资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电容 带电粒子在电场中运动核心知识 方法,核心概念,电容器、电容、单板带电量、加速电场、,偏转电场、带电粒子、电子、质子、,粒子,电容,E,s,d,U,Q,-Q,充电过程,放电过程,R,1、,电容器的工作状态：,工作状态,充电电流：负 正,放电电流：正 负,2、,电容,定义：,定义式：,物理意义：,描述电容器容纳电荷本领的强弱,电容器所带电荷量与两极板间的电势差的比值。,C=Q/U,或,C=Q/U,电容,注：,C=Q/U 比值定义法，C的大小与Q、U无关。,C,Q,C,U,Q,U,U,Q,Q 电容器一个极板所带电量的绝对值,单位：1F=10,6,F=10,12,pF,电容,3、,平行板电容器电容：,C=s/4kd 决定式,电容动态变化,例1,对于给定的电容器，在描述电容量C、带电量Q、两,板间电势差U的相互关系中，下列图116中正确的 是：(),ACE,电容动态变化,4、,平行板电容器的动态分析：,分析内容：,常见两种情况：,电容器电势差,U,保持不变（与电源连接）,电容器的带电量,Q,保持不变（与电源断开）,分析顺序：,C=s/4kd,判断,C,的,变化。,C=Q/U,判断,Q,、,U,的变化。,E=,s、d、,C、Q、E、U,s,、,d,、,的,变化。,最后判断,E,的变化。,电容动态变化,例2.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在,P,点.如图1-56所示，用,E,表示两极板间场强，,U,表示电容器的电压，E,P,表示正电荷在,P,点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（）,A.,U,变小，,E,不变 B.,E,变大，E,P,不变,C.,U,变小，E,P,不变 D.,U,不变，E,P,不变,图1-56,电容动态变化,静电计,测量电容器两极板间电势差的仪器,动态分析,练1、,在研究平行板电容器电容的实验中，电容器的A、,B两极板带有等量异种电荷，A板与静电计连接，如图所,示。实验中可能观察到的现象是（）,A、增大A、B板间的距离，静电计指针张角变小,B、减小A、B板间的距离，静电计指针张角变小,C、把B板向上平移，减小A、B板的正对面积，静电计指,针张角变小,D、在A、B板间放入一介质板，静电计指针张角变小,BD,电容动态变化,基本粒子,1、基本粒子：,如电子、质子、离子、粒子等在没,有明确指出或暗示下重力一般忽略不计。,2、带电颗粒：,如油滴、液滴、尘埃、带电小球在没有明,确指出或暗示下重力一般不能忽略。,电子-e、质子,e,、离子、粒子2e,v,0,q,m,带电粒子在电场中的直线运动,仅,在,电场力作用下，初速度与电场共线,:,qU=mv,2,mv,0,2,v =,若,v,0,=0 则,qU=mv,2,v =,演示,v,u,d,例3、,如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m、电量为+q的质子，以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子到达N板的速度为,v,，如果要使这个带电粒子到达N板的速度为2,v,，则下述方法能满足要求的是（）A、使M、N间电压增加为2U B、使M、N间电压增加为4U C、使M、N间电压不变，距离减半 D、使M、N间电压不变，距离加倍,M,N,U,d,+,v,与,电压平方根,成正比,B,带电粒子在电场中的直线运动,A,B,d,U,AB,t,T/2,T,3T/2,0,U,U,练2已知电子带电量为e、质量为m，AB两板间距离为d。,1、若在t=0时刻释放电子，它将如何运动？画出v-t图像,2、若在t=T/4时刻释放电子，它将如何运动？画出v-t图像,带电粒子在电场中的直线运动,s,v,x,v,y,v,L,U,d,x,v,0,演示,带电粒子在电场中的偏转,o,x,y,y,d,l,例4,如右图所示，设带电粒子的带电量为,q,，平行板长为,l,，两板的距离为,d,，电势差为,U,，带电粒子的初速度为,v,0,，不计重力，求：,带电粒子在电场中运动的时间,t,=,带电粒子运动的加速度,a,粒子在射出电场时竖直方向的偏转距离,y,粒子在射出电场时竖直方向的分速度,v,y,粒子在射出电场时的速度大小,v,带电粒子在电场中的偏转,练习3如图所示，一个电子以410,6,m/s的速度沿与电场垂直的方向从A点飞进匀强电场，并且从另一端B点沿与场强方向成150,角方向飞出。那么，,A、B两点间的电势差U,AB,为多少伏。