电场的应用一

1、电场的应用一一、电容与电容器1电容器(1)组成：由两个彼此_又相互_的导体组成(2)带电量：每个极板所带电荷量的_(3)电容器的充电和放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的_，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 ：电容器的电容、电容器带电荷量的变化量以及对应两极板电压的变化量，三者之间

2、有什么关系？考点一关于电容两个公式的意义例1 如图1所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图当动极板和定极板之间的距离d变化时，电容C便发生变化， 通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化情况在下列图中能正确反映C与d之间变化规律的图像是 ()图1跟踪训练1根据电容器电容的定义式C，可知 ()A电容器所带的电荷量Q越多，它的电容就越大，C与Q成正比B电容器不带电时，其电容为零C电容器两极板之间的电压U越高，它的电容就越小，C与U成反比D以上说法均不对考点二电容器两类动态问题的分析方法特别提醒有一种情况我们应当作为结论记住：当电容器充电后与电源断开，即电容器所带电荷量不变时

3、，无论怎样改变板间距离，板间的场强是不变的例2 一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地两板间有一个正检验电荷固定在P点，如图2所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、表示P点的电势，W表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右 图2平移一小段距离l0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图像中正确的是()跟踪训练2如图甲所示为某同学设计的电容式位移传感器原理图，其中右板为固定极板，左板为可动极板，待测物体固定在可动极板上若两极板所带电荷量Q恒定，极板两端电压U将随待测物体的左右移动而变化，若U随时间t的变化关系为Uatb(a、b为大于零的常数)，其图像如图乙所

4、示，那么图丙、丁中反映极板间场强大小E和物体位移x随时间t变化的图线是(设t0时物体位移为零) ()A和 B和 C和 D和课堂练习1对于给定的电容器，描述其电容C、电荷量Q、电压U之间的相应关系的图像正确的是()2某电容器上标有“25 F、450 V”字样，下列对该电容器的说法中正确的是()A要使该电容器两极板之间电压增加1 V，所需电荷量为2.5×105 CB要使该电容器带电荷量1 C，两极板之间需加电压2.5×105 VC该电容器能够容纳的电荷量最多为2.5×105 CD该电容器能够承受的最大电压为450 V3一平行板电容器两极板间距为d、极板面积为S，电容为

5、，其中0是常量对此电容器充电后断开电源当增加两板间距时，电容器极板间()A电场强度不变，电势差变大 B电场强度不变，电势差不变C电场强度减小，电势差不变 D电场强度减小，电势差减小4如图所示是测定液面高度h的电容式传感器示意图，E为电源，G为灵敏电流计，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为：电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针正向左偏转，则()A导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在增大B导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在增大C导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在减小D导

6、体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在减小5如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态，以下说法正确的是 ()A若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G表中无电流B若将A向左平移一小段距离，则油滴仍然静止，G表中有ba的电流C若将A向上平移一小段距离，则油滴向下加速运动，G表中有ba的电流D若将A向下平移一小段距离，则油滴向上加速运动，G表中有ba的电流二、带电粒子在电场中的运动（一）带电粒子在电场中的加速带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子_的增量(1)在匀强电场中：

7、WqEdqUmv2mv或FqEqma.(2)在非匀强电场中：WqUmv2mv.：带电粒子在电场中的运动是否考虑重力？（二）带电粒子在电场中的偏转分析带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场后的运动性质(如图所示) 1进入电场的方式：一个质量为m、带电荷量为q的粒子，以初速度v0_于电场线方向进入两平行金属板间的匀强电场，两板间的电势差为U.2受力特点：粒子所受电场力大小_，且电场力的方向与初速度v0的方向垂直3运动特点：做_运动，与力学中的平抛运动类似4运动规律(两平行金属板间距离为d，金属板长为l)：三、示波管1构造：(1)_，(2)_,(3)荧光屏2工作原理(如图3所示)图3(1)如果在偏转电极

8、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.考点一带电体在电场中的直线运动例1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 37°0.6，cos 37°0.8. 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；

