子在兩板間運動的時間變長長答案答案C 4(多選多選)如圖如圖634所示，在等勢面沿豎直所示，在等勢面沿豎直方向的勻強電場中，一帶負電的微粒以一方向的勻強電場中，一帶負電的微粒以一定初速度射入電場，并沿直線定初速度射入電場，并沿直線AB運動，由運動，由此可知此可知()圖圖634 A電場中電場中A點的電勢高于點的電勢高于B點的電勢點的電勢B微粒在微粒在A點時的動能大于在點時的動能大于在B點時的動能，在點時的動能，在A點時的點時的電勢能小于在電勢能小于在B點時的電勢能點時的電

10、勢能C微粒在微粒在A點時的動能小于在點時的動能小于在B點時的動能，在點時的動能，在A點時的點時的電勢能大于在電勢能大于在B點時的電勢能點時的電勢能D微粒在微粒在A點時的動能與電勢能之和等于在點時的動能與電勢能之和等于在B點時的動能點時的動能與電勢能之和與電勢能之和解析一帶負電的微粒以一定初速度射入電場，并沿直線解析一帶負電的微粒以一定初速度射入電場，并沿直線AB運動，其受到的電場力運動，其受到的電場力F只能垂直于等勢面水平向左，只能垂直于等勢面水平向左，則電場方向水平向右，如圖所示，所以電場中則電場方向水平向右，如圖所示，所以電場中A點的電勢點的電勢高于高于B點的電勢，點的電勢，A對；微粒從對

11、；微粒從A向向B運動，則合外力做負運動，則合外力做負功，動能減小，電場力做負功，電勢功，動能減小，電場力做負功，電勢能增加，能增加，C錯、錯、B對；微粒的動能、重對；微粒的動能、重力勢能、電勢能三種能量的總和保持力勢能、電勢能三種能量的總和保持不變，所以不變，所以D錯錯答案答案AB圖圖635 答案答案A 熱點一平行板電容器的動態(tài)問題分析熱點一平行板電容器的動態(tài)問題分析2平行板電容器的動態(tài)分析問題常見的類型平行板電容器的動態(tài)分析問題常見的類型平行板電容器的動態(tài)分析問題有兩種情況：一是電容器始平行板電容器的動態(tài)分析問題有兩種情況：一是電容器始終和電源連接，此時終和電源連接，此時U恒定恒定二是電容器

12、充電后電源斷開，此時二是電容器充電后電源斷開，此時Q恒定恒定【典例典例1】 如圖如圖636所示，先接通所示，先接通S使電容器充電，然后使電容器充電，然后斷開斷開S.當增大兩極板間距離時，電容器所帶電荷量當增大兩極板間距離時，電容器所帶電荷量Q、電、電容容C、兩極板間電勢差、兩極板間電勢差U、兩極板間場強、兩極板間場強E的變化情況是的變化情況是()AQ變小，變小，C不變，不變，U不變，不變，E變小變小BQ變小，變小，C變小，變小，U不變，不變，E不變不變CQ不變，不變，C變小，變小，U變大，變大，E不變不變DQ不變，不變，C變小，變小，U變小，變小，E變小變小審題指導(dǎo)電容器充電后與電源斷開，則電

13、容器所帶的電審題指導(dǎo)電容器充電后與電源斷開，則電容器所帶的電荷量保持不變，根據(jù)這個不變量可分析其他物理量的變化荷量保持不變，根據(jù)這個不變量可分析其他物理量的變化情況情況圖圖636 答案答案C 【跟蹤短訓(xùn)跟蹤短訓(xùn)】1如圖如圖637所示，兩塊平行金屬板正對著水平放置，兩所示，兩塊平行金屬板正對著水平放置，兩板分別與電源正、負極相連當開關(guān)閉合時，一帶電液滴板分別與電源正、負極相連當開關(guān)閉合時，一帶電液滴恰好靜止在兩板間的恰好靜止在兩板間的M點則點則()圖圖637A當開關(guān)閉合時，若減小兩板間距，液滴仍靜止當開關(guān)閉合時，若減小兩板間距，液滴仍靜止B當開關(guān)閉合時，若增大兩板間距，液滴將下降當開關(guān)閉合時，若

