高中物理選修三第一章靜電場知識點(diǎn)

PAGE4/13第一章靜電場電荷及其守恒定律、庫侖定律要點(diǎn)一、電荷及電荷守恒定律1、自然界中存在兩種電荷(1)兩種電荷：自然界中只存在兩種電荷，即正電荷和負(fù)電荷．我們把用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷稱為正電荷，用正數(shù)表示；把用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷稱為負(fù)電荷，用負(fù)數(shù)表示.(2)自由電子和離子：金屬中離原子核較遠(yuǎn)的電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動，這種電子叫做自由電子，失去電子的原子便成為帶正電的離子，簡稱正離子；得到電子的原子便成為帶負(fù)電的離子，稱為負(fù)離子．(3)電荷的性質(zhì)：①同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引；②任何帶電體都能吸引輕小物體2、物體帶電的三種方式比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果原因摩擦起點(diǎn)毛皮摩擦橡膠棒由于毛皮的原子核束縛電子的本領(lǐng)比橡膠棒弱，在摩擦過程中由于摩擦力做功使毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒，橡膠棒得到電子帶負(fù)電，毛皮失去電子帶正電．接觸起點(diǎn)帶電體接觸驗(yàn)電器帶電體接觸驗(yàn)電器時，帶電體的部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上，使驗(yàn)電器帶電．感應(yīng)起點(diǎn)帶電體靠近驗(yàn)電器當(dāng)帶電體靠近驗(yàn)電器時，由于電荷間的相互吸引或排斥，使驗(yàn)電器兩端帶上等量異種電荷，靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷．注意：感應(yīng)起電只適用于導(dǎo)體，摩擦起電只適用于絕緣體．因?yàn)橹挥袑?dǎo)體的電子才可以自由移動，絕緣體的電子不能自由移動，因此，絕緣體不會發(fā)生感應(yīng)起電．3、電荷守恒定律1．內(nèi)容電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變，這個結(jié)論叫做電荷守恒定律．2．電荷守恒定律的另一種表述一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變的．4、元電荷（1）電荷量：電荷的多少叫做電荷量，符號：q.單位：庫侖，符號：C.（2）元電荷:電子所帶電荷量是帶電體的所帶電荷量的最小單元，叫做元電荷，用e表示.要點(diǎn)詮釋：（1）所有帶電體的電荷量或者等于e，或者等于e的整數(shù)倍.也就是說，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量.（2）元電荷的具體數(shù)值最早是由密立根用油滴實(shí)驗(yàn)測得的.通常情況元電荷e的值可取作：（3）比荷：帶電粒子的電荷量與質(zhì)量之比稱為比荷.如電子的電荷量e和電子的質(zhì)量me(me=0.91×10－30kg)之比，叫電子的比荷=1.76×1011C/kg，可作為物理常量使用要點(diǎn)二、庫侖定律

真空中兩個點(diǎn)電荷之間的相互作用力，跟電荷量的乘積成正比，跟距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上.這種作用力叫做靜電力，也叫庫侖力.公式：其中，q1、q2為兩個電荷的電量，r為兩個電荷中心的距離.k為靜電力恒量，它的數(shù)值由選取的單位決定，國際單位制中k=9.0×109N·m2/C2.庫侖定律和萬有引力定律都遵從二次方反比規(guī)律，但人們至今還不能說明它們的這種相似性.要點(diǎn)詮釋：

