高中物理 帶電粒子在電場中的運動課件

第3講電容器帶電粒子在電場中的運動考點一電容器及平行板電容器的動態(tài)分析考點二帶電粒子(帶電體)在電場中的直線運動考點三帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)考點一電容器及平行板電容器的動態(tài)分析

011.平行板電容器兩類典型問題

技巧點撥2.平行板電容器動態(tài)分析思路(1)U不變(2)Q不變(1)電容器始終與恒壓電源相連，電容器兩極板間的電壓U保持不變.(2)電容器充電后與電源斷開，電容器兩極板所帶的電荷量Q保持變.例1(2018·北京卷·19)研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實驗裝置如圖所示.下列說法正確的是A.實驗前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電B.實驗中，只將電容器b板向上平移，靜電計指針的張角變小C.實驗中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計指針的張角變大D.實驗中，只增加極板帶電荷量，靜電計指針的張角變大，表明電容增大A1.(電容概念及公式的理解)(多選)由電容器電容的定義式C＝可知A.若電容器不帶電，則電容C為零B.電容C與電容器所帶電荷量Q成正比C.電容C與所帶電荷量Q無關(guān)D.電容在數(shù)值上等于使兩板間的電壓增加1V時所需增加的電荷量

跟進(jìn)訓(xùn)練√√2.(電壓不變時動態(tài)問題分析)(2016·全國卷Ⅰ·14)一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上.若將云母介質(zhì)移出，則電容器A.極板上的電荷量變大，極板間電場強(qiáng)度變大B.極板上的電荷量變小，極板間電場強(qiáng)度變大C.極板上的電荷量變大，極板間電場強(qiáng)度不變D.極板上的電荷量變小，極板間電場強(qiáng)度不變√3.(電荷量不變時動態(tài)問題分析)(2016·天津卷·4)如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計相連，靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地，在兩極板間有一固定在P點的點電荷，以E表示兩板間的電場強(qiáng)度，Ep表示點電荷在P點的電勢能，θ表示靜電計指針的偏角.若保持下極板不動，將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置，則A.θ增大，E增大 B.θ增大，Ep不變C.θ減小，Ep增大 D.θ減小，E不變√考點二帶電粒子(帶電體)在電場中的直線運動

02

例2如圖所示，空間存在兩塊平行的彼此絕緣的帶電薄金屬板A、B，間距為d，中央分別開有小孔O、P.現(xiàn)有甲電子以速率v0從O點沿OP方向運動，恰能運動到P點.若僅將B板向右平移距離d，再將乙電子從P′點由靜止釋放，則考向1帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的直線運動A.金屬板A、B組成的平行板電容器的電容C不變B.金屬板A、B間的電壓減小C.甲、乙兩電子在板間運動時的加速度相同D.乙電子運動到O點的速率為2v0√

例3如圖所示，傾斜放置的平行板電容器兩極板與水平面夾角為θ，極板間距為d，帶負(fù)電的微粒質(zhì)量為m、帶電荷量為q，從極板M的左邊緣A處以初速度v0水平射入，沿直線運動并從極板N的右邊緣B處射出，重力加速度為g，則考向2帶電粒子在電場力和重力作用下的直線運動A.微粒到達(dá)B點時動能為mv02B.微粒的加速度大小等于gsinθC.兩極板的電勢差UMN＝D.微粒從A點到B點的過程，電勢能減少√4.(帶電粒子在電場力和重力作用下的直線運動)一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向是水平的，如圖所示，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從O點出發(fā)，初速度的大小為v0，在電場力和重力作用下恰好能沿與場強(qiáng)的反方向成θ角做直線運動，重力加速度為g，求：(1)電場強(qiáng)度的大小；

跟進(jìn)訓(xùn)練(2)小球運動到最高點時其電勢能與O點的電勢能之差.

03考點三帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)版權(quán)所有：徐圣欽QQ：894665727拓展學(xué)習(xí)——示波器示波管例4如圖所示，一個電子由靜止開始經(jīng)加速電場加速后，又沿中心軸線從O點垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，并從另一側(cè)射出打到熒光屏上的P點，O′點為熒光屏的中心.已知電子質(zhì)量m＝9.0×10－31kg，電荷量e＝1.6×10－19C，加速電場電壓U0＝2500V，偏轉(zhuǎn)電場電壓U＝200V，極板的長度L1＝6.0cm，板間距離d＝2.0cm，極板的末端到熒光屏的距離L2＝3.0cm(忽略電子所受重力，結(jié)果保留2位有效數(shù)字).求：(1)電子射入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度v0大??；答案3.0×107m/s(2)電子打在熒光屏上的P點到O′的距離h；答案0.72cm(3)電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場過程中電場力對它所做的功W.答案5.8×10－18J5.(帶電粒子在加速電場、偏轉(zhuǎn)電場作用下運動)如圖所示，一電子槍發(fā)射出的電子(初速度很小，可視為零)進(jìn)入加速電場加速后，垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，射出后偏轉(zhuǎn)位移為Y.要使偏轉(zhuǎn)位移增大，下列哪些措施是可行的(不考慮電子射出時碰到偏轉(zhuǎn)極板的情況)A.增大偏轉(zhuǎn)電壓UB.增大加速電壓U0C.增大偏轉(zhuǎn)極板間距離D.將發(fā)射電子改成發(fā)射負(fù)離子

跟進(jìn)訓(xùn)練√6.(帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn))如圖，場強(qiáng)大小為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中有一矩形區(qū)域abcd，水平邊ab長為s，豎直邊