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3.电容器带电粒子在电场中的运动 一考点整理 基本概念 1电容器：由两个彼此绝缘又相互靠近的 组成电容器可以容纳 ，一个极板所带电荷量的 叫做电容器的带电荷量使电容器带电的过程叫做充电，充电后电容器两板带上等量的异种电荷，电容器中储存 能；使充电后的电容器失去电荷的过程叫做放电，放电过程中 能转化为其他形式的能2电容：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的 定义式：C = ，单位：法拉（F），1 F = 106 F = 1012 pF电容器的电容表示电容器 本领大小的物理量3平行板电容器：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的介电常数成正比，与两板间的距离成反比，C = ，k为静电力常量4带电粒子在匀强电场中的运动： 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： 用动力学观点分析：a = qE/m、E = U/d，v2v02 = 2ad； 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，qU = mv2/2 mv02/2 带电粒子在匀强电场中的偏转： 研究条件：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场； 处理方法：类似于平抛运动，运动特点二考点分类探讨 典型问题 考点1平行板电容器的动态分析【例1】一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是 （ ）AC和U均增大 BC增大，U减小 CC减小，U增大 DC和U均减小【变式跟踪1】如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离 （ ）A带电油滴将沿竖直方向向上运动 BP点的电势将降低C带电油滴的电势能将减少 D若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大考点2带电体在匀强电场中的直线运动问题【例2】如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子 （ ）A所受重力与电场力平衡 B电势能逐渐增加C动能逐渐增加 D做匀变速直线运动【变式跟踪2】如图所示，一带电荷量为q、质量为m的小物块处于一倾角为37的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止重力加速度取g，sin 370.6，cos 370.8.求 (1)水平向右电场的电场强度；(2)若将电场强度减小为原来的1/2，物块的加速度是多大；(3)电场强度变化后物块下滑距离L时的动能【变式跟踪2】如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m = 0.2 kg、带电荷量为q = +2.0106 C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数 = 0.1从t = 0时刻开始，在空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场（取水平向右为正方向，g取10 m/s2）求： 在第15 s末小物块的速度大小； 在015 s内小物块的位移大小来源:学+科+网Z+X+X+K考点3带电粒子在匀强电场中的偏转问题【例3】如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏现有一电荷量为 +q、质量为m的带电粒子（重力不计），以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中，v0方向的延长线与屏的交点为O求： 粒子从射入到打到屏上所用的时间； 粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan； 粒子打到屏上的点P到O点的距离x【变式跟踪3】.如图所示，带等量异种电荷的两块相互平行的金属板AB、CD长都为L，两板间距为d，其间为匀强电场，当两极板电压U0为时，有一质量为m，带电量为q的质子紧靠AB板上的上表面以初速度V0射入电场中，设质子运动过程中不会和CD相碰，求：（1）当t= L/2V0时，质子在竖直方向的位移是多大? (2)当t= L/2V0时，突然改变两金属板带电性质，且两板间电压为U1，质子恰能沿B端飞出电场，求电压U1、U0的比值是多大?三考题再练 高考试题 1【2011天津卷】板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为U1，板间场强为E1现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为0.5d，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是 （ ）AU2 = U1，E2 = E1 BU2 = 2U1，E2 = 4E1CU2 = U1，E2 = 2E1 DU2 = 2U1，E2 = 2E1【预测1】如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒S闭合时，该微粒恰好能保持静止在以下两种情况下： 保持S闭合， 充电后将S断开下列说法能实现使该带电微粒向上运动打到上极板的是 （ ）A 情况下，可以通过上移极板M实现 B 情况下，可以通过上移极板N实现C 情况下，可以通过上移极板M实现 D 情况下，可以通过上移极板N实现2【2011福建卷】反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似如图所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动已知电场强度的大小分别是E1省= 2.0103 N/C和E2 = 4.0103 N/C，方