1．適用條件：真空中的點(diǎn)電荷．點(diǎn)電荷也是一個理想化的模型，是一種科學(xué)的抽象.當(dāng)帶電體的線度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于帶電體之間的距離，以致帶電體的形狀和大小對其相互作用力的影響可以忽略不計，這樣的電荷叫點(diǎn)電荷.但在具體問題中，兩均勻帶電球體或帶電球殼之間的庫侖作用力可以看成將電荷集中在球心處產(chǎn)生的作用力.提醒：在利用庫侖定律計算庫侖力時，從數(shù)學(xué)角度分析，若兩電荷間的距離r→0，F(xiàn)→∞；但在物理上是錯誤的，因?yàn)楫?dāng)r→∞時電荷已經(jīng)失去了作為點(diǎn)電荷的前提條件，此時庫侖定律已不再適用．2．庫侖力是“性質(zhì)力”：庫侖力也叫做靜電力，是“性質(zhì)力”不是“效果力”，它與重力、彈力、摩擦力一樣具有自己的特性，同樣遵循牛頓第三定律，不要認(rèn)為電荷量大的對電荷量小的電荷作用力大．在實(shí)際應(yīng)用時，庫侖力與其他力一樣，對物體的平衡或運(yùn)動起著獨(dú)立的作用，受力分析時不能漏掉．3．庫侖定律是電磁學(xué)的基本定律之一．庫侖定律給出的雖然是點(diǎn)電荷間的靜電力，但是任何一個帶電體都可以看成是由許多點(diǎn)電荷組成的．所以，如果知道帶電體上的電荷分布，根據(jù)庫侖定律和平行四邊形定則就可以求出帶電體間的靜電力的大小和方向．4．應(yīng)用庫侖定律應(yīng)注意：(1)統(tǒng)一國際單位：因靜電力常量N·m2/C2，所以各量要統(tǒng)一到國際單位．(2)計算庫侖力時，q1、q2可先只代入絕對值求出庫侖的大小，再由同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引來判斷力的方向．電場強(qiáng)度要點(diǎn)一、電場、電場強(qiáng)度1、電場（1）產(chǎn)生：電場是在電荷周圍存在著的由自由電荷產(chǎn)生的一種傳遞電荷間相互作用的特殊物質(zhì).（2）基本性質(zhì)：對放入其中的電荷（不管是靜止的還是運(yùn)動的）有力的作用，這種力叫電場力.電場具有能量.2、試探電荷與場源電荷（1）試探電荷：用來檢驗(yàn)電場是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的電荷，也叫檢驗(yàn)電荷.這種電荷必須電量很小、體積很小.（2）場源電荷：被檢驗(yàn)的電場是由電荷Q激發(fā)的，則電荷Q被稱為場源電荷或源電荷.3、電場強(qiáng)度（1）物理意義電場強(qiáng)度是描述電場強(qiáng)弱及方向的物理量，反映了電場力的特性.（2）定義在電場中放一個檢驗(yàn)電荷，它所受到的電場力跟它所帶電量的比值叫做這個位置上的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng).定義式：單位：牛／庫（N/C）（3）電場強(qiáng)度的理解①矢量性：場強(qiáng)是矢量，其大小按定義式計算即可，其方向規(guī)定為正電荷在該點(diǎn)的受力方向.負(fù)電荷受電場力方向與該點(diǎn)場強(qiáng)方向相反.②唯一性：電場中某一點(diǎn)處的電場強(qiáng)度E的大小和方向是唯一的，其大小和方向取決于場源電荷及空間位置.是客觀存在的，與放不放檢驗(yàn)電荷以及放入檢驗(yàn)電荷的正、負(fù)電量的多少均無關(guān)，既不能認(rèn)為與成正比，也不能認(rèn)為與成反比.（4）電場強(qiáng)度和電場力的比較(4)電勢能與重力勢能的類比重力勢能電勢能（1）重力做功與路徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān)，引出了重力勢能（1）電場力做功與路徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān)，引出了電勢能（2）重力做功是重力勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度（2）電場力做功是電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度（3）（3）（4）重力勢能的數(shù)值具有相對性，可以是正值，也可以是負(fù)值。（4）電勢能的數(shù)值具有相對性，可以是正值，也可以是負(fù)值要點(diǎn)三、電勢

(1)定義:電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值,叫做這一點(diǎn)的電勢,用表示。電勢是表征電場中某點(diǎn)能的性質(zhì)的物理量，僅與電場中某點(diǎn)性質(zhì)有關(guān)，與電場力做功的值及試探電荷的電荷量、電性無關(guān)。