14、增大兩板間距，液滴將下降C開關(guān)再斷開后，若減小兩板間距，液滴仍靜止開關(guān)再斷開后，若減小兩板間距，液滴仍靜止D開關(guān)再斷開后，若增大兩板間距，液滴將下降開關(guān)再斷開后，若增大兩板間距，液滴將下降答案答案BC 2給平行板電容器充電，斷開電源后給平行板電容器充電，斷開電源后A極極板帶正電，板帶正電，B極板帶負電板間一帶電極板帶負電板間一帶電小球小球C用絕緣細線懸掛，如圖用絕緣細線懸掛，如圖638所所示小球靜止時與豎直方向的夾角為示小球靜止時與豎直方向的夾角為，則，則 ()圖圖638 B極板向下平移少許，兩極板的正對面積減小，兩極板間極板向下平移少許，兩極板的正對面積減小，兩極板間的電勢差增大，兩極板間的

15、場強增大，帶電小球的電勢差增大，兩極板間的場強增大，帶電小球C所受的所受的電場力增大，夾角電場力增大，夾角將變大，將變大，B、C正確；將細線剪斷，帶正確；將細線剪斷，帶電小球電小球C受到重力和電場力的作用，合力保持不變，小球受到重力和電場力的作用，合力保持不變，小球做直線運動，做直線運動，D錯誤錯誤答案答案ABC帶電體在勻強電場中的直線運動問題的分析方法帶電體在勻強電場中的直線運動問題的分析方法熱點二帶電粒子熱點二帶電粒子(帶電體帶電體)在勻強電場中的直線運動問題在勻強電場中的直線運動問題答案答案D反思總結(jié)反思總結(jié)處理帶電粒子在電場中運動的常用技巧處理帶電粒子在電場中運動的常用技巧(1)微觀粒

16、子微觀粒子(如電子、質(zhì)子、如電子、質(zhì)子、粒子等粒子等)在電場中的運動，在電場中的運動，通常不必考慮其重力及運動中重力勢能的變化通常不必考慮其重力及運動中重力勢能的變化(2)普通的帶電體普通的帶電體(如油滴、塵埃、小球等如油滴、塵埃、小球等)在電場中的運在電場中的運動，除題中說明外，必須考慮其重力及運動中重力勢能的動，除題中說明外，必須考慮其重力及運動中重力勢能的變化變化【跟蹤短訓(xùn)跟蹤短訓(xùn)】3如圖如圖639所示，沿水平方向放置的平行金屬板所示，沿水平方向放置的平行金屬板a和和b分分別與電源的正負極相連，別與電源的正負極相連，a、b板的中央沿豎直方向各有一板的中央沿豎直方向各有一個小孔，閉合開關(guān)個

17、小孔，閉合開關(guān)S后，帶正電的液滴從小孔正上方的后，帶正電的液滴從小孔正上方的P點點由靜止自由落下，當液滴穿過由靜止自由落下，當液滴穿過b板小孔到達板小孔到達a板小孔時速度板小孔時速度為為v1.現(xiàn)使現(xiàn)使a板不動，在開關(guān)板不動，在開關(guān)S仍閉合或斷開的情況下，仍閉合或斷開的情況下，b板板向上或向下平移一小段距離，相同的液滴仍從向上或向下平移一小段距離，相同的液滴仍從P點自由落點自由落下，此時液滴到達下，此時液滴到達a板小孔時速度為板小孔時速度為v2，下列說法中正確，下列說法中正確的是的是()A若開關(guān)若開關(guān)S保持閉合，向下移動保持閉合，向下移動b板，則板，則v2v1B若開關(guān)若開關(guān)S閉合一段時間后再斷開

