电容,带电粒子在电场中的运动

关于电容,带电粒子在电场中的运动基础导学一、电容器、电容1．电容器

(1)组成：由两个彼此

又相互

的导体组成．

(2)带电量：一个极板所带电量的

．

(3)电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的

，电容器中储存

．放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中

转化为其他形式的能．绝缘靠近绝对值异种电荷电场能电场能2．电容

(1)定义：电容器所带的

与电容器两极板间的电势差U的比值．

(2)定义式：

(3)物理意义：表示电容器

本领大小的物理量．

(4)单位：（）

1F＝

μF＝1012pF电荷量QC＝容纳电荷１10６法拉(F)第2页,共19页，2024年2月25日，星期天3．平行板电容器

(1)影响因素：平行板电容器的电容与

成正比，与介质的

成正比，与

成反比．

(2)决定式：C＝，k为静电力常量．特别提醒：电容器的电容大小是由电容器本身的特性决定的，与极板间电压以及电容器带电量多少，带不带电荷无关．正对面积介电常数两板间的距离第3页,共19页，2024年2月25日，星期天D第4页,共19页，2024年2月25日，星期天课堂探究·突破考点第5页,共19页，2024年2月25日，星期天【例1】(2010·北京理综，18)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图6－3－8)．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为

θ.实验中，极板所带电荷量不变，若(

)A．保持S不变，增大d，则θ变大

B．保持S不变，增大d，则θ变小

C．保持d不变，减小S，则θ变小

D．保持d不变，减小S，则θ不变图6－3－8Ａ第6页,共19页，2024年2月25日，星期天图2Ｃ第7页,共19页，2024年2月25日，星期天5．(2010·安徽理综)如图6－3－6所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部．闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是(

)A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大

B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小

C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大

D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小

图6－3－6B第8页,共19页，2024年2月25日，星期天二、带电粒子在电场中的运动1．带电粒子在电场中的加速带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场，带电粒子将做加(减)速运动．有两种分析方法：

(1)用动力学观点分析.(2)用功能观点分析：粒子只受电场力作用，电场力做的功等于物体动能的变化．2．带电粒子在匀强电场中的偏转：

带电粒子在电场中的运动是否考虑重力

(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)．

(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力．第9页,共19页，2024年2月25日，星期天(1)研究条件：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场．(2)处理方法：类似于平抛运动，应用运动的

的方法．①沿初速度方向做

运动，运动时间t＝②沿电场力方向，做

运动合成与分解匀速直线匀加速直线第10页,共19页，2024年2月25日，星期天三、示波管1．构造：(1)________，(2)____________．2．工作原理(如图3所示)(1)如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线运动，打在荧光屏________，在那里产生一个亮斑．

(2)YY′上加的是待显示的____________．XX′上是机器自身产生的锯齿形电压，叫做____________．若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的稳定图象.电子枪偏转电极中心信号电压扫描电压图3第11页,共19页，2024年2月25日，星期天1.电子打在荧光屏上将出现亮点，若电子打在屏上的位置快速移动，由于视觉暂留效应，能在荧光屏上看到一条亮线.2.如图所示，如果只在偏转电极YY′上加上如图甲所示UY=Umsinωt的电压，荧光屏上亮点的偏移也将按正弦规律变化，即y′=ymsinωt，并在荧光屏上观察到的亮线的形状为图丙A(设偏转电压频率较高).第12页,共19页，2024年2月25日，星期天3.如果只在偏转电极XX′上加上如图乙所示的电压，在荧光屏上观察到的亮线的形状为图丙B(设偏转电压频率较高).4.如果在偏转电极YY′上加上图甲所示的电压，同时在偏转电极XX′上加上图乙所示的电压，在荧光屏上观察到的亮线的形状为图丙C(设偏转电压频率较高).第13页,共19页，2024年2月25日，星期天如图所示，一个质量为m,带电荷量为+q的粒子在O点以v0的初速度跟水平方向成α角向上射出，如果在某方向上加上一定大小的匀强电场后，可使粒子沿初速度所在直线方向做直线运动。考点一带电体在电场中的直线运动

（1）若粒子做匀速直线运动则场强的大小和方向；

（2）求所加最小匀强电场的场强的大小；（3）若加上水平向左、大小一定的匀强电场，求当粒子速度为零时距O点的距离。第14页,共19页，2024年2月25日，星期天5.(2012·常州模拟)如图是说明示波器工作原理的示意图，已知两平行板间的距离为d、板长为l，电子经电压为U1的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场.设电子质量为me、电荷量为e.(1)求经电场加速后电子速度v的大小;(2)要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大，两平行板间的电压U2应是多少？(3)电子离开偏转电场偏转角度最大时，电子的动能多大？考点二带电粒子在电场中的偏转第15页,共19页，2024年2月25日，星期天【例2】如图7所示，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为U1的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入．A、B板长为L，相距为d，电压为U2.则带电粒子能从A、B板间飞出应该满足的条件是(

)【思维突破】1．本题是典型的带电粒子加速再偏转的题目，处理此类题目需要综合运用动能定理、运动的合成与分解、牛顿运动定律、运动学公式等．2．粒子恰能飞出极板和粒子恰不能飞出极板，对应着同一临界状态，分析时根据题意找出临界状态，由临界状态来确定极值，这是求解极值问题的常用方法．C图7第16页,共19页，2024年2月25日，星期天考点三带电粒子在交变电场中的运动

(2011·安徽·20)如图10(a)所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处．若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上．则t0可能属于的时间段是(

)A．0<t0<T B.<t0<C.<t0<T D．T<t0<B第17页,共19页，2024年2月25日，星期天如图甲所示，M、N为水平放置的平行板电容器的两个极板，极板长L=0.2m，两板间距d=0.145m，在M、N间加上如图乙所示的电压，一个带电粒子的电量q=+1.0×10-6C、质量m=1.0×10-8kg，粒