（2）定義式:（3）單位：電勢的單位是伏特（V），1V=1J/C（4）電勢高低與電場線的關(guān)系：沿電場線方向，電勢降低。要點(diǎn)四、等勢面(1)定義:電場中電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面,叫做等勢面。（2）等勢面的特點(diǎn)：①在同一等勢面上各點(diǎn)電勢相等，所以在同一等勢面上移動電荷，電場力不做功；②電場線跟等勢面一定垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面；③等勢面越密，電場強(qiáng)度越大；④等勢面不相交，不相切。（3）幾種電場的電場線及等勢面①孤立正點(diǎn)電荷：②等量異種電荷：③等量同種電荷:④勻強(qiáng)電場:注意：①等量同種電荷連線和中線上連線上：中點(diǎn)電勢最小中線上：由中點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)電勢逐漸減小，無窮遠(yuǎn)電勢為零。②等量異種電荷連線上和中線上連線上：由正電荷到負(fù)電荷電勢逐漸減小。中線上：各點(diǎn)電勢相等且都等于零。要點(diǎn)五、電勢差1．定義：電荷q在電場中A、B兩點(diǎn)間移動時，電場力所做的功WAB跟它的電荷量q的比值，叫做A、B間的電勢差，也叫電壓．2.公式：3.單位：伏(V)4．電勢差與電勢的關(guān)系：，電勢差是標(biāo)量，可以是正值，也可以是負(fù)值。電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系要點(diǎn)一、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系1．關(guān)系式推導(dǎo)如圖所示，在勻強(qiáng)電場力作用下，電荷q從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)．靜電力做功WAB與UAB的關(guān)系為WAB＝qUAB，因?yàn)閯驈?qiáng)電場中電場強(qiáng)度處處相等．所以電荷q所受靜電力F＝qE是一個恒力，它所做的功為WAB＝Fd＝qEd．比較功的兩個計算結(jié)果得：UAB＝Ed2．勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系(1)勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場方向的距離的乘積．(2)公式：UAB＝Ed．要點(diǎn)詮釋：(1)此公式只適用于勻強(qiáng)電場．(2)公式中d必須是沿場強(qiáng)方向的距離．當(dāng)電場中的兩點(diǎn)不在同一條電場線上時，d應(yīng)為兩點(diǎn)在場強(qiáng)方向上的投影的距離，亦為電場中的兩點(diǎn)所在的等勢面的垂直距離．(3)對于非勻強(qiáng)電場，用公式可以定性分析某些問題．例如等差等勢面E越大，d越小，因此可以斷定等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度越大．如圖所示，在點(diǎn)電荷的電場中有A、B、C三點(diǎn)，，要求比較UAB與UBC的大小時，可以利用即U＝Ed定性說明．AB段電場強(qiáng)度比BC段電場強(qiáng)度大，故UAB＞UBC．要點(diǎn)二、電場強(qiáng)度的另一種表述1．表述：在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢差與兩點(diǎn)間沿電場強(qiáng)度方向距離的比值．2．公式：3．?dāng)?shù)值：電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢．4．單位：伏特每米(V/m)，且1V/m＝1N/C．要點(diǎn)詮釋：