18、，向下移動閉合一段時間后再斷開，向下移動b板，則板，則v2v1C若開關(guān)若開關(guān)S保持閉合，則無論向上或向下移動保持閉合，則無論向上或向下移動b板，都有板，都有v2v1D若開關(guān)若開關(guān)S閉合一段時間后再斷開，則無論向上或向下閉合一段時間后再斷開，則無論向上或向下移動移動b板，都有板，都有v2v1圖圖639答案答案BC4如圖如圖6310所示，板長所示，板長L4 cm的平行板電容器，板間的平行板電容器，板間距離距離d3 cm，板與水平線夾角，板與水平線夾角37，兩板所加電壓為，兩板所加電壓為U100 V有一帶負電液滴，帶電荷量為有一帶負電液滴，帶電荷量為q31010 C，以，以v01 m/s的水平速度自

19、的水平速度自A板邊緣水平進入電場，在板邊緣水平進入電場，在電場中仍沿水平方向并恰好從電場中仍沿水平方向并恰好從B板邊緣水平飛出板邊緣水平飛出(取取g10 m/s2，sin 0.6，cos 0.8)求：求：(1)液滴的質(zhì)量；液滴的質(zhì)量；(2)液滴飛出時的速度液滴飛出時的速度圖圖6310 求解帶電粒子偏轉(zhuǎn)問題的思路求解帶電粒子偏轉(zhuǎn)問題的思路在示波管模型中，帶電粒子經(jīng)加速電場在示波管模型中，帶電粒子經(jīng)加速電場U1加速，再經(jīng)偏轉(zhuǎn)加速，再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場電場U2偏轉(zhuǎn)后，需再經(jīng)歷一段勻速直線運動才會打到熒光偏轉(zhuǎn)后，需再經(jīng)歷一段勻速直線運動才會打到熒光屏上而顯示亮點屏上而顯示亮點P，如圖，如圖6311所示所示圖圖

20、6311熱點三帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)問題熱點三帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)問題(1)確定最終偏移距離確定最終偏移距離思路思路思路思路(2)確定偏轉(zhuǎn)后的動能確定偏轉(zhuǎn)后的動能(或速度或速度)思路思路思路思路【典例典例3】 (2013廣東卷，廣東卷，15)噴墨打印機的簡化模型如圖噴墨打印機的簡化模型如圖6312所示，重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電室?guī)ж撾娝?，重力可忽略的墨汁微滴，?jīng)帶電室?guī)ж撾姾螅运俣群?，以速度v垂直勻強電場飛入極板間，最終打在紙上，垂直勻強電場飛入極板間，最終打在紙上，則微滴在極板間電場中則微滴在極板間電場中() A向負極板偏轉(zhuǎn)向負極板偏轉(zhuǎn)B電勢能逐漸增大電勢能逐漸增大C運動軌

21、跡是拋物線運動軌跡是拋物線D運動軌跡與帶電量無關(guān)運動軌跡與帶電量無關(guān)圖圖6312 審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)(1)負電荷所受電場力的方向與負電荷所受電場力的方向與_ _(2)帶電微滴進入電場后做什么運動？帶電微滴進入電場后做什么運動？(3)帶電微滴在水平方向做帶電微滴在水平方向做_在豎直方向做在豎直方向做_提示提示(1)電場強度方向相反電場強度方向相反(2)類平拋運動類平拋運動(3)勻速直線運動勻加速直線運動勻速直線運動勻加速直線運動答案答案C 反思總結(jié)反思總結(jié)1分析帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)問題的關(guān)鍵分析帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)問題的關(guān)鍵(1)條件分析：不計重力，且?guī)щ娏Ｗ拥某跛俣葪l件分析：不計重力