9、(3)电场强度变化后物块下滑距离L时的动能跟踪训练1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m0.2 kg、带电荷量为q2.0×106 C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的摩擦因数0.1.从t0时刻开始，空间上加一个如图乙所示的电场(取水平向右的方向为正方向，g取10 m/s2)求：(1)4秒内小物块的位移大小；(2)4秒内电场力对小物块所做的功甲乙考点二带电粒子在电场中的偏转粒子在匀强电场中偏转时的两个结论(1)粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的处沿直线射出(2)无论带电粒子的m、q如何，只要经过同一加速电场加速，再垂直进入同一偏转电场，它们飞出的偏移量y和

10、偏转角都是相同的，也就是运动轨迹完全重合例2如图所示，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 ()A.< B.<C.< D.<跟踪训练2如图所示，a、b两个带正电荷的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a点，b粒子打在B板的b点，若不计重力，则()Aa的电荷量一定大于b的电荷量Bb的质量一定大于a的质量Ca的比荷一定大于b的比荷Db的比荷一定大于a的比荷考点三带

11、电粒子在电场中运动的实际应用示波器例3图11(a)为示波管的原理图，如果在电极YY之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是 ()(a)(b)(c)图 11跟踪训练3质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图所示，M、N为两块水平放置的平行金属极板，板长为L，板右端到屏的距离为D，且D远大于L，OO为垂直于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离OO的距离以屏中心O为原点建立xOy直角坐标系，其中x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向设一个质量为m0、电荷量为q0的正离子以速度v0沿OO的方向从O点

12、射入，板间不加电场和磁场时，离子打在屏上O点若在两极板间加一沿y方向场强为E的匀强电场，求离子射到屏上时偏离O点的距离y0.课堂练习1如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B极板时速度为v，保持两板间电压不变，则 ()A当增大两板间距离时，v也增大B当减小两板间距离时，v增大C当改变两板间距离时，v不变D当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大2如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x变化的情况如图乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则 ()A电子一直沿Ox负方向运动B电场力一直做正功C电子运动的加速度不变D电子的电势能

13、逐渐增大3. 如图所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O点静止释放后，分别抵达B、C两点，若ABBC，则它们带电荷量之比q1q2等于() A12 B21C1 D.1课后作业1下列关于电容器的说法中正确的是()A电容器是储存电荷和电能的器件B互相绝缘、相互靠近的两个导体构成电容器的电极，电容跟这两个导体是否带电无关C电容器所带电荷量是指每个极板所带电荷量D电容器的充电过程是将其他形式的能转化为电场能的过程，电容器的放电过程是将电场能转化为其他形式的能2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d，其

14、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()AU2U1，E2E1 BU22U1，E24E1CU2U1，E22E1 DU22U1，E22E13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，则极板带电量将增大4如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态为了使液滴竖直向上运动，下列操作可行的是 ()A断开开关，将两板间的距离拉

15、大一些B断开开关，将两板水平地向相反方向移开一些C保持开关闭合，将两板间的距离减小一些D保持开关闭合，以两板各自的左侧板沿为轴，同时向上(即逆时针方向)转过一个小角度5如图所示，长为L，倾角为30°的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电荷量为q，质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为v0，则 ()A小球在B点的电势能一定大于小球在A点的电势能BA、B两点的电势差一定为C若电场是匀强电场，则该电场场强的最大值一定是D若该电场是AC边中点的点电荷Q产生的，则Q一定是正电荷6一个带负电荷量为q，质量为m的小球，从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑，小球

16、恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B而做圆周运动现在竖直方向上加如图4所示的匀强电场，若仍从A点由静止释放该小球，则()A.小球不能过B点 B小球仍恰好能过B点C小球通过B点，且在B点与轨道之间压力不为0D以上说法都不对7如图所示，水平放置的两平行金属板A、B接在U4 000 V的直流电源上，两极板距离为2 cm，A极板接地，电场中a点距B极板1 cm，b点和c点均距A极板0.5 cm，求：(1)a点的电场强度；(2)a、c之间的电势差；(3)电子在b点的电势能；(4)电子从a点运动到c点，电场力做的功8如图所示，一平行板电容器水平放置，板间距离为d，上极板开有一小孔，质量均为m，带电荷量均为q的两个带电小球(视为质点)，其间用长为L的绝缘轻杆相连，处于竖直状态，已知d2L，今使下端小球恰好位于小孔中，由静止释放，让两球竖直下落当