(1)電場強(qiáng)度的方向就是電勢降低最快的方向，只有沿場強(qiáng)方向，在單位長度上的電勢差最大，也就是說電勢降低最快的方向?yàn)殡妶鰪?qiáng)度的方向．但是，電勢降落的方向不一定是電場強(qiáng)度的方向．(2)電場線與等勢面處處垂直，并且電場線由高等勢面指向低等勢面．(3)在同一幅圖中，等差等勢面越密(即相鄰等勢面間距越小)的地方，場強(qiáng)越大．如圖中左、右兩端與上、下兩部分比較就很明顯．(4)電場強(qiáng)度與電勢無直接關(guān)系．因?yàn)殡妶鲋心滁c(diǎn)電勢的值是相對選取的零電勢點(diǎn)而言的，選取的零電勢點(diǎn)不同，電勢的值也不同，而場強(qiáng)不變，零電勢可以人為選取，而場強(qiáng)是否為零則由電場本身決定．初學(xué)者容易犯的一個錯誤是把電勢高低與電場強(qiáng)度大小聯(lián)系起來，誤認(rèn)為電場中某點(diǎn)電勢高，場強(qiáng)就大；某點(diǎn)電勢低，場強(qiáng)就?。c(diǎn)三、電場強(qiáng)度、電勢和電勢差的比較物理量物理量內(nèi)容項目電場強(qiáng)度E電勢電勢差U區(qū)別定義放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值在電場中兩點(diǎn)間移動電荷時，電場力所做的功跟電荷量的比值定義式方向規(guī)定為正電荷在該點(diǎn)所受電場力的方向標(biāo)量，無方向標(biāo)量，無方向大小數(shù)值上等于單位電荷受到的力數(shù)值上等于單位正電荷具有的電勢能數(shù)值上等于單位正電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時，電場力所做的功物理意義描述電場的力的性質(zhì)描述電場的能的性質(zhì)描述電場的能的性質(zhì)聯(lián)系①場強(qiáng)的方向是電勢降落最快的方向，但電勢降落的方向不一定是場強(qiáng)的方向②電勢與場強(qiáng)大小之間不存在任何關(guān)系，電勢為零的點(diǎn)，場強(qiáng)不一定為零；電勢高的地方，場強(qiáng)不一定大；場強(qiáng)為零的地方，電勢不一定為零；場強(qiáng)大的地方，電勢不一定高③場強(qiáng)的大小等于沿場強(qiáng)方向每單位長度上的電勢降落，即或U＝Ed(勻強(qiáng)電場)④電勢差等于電場中兩點(diǎn)電勢間的差，即要點(diǎn)四、電場強(qiáng)度的三個公式的區(qū)別區(qū)別公式物理含義引入過程適用范圍是電場強(qiáng)度大小的定義式，與F、q無關(guān)，是反映某點(diǎn)電場的性質(zhì)適用于一切電場是真空中點(diǎn)電荷場強(qiáng)的決定式由和庫侖定律導(dǎo)出在真空中，場源電荷Q是點(diǎn)電荷是勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)的決定式由F＝qE和W＝qU導(dǎo)出勻強(qiáng)電場說明：在選取物理公式時一定要注意公式的適用條件，應(yīng)用時還要理解公式中各量的物理意義．要點(diǎn)五、用“等分法”計算勻強(qiáng)電場中的電勢在勻強(qiáng)電場中，沿任意一個方向，電勢降落都是均勻的，故在同一直線上相同間距兩點(diǎn)間的電勢差相等．如果把某兩點(diǎn)間的距離等分為n段，則每段線段兩端點(diǎn)的電勢差等于原電勢差的1/n倍，像這樣采用這種等分間距求電勢的方法，叫做等分法．要點(diǎn)詮釋：(1)在已知電場中幾點(diǎn)的電勢時，如果要求其他某點(diǎn)的電勢，一般采用“等分法”在電場中找與待求點(diǎn)的電勢相同的等勢點(diǎn)．等分法也常用在畫電場線的問題中．(2)在勻強(qiáng)電場中，相互平行的相等的線段兩端點(diǎn)電勢差相等，用這一點(diǎn)可求解電勢．靜電現(xiàn)象與電容器知識點(diǎn)一：靜電平衡狀態(tài)及其特點(diǎn)1、靜電平衡狀態(tài)：要點(diǎn)詮釋：（1）靜電平衡狀態(tài)的定義：處于靜電場中的導(dǎo)體，當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)部的自由電荷不再發(fā)生定向移動時，我們說導(dǎo)體達(dá)到了靜電平衡狀態(tài).（2）靜電平衡狀態(tài)出現(xiàn)的原因是：導(dǎo)體在外電場的作用下，兩端出現(xiàn)感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場和外電場共同的作用效果，使得導(dǎo)體內(nèi)部的自由電荷不再定向移動.（導(dǎo)體內(nèi)部自由電荷雜亂無章的熱運(yùn)動仍然存在著）2、導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡的條件：要點(diǎn)詮釋：（1）導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零.導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)E是外電場E0和感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場E/的疊加，即E是E0和E/的矢量和.當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時，必定有感應(yīng)電荷的場與外電場大小相等、方向相反，即：E0=－E/.