22、，且?guī)щ娏Ｗ拥某跛俣葀0與電場方與電場方向垂直，則帶電粒子將在電場中只受電場力作用做類平拋向垂直，則帶電粒子將在電場中只受電場力作用做類平拋運動運動(2)運動分析：一般用分解的思想來處理，即將帶電粒子的運動分析：一般用分解的思想來處理，即將帶電粒子的運動分解為沿電場力方向上的勻加速直線運動和垂直電場運動分解為沿電場力方向上的勻加速直線運動和垂直電場力方向上的勻速直線運動力方向上的勻速直線運動2兩個結(jié)論兩個結(jié)論(1)不同的帶電粒子從靜止開始經(jīng)過同一電場加速后再從同不同的帶電粒子從靜止開始經(jīng)過同一電場加速后再從同一偏轉(zhuǎn)電場射出時的偏轉(zhuǎn)角度總是相同的一偏轉(zhuǎn)電場射出時的偏轉(zhuǎn)角度總是相同的(2)粒子經(jīng)電

23、場偏轉(zhuǎn)后，合速度的反向延長線與初速度延長粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，合速度的反向延長線與初速度延長線的交點為粒子水平位移的中點線的交點為粒子水平位移的中點【跟蹤短訓(xùn)跟蹤短訓(xùn)】5如圖如圖6313所示，一價氫離子所示，一價氫離子(H)和二價氦離子和二價氦離子(He)的的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場混合體，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們()A同時到達屏上同一點同時到達屏上同一點B先后到達屏上同一點先后到達屏上同一點C同時到達屏上不同點同時到達屏上不同點D先后到達屏上不同點先后到達屏上不同點圖圖6313解析

24、一價氫離子解析一價氫離子(H)和二價氦離子和二價氦離子(He)的比荷不同，經(jīng)的比荷不同，經(jīng)過加速電場的末速度不同，因此在加速電場及偏轉(zhuǎn)電場的過加速電場的末速度不同，因此在加速電場及偏轉(zhuǎn)電場的時間均不同，但在偏轉(zhuǎn)電場中偏轉(zhuǎn)距離相同，所以會打在時間均不同，但在偏轉(zhuǎn)電場中偏轉(zhuǎn)距離相同，所以會打在同一點選同一點選B.答案答案B6如圖如圖6314所示，真空中水平放置的兩個相同極板所示，真空中水平放置的兩個相同極板Y和和Y長為長為L，相距為，相距為d，足夠大的豎直屏與兩板右側(cè)相距，足夠大的豎直屏與兩板右側(cè)相距b.在在兩板間加上可調(diào)偏轉(zhuǎn)電壓兩板間加上可調(diào)偏轉(zhuǎn)電壓UYY，一束質(zhì)量為，一束質(zhì)量為m、帶電荷量、帶

25、電荷量為為q的粒子的粒子(不計重力不計重力)從兩板左側(cè)中點從兩板左側(cè)中點A以初速度以初速度v0沿水沿水平方向射入電場且能穿出平方向射入電場且能穿出圖圖6314 (1)證明粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩證明粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心板間的中心O點；點；(2)求兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓求兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓UYY的范圍；的范圍；(3)求粒子可能到達屏上區(qū)域的長度求粒子可能到達屏上區(qū)域的長度1常見的交變電場常見的交變電場常見的產(chǎn)生交變電場的電壓波形有方形波、鋸齒波、正弦常見的產(chǎn)生交變電場的電壓波形有方形波、鋸齒波、正弦波等波等2常見的試題類型常見的試題類型此類題型一般有

26、三種情況：此類題型一般有三種情況：(1)粒子做單向直線運動粒子做單向直線運動(一般用牛頓運動定律求解一般用牛頓運動定律求解)；(2)粒子做往返運動粒子做往返運動(一般分段研究一般分段研究)；(3)粒子做偏轉(zhuǎn)運動粒子做偏轉(zhuǎn)運動(一般根據(jù)交變電場特點分段研究一般根據(jù)交變電場特點分段研究) 思想方法思想方法10.帶電粒子在交變電場中的運動問題帶電粒子在交變電場中的運動問題3常用的分析方法常用的分析方法(1)帶電粒子在交變電場中的運動，通常只討論電壓的大小帶電粒子在交變電場中的運動，通常只討論電壓的大小不變、方向做周期性變化不變、方向做周期性變化(如方波如方波)且不計粒子重力的情且不計粒子重力的情形在