（电子的质量为9.110,31kg,）,带电粒子在电场中的偏转,v,0,示波器原理,u,1,u,2,Y,Y,L,L,v,o,r,h,核心公式,电容的定义式,电容的决定式,粒子在电场中的加速度,动能和电势能的相互转化,合外力提供向心力,分析电容变化引起电场变化,受力分析、过程分析解电场中的粒子运动,状态分析、做功分析解电场中的粒子运动,变速直线运动,匀变速曲线运动（如平抛、类平抛运动）,圆周运动,核心技术,核心题型,带电粒子在重力场与电场的复合场中运动的关键：,五,个,分析,受力分析正确解题的前提,过程分析正确解题的关键,状态分析正确解题的切入点,做功分析（能量转化分析）,守恒条件分析,三种运动,匀变速直线运动,匀变速曲线运动（如平抛、类平抛运动）,圆周运动,运用力的观点直接求解,运动分解（化曲为直、以直代曲）,寻找向心力,例5.如图1-58所示，平行板电容器板间距离,d,=10 cm，与一个直流电源连接，电源电压为10 V，,N,板接地，取大地电势为零.两板间有一点,P,，,P,点距,M,板5 cm，把,K,闭合给电容器充电，然后再断开，,P,点场强大小为_，电势为_，若把,N,板向下移动10 cm，则,P,点场强大小为_，电势为_.,电容动态变化,练4、,如图所示，水平放置的两平行金属板A、B相距为d，电容为C，开始两板均不带电，A板接地且中央有孔，现将带电荷量q、质量为m的带电,液滴一滴一滴地从小孔正上方h,高处无初速度滴下，落到B板后,电荷全部传给B板，求：,（1）第几滴液滴在A、B间做匀速直线运动？,（2）能够到达B板的液滴不会超过多少滴？,h,d,A,B,电容动态变化,练5、,一个质量为,m,、带有电量,q,的小物体，可在水平轨,道,Ox,上运动，,O,端有一与轨道垂直的固定墙，轨道处于匀,强电场中，场强大小为,E,，方向沿,Ox,轴正方向，如图所示，小物体以速度,v,0,从,x,0,点沿,Ox,轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力,F,f,作用，而,F,f,qE,；设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能，且电何量保持不变，求它在停止运动前所能过的总路程s.,x,0,O,m,q,E,x,变速直线运,练6、,光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷Q为圆心的某,一圆周交于B、C两点，质量为m、带电量为-q的有孔小球,从杆上A点无初速度下滑，已知qQ，AB=h，小球滑到B点,时的速度大小为 ，求：,小球由A到B过程中电场力做的功。,A、C两点间的电势差。,A,B,C,r,+Q,变速直线运,练7、,如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势差U,AB,100V，一个质量为m=,2.010,-12,kg、,电量为q=,-5.010,-8,C,的带电粒子，以初速度,v,0,=,3.010,3,m/s,由A点运动到B点，求粒子到达B点时的速率。（不计粒子重力）,A,-,v,0,B,q为,负,变速直线运,d,P,M,N,d,A,B,例6如图带电粒子恰好到达N，若将A板上移还能不能到达N？,变速直线运,练8一束电子流，在U5000V的电场作用下获得一定速度后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示。若两板间距d1.0cm，板长,l,5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？,匀变速曲线运动,练9、,如图所示，两平行金属板A、B竖直放置，间距为,d，接在电动势为E的电池两端，一个质量为m、电量为q的,带电小球，从两板中央由静止开始落下，试计算：,（1）小球经过多少时间与极板相碰？,（2）小球与极板相碰的位置距离金属,板上端多远？,U,匀变速曲线运动,练10,ABCD是竖直放在E=10,3,v/m的水平匀强电场中绝缘光,滑轨道，BCD上直径为20cm的半圆环，AB=15cm，一质量,m=10g，带电荷量q=10,-4,C的小球由静止在电场力作用下,自A点沿轨道运动，求：,它运动到C点速度多大？,此时对轨道的压力多大？,要使小球运动到D点，,小球开始运动的位置A,到少离开B点多远？,E,A,B,C,D,O,圆周运动,附加1,绝缘水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个等电量的正电荷，a、b是AB连线上的两点，其中Aa=Bb=L/4，O不AB连线的中点，一质量为m、带电量为+q的小滑块（可以看做质点）以初动能E,0,从a点出发，沿直线AB向b点运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍（n1），且到达b点时动能恰好为零求：,（1）小滑块与水平面的动摩擦因数。,（2）O、b两点间的电势差。,A,B,L,a,b,o,变速直线运,附加2,细线长为L下端拴一质量为m的带电小球，电场强度,大小为E，方向水平向右，已知小球平衡时偏角