（2）處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其表面上任何一點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向與導(dǎo)體表面垂直,表面場強(qiáng)不一定為零.如果導(dǎo)體表面的場強(qiáng)不與導(dǎo)體表面垂直，必定存在著一個切向分量，這個切向分量就會使得導(dǎo)體表面的自由電荷沿著表面切線方向運(yùn)動，那么，導(dǎo)體所處的狀態(tài)就不是平衡狀態(tài)，與給定的平衡狀態(tài)相矛盾，所以導(dǎo)體表面的場強(qiáng)方向一定與導(dǎo)體表面垂直.(3)導(dǎo)體是一個等勢體，導(dǎo)體表面構(gòu)成一個等勢面.無論是在導(dǎo)體內(nèi)部還是在導(dǎo)體的表面上或者是由導(dǎo)體的內(nèi)部到表面上移動電荷，電場力都不做功，這就說明了導(dǎo)體上任何兩處電勢差為零，即整個導(dǎo)體處處等勢.(4)電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，且“尖端”電荷密度大.①導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面；②導(dǎo)體表面越尖銳的地方電荷密度越大，凹陷的地方幾乎沒有電荷.知識點(diǎn)二：靜電屏蔽及其應(yīng)用和防護(hù)（1）靜電屏蔽：將電學(xué)儀器用金屬外殼或者金屬網(wǎng)包圍起來，以防止外電場對它的影響，金屬網(wǎng)或者金屬殼的這種作用就叫做靜電屏蔽.（2）靜電屏蔽的應(yīng)用和防護(hù)：①為防止外界電場的干擾：有些電子設(shè)備的外殼套有金屬殼，通訊電纜的外層包有一層金屬網(wǎng)來進(jìn)行靜電屏蔽.②靜電屏蔽也可能帶來不利的影響：如航天飛機(jī)、飛船返回地球大氣層時，由于飛船與大氣層的高速摩擦而產(chǎn)生高溫，在飛船的周圍形成一層等離子體，它對飛船產(chǎn)生靜電屏蔽作用，導(dǎo)致地面控制中心與飛船的通信聯(lián)系暫時中斷.對宇航員來說，這是一個危險較大的階段.知識點(diǎn)三：電容器及其電容1、電容器

要點(diǎn)詮釋：（1）定義：任何兩個彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體，構(gòu)成是一個電容器.（2）電容器的充、放電：電容器有攜帶電荷、儲存電荷的能力電容器充電：使電容器帶電的過程，也是電源的能量轉(zhuǎn)化為電場能的過程.電容器放電：使電容器上的電荷減少的過程，也是電場能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過程.瞬間的充、放電過程電路中有電流通過，平衡后兩板帶等量異種電荷.2、電容器的電容

要點(diǎn)詮釋：（1）電容的物理意義：是描述電容器儲存電荷本領(lǐng)大小的物理量.（2）電容器電容的定義：電容器所帶電量的絕對值與所加電壓的比值，用字母C表示.定義式：，其中Q為其中一個導(dǎo)體所帶電量的絕對值，U為兩個導(dǎo)體之間的電壓.單位：國際單位是法拉，簡稱法，用F表示，常用的單位還有微法和皮法，換算關(guān)系是（3）平行板電容器的電容：式中k為靜電力常量，k=9.0×109N·m2/C2，介電常數(shù)ε由兩極板之間介質(zhì)決定.(4）電容器的分類：

從構(gòu)造上分：固定電容和可變電容從介質(zhì)上可分為：空氣電容，紙質(zhì)電容，電解電容，陶瓷電容、云母電容等等.知識點(diǎn)四：平行板電容器中各物理量之間的關(guān)系電容器和電源連接如圖，改變板間距離、改變正對面積或改變板間電介質(zhì)材料，都會改變其電容，從而可能引起電容器兩板間電場的變化.這里一定要分清兩種常見的變化：(1)電鍵K保持閉合，則電容器兩端的電壓恒定（等于電源電動勢）這種情況下（2）充電后斷開K，保持電容器帶電量Q恒定