27、兩個相互平行的金屬板間加交變電壓時，在兩板中形在兩個相互平行的金屬板間加交變電壓時，在兩板中間便可獲得交變電場此類電場從空間看是勻強的，即同間便可獲得交變電場此類電場從空間看是勻強的，即同一時刻，電場中各個位置處電場強度的大小、方向都相一時刻，電場中各個位置處電場強度的大小、方向都相同；從時間看是變化的，即電場強度的大小、方向都隨時同；從時間看是變化的，即電場強度的大小、方向都隨時間而變化間而變化當粒子平行于電場方向射入時，粒子做直線運動，其初當粒子平行于電場方向射入時，粒子做直線運動，其初速度和受力情況決定了粒子的運動情況，粒子可以做周期速度和受力情況決定了粒子的運動情況，粒子可以做周期性的

28、運動性的運動當粒子垂直于電場方向射入時，沿初速度方向的分運動當粒子垂直于電場方向射入時，沿初速度方向的分運動為勻速直線運動，沿電場方向的分運動具有周期性為勻速直線運動，沿電場方向的分運動具有周期性(2)研究帶電粒子在交變電場中的運動，關(guān)鍵是根據(jù)電場變研究帶電粒子在交變電場中的運動，關(guān)鍵是根據(jù)電場變化的特點，利用牛頓第二定律正確地判斷粒子的運動情化的特點，利用牛頓第二定律正確地判斷粒子的運動情況根據(jù)電場的變化情況，分段求解帶電粒子運動的末速況根據(jù)電場的變化情況，分段求解帶電粒子運動的末速度、位移等度、位移等(3)對于鋸齒波和正弦波等電壓產(chǎn)生的交變電場，一般來說對于鋸齒波和正弦波等電壓產(chǎn)生的交變電

29、場，一般來說題中會直接或間接提到題中會直接或間接提到“粒子在其中運動時電場為恒定電粒子在其中運動時電場為恒定電場場”，故帶電粒子穿過電場時可認為是在勻強電場中運，故帶電粒子穿過電場時可認為是在勻強電場中運動動【典例典例】 如圖如圖6315甲所示，長為甲所示，長為L、間距為、間距為d的兩金屬的兩金屬板板A、B水平放置，水平放置，ab為兩板的中心線，一個帶電粒子以為兩板的中心線，一個帶電粒子以速度速度v0從從a點水平射入，沿直線從點水平射入，沿直線從b點射出，若將兩金屬板點射出，若將兩金屬板接到如圖乙所示的交變電壓上，欲使該粒子仍能從接到如圖乙所示的交變電壓上，欲使該粒子仍能從b點以點以速度速度v

30、0射出，求：射出，求：圖圖6315(1)交變電壓的周期交變電壓的周期T應(yīng)滿足什么條件？應(yīng)滿足什么條件？(2)粒子從粒子從a點射入金屬板的時刻應(yīng)滿足什么條件？點射入金屬板的時刻應(yīng)滿足什么條件？提示提示(1)曲線運動曲線運動(2)勻速直線運動勻速直線運動(3)加速、減速，加速、減速，反向加速、反向減速反向加速、反向減速(4)粒子運動到粒子運動到b點時，在垂直于金點時，在垂直于金屬板的方向上速度正好等于零粒子的運動時間等于一個周屬板的方向上速度正好等于零粒子的運動時間等于一個周期期反思總結(jié)反思總結(jié)對于帶電粒子在交變電場中的運動問題，由于對于帶電粒子在交變電場中的運動問題，由于不同時間內(nèi)場強不同，使得

31、帶電粒子所受的電場力不同，不同時間內(nèi)場強不同，使得帶電粒子所受的電場力不同，造成帶電粒子的運動情況發(fā)生變化解決這類問題，要分造成帶電粒子的運動情況發(fā)生變化解決這類問題，要分段進行分析，根據(jù)題意找出滿足題目要求的條件，從而分段進行分析，根據(jù)題意找出滿足題目要求的條件，從而分析求解析求解即學(xué)即練如圖即學(xué)即練如圖6316甲所示，熱電子由陰極飛出時的初甲所示，熱電子由陰極飛出時的初速度忽略不計，電子發(fā)射裝置的加速電壓為速度忽略不計，電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0，電容器板，電容器板長和板間距離均為長和板間距離均為L10 cm，下極板接地，電容器右端到，下極板接地，電容器右端到熒光屏的距離也是熒光屏的距離