這種情況下帶電粒子在電場中的運(yùn)動要點(diǎn)一、帶電粒子在電場中可能的運(yùn)動狀態(tài)要點(diǎn)二、帶電粒子在電場中的加速和減速運(yùn)動受力分析：與力學(xué)中受力分析方法相同,知識多了一個電場力而已.如果帶電粒子在勻強(qiáng)電場中，則電場力為恒力（qE）,若在非勻強(qiáng)電場，電場力為變力.運(yùn)動過程分析：帶電粒子沿與電場線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場，收到的電場力與運(yùn)動方向在同一直線上，做勻加（減）速直線運(yùn)動.兩種處理方法：=1\*GB3①力和運(yùn)動關(guān)系法——牛頓第二定律：帶電粒子受到恒力的作用，可以方便地由牛頓第二定律求出加速度，結(jié)合勻變速直線運(yùn)動的公式確定帶電粒子的速度、時間和位移等.=2\*GB3②功能關(guān)系法——動能定理：帶電粒子在電場中通過電勢差為UAB的兩點(diǎn)時動能的變化是，則.例：如圖真空中有一對平行金屬板，間距為d，接在電壓為U的電源上，質(zhì)量為m、電量為q的正電荷穿過正極板上的小孔以v0進(jìn)入電場，到達(dá)負(fù)極板時從負(fù)極板上正對的小孔穿出.不計重力，求：正電荷穿出時的速度v是多大？解法一、動力學(xué)：由牛頓第二定律：①由運(yùn)動學(xué)知識：v2－v02=2ad②聯(lián)立①②解得：解法二、動能定理：解得討論：（1）若帶電粒子在正極板處v0≠0，由動能定理得qU=mv2-mv02解得v=（2）若將圖中電池組的正負(fù)極調(diào)換，則兩極板間勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向變?yōu)樗较蜃?，帶電量?q，質(zhì)量為m的帶電粒子，以初速度v0，穿過左極板的小孔進(jìn)入電場，在電場中做勻減速直線運(yùn)動.①若v0>，則帶電粒子能從對面極板的小孔穿出，穿出時的速度大小為v，有-qU=mv2-mv02解得v=②若v0<，則帶電粒子不能從對面極板的小孔穿出，帶電粒子速度減為零后，反方向加速運(yùn)動，從左極板的小孔穿出，穿出時速度大小v=v0.設(shè)帶電粒子在電場中運(yùn)動時距左極板的最遠(yuǎn)距離為x，由動能定理有：-qEx=0-mv02又E=(式d中為兩極板間距離)解得x=.要點(diǎn)三、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)高中階段定量計算的是，帶電粒子與電場線垂直地進(jìn)入勻強(qiáng)電場或進(jìn)入平行板電容器之間的勻強(qiáng)電場.如圖所示：受力分析：帶電粒子以初速度v0垂直射入勻強(qiáng)電場中，受到恒定電場力（F=Eq）作用，且方向與初速度v0垂直.（2）運(yùn)動狀態(tài)分析帶電粒子以初速度v0垂直射入勻強(qiáng)電場中，受到恒力的作用，初速度與電場力垂直，做類平拋運(yùn)動，其軌跡是拋物線：在垂直于電場方向做勻速直線運(yùn)動；在平行于電場方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動.（U為偏轉(zhuǎn)電壓，d為兩板間的距離，L為偏轉(zhuǎn)電場的寬度（或者是平行板的長度），v0為經(jīng)加速電場后粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度.）（3）常用處理方法：應(yīng)用運(yùn)動的合成與分解的方法垂直電場線方向的速度沿電場線方向的速度是合速度大小是：，方向：離開電場時沿電場線方向發(fā)生的位移偏轉(zhuǎn)角度也可以由邊長的比來表示，過出射點(diǎn)沿速度方向做反向延長線，交入射方向于點(diǎn)Q，如圖：設(shè)Q點(diǎn)到出射板邊緣的水平距離為x，則又，解得：即帶電粒子離開平行板電場邊緣時，都是好象從金屬板間中心線的中點(diǎn)處沿直線飛出的，這個結(jié)論可直接引用.要點(diǎn)四、帶電粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)問題的綜合如圖所示，一個質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子，由靜止開始，先經(jīng)過電壓為U1的電場加速后，再垂直于電場方向射入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場中，兩金屬板板長為，間距為d，板間電壓為U2.1、粒子射出兩金屬板間時偏轉(zhuǎn)的距離y加速過程使粒子獲得速度v0，由動能定理.偏轉(zhuǎn)過程經(jīng)歷的時間，偏轉(zhuǎn)過程加速度，所以偏轉(zhuǎn)的距離.可見經(jīng)同一電場加速的帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的偏移量，與粒子q、m無關(guān)，只取決于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場.2、偏轉(zhuǎn)的角度偏轉(zhuǎn)的角度.可見經(jīng)同一電場加速的帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的偏轉(zhuǎn)角度，也與粒子q、m無關(guān)，只取決于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場.要點(diǎn)五、帶電粒子在電場中運(yùn)動應(yīng)用：示波管1、構(gòu)造主要由電子槍、豎直偏轉(zhuǎn)電極YY＇、水平偏轉(zhuǎn)電極XX＇和熒光屏等組成.如圖所示：2、工作原理電子