32、也是L10 cm，在電容器兩極板間接一交變，在電容器兩極板間接一交變電壓，上極板的電勢隨時間變化的圖象如圖乙所示電壓，上極板的電勢隨時間變化的圖象如圖乙所示(每每個電子穿過平行板的時間都極短，可以認為電壓是不變個電子穿過平行板的時間都極短，可以認為電壓是不變的的)求：求：圖圖6316(1)在在t0.06 s時刻，電子打在熒光屏上的何處時刻，電子打在熒光屏上的何處(2)熒光屏上有電子打到的區(qū)間有多長？熒光屏上有電子打到的區(qū)間有多長？答案答案(1)打在屏上的點位于打在屏上的點位于O點上方，距點上方，距O點點13.5 cm(2)30 cm附：對應(yīng)高考題組附：對應(yīng)高考題組 1(2012課標全國，課標全

33、國，18)如圖，平行板電容器的兩個極如圖，平行板電容器的兩個極板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相連若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容連若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器，則在此過程中，該粒子器，則在此過程中，該粒子()A所受重力與電場力平衡所受重力與電場力平衡B電勢能逐漸增加電勢能逐漸增加C動能逐漸增加動能逐漸增加D做勻變速直線運動做勻變速直線運動解析帶電粒子在平行板電容器之間受到兩個力的作用，解析帶電粒子在平行板電容器之間受到兩個力的作用，一是重力一是重力mg，方向豎直向下；二是電場力，方向豎直向下；二是電場力FEq，方向垂

34、，方向垂直于極板向上，因二力均為恒力，又已知帶電粒子做直線直于極板向上，因二力均為恒力，又已知帶電粒子做直線運動，所以此二力的合力一定在粒子運動的直線軌跡上，運動，所以此二力的合力一定在粒子運動的直線軌跡上，根據(jù)牛頓第二定律可知，該粒子做勻減速直線運動，選項根據(jù)牛頓第二定律可知，該粒子做勻減速直線運動，選項D正確，選項正確，選項A、C錯誤；從粒子運動的方向和電場力的方錯誤；從粒子運動的方向和電場力的方向可判斷出，電場力對粒子做負功，粒子的電勢能增加，向可判斷出，電場力對粒子做負功，粒子的電勢能增加，選項選項B正確正確答案答案BD2(2012海南單科，海南單科，9)將平行板電容器兩極板之間的距離

35、、將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場強度大小和極板所帶的電荷量分別用電壓、電場強度大小和極板所帶的電荷量分別用d、U、E和和Q表示下列說法正確的是表示下列說法正確的是()A保持保持U不變，將不變，將d變?yōu)樵瓉淼膬杀叮優(yōu)樵瓉淼膬杀叮?則則E變?yōu)樵瓉淼囊蛔優(yōu)樵瓉淼囊话氚隑保持保持E不變，將不變，將d變?yōu)樵瓉淼囊话耄優(yōu)樵瓉淼囊话耄?則則U變?yōu)樵瓉淼膬勺優(yōu)樵瓉淼膬杀侗禖保持保持d不變，將不變，將Q變?yōu)樵瓉淼膬杀?，變?yōu)樵瓉淼膬杀叮?則則U變?yōu)樵瓉淼囊蛔優(yōu)樵瓉淼囊话氚隓保持保持d不變，將不變，將Q變?yōu)樵瓉淼囊话?，變?yōu)樵瓉淼囊话耄?則則E變?yōu)樵瓉淼囊蛔優(yōu)樵瓉淼囊话氚氪鸢复鸢窤D3(2012廣東理綜，廣東理綜，20)圖是某種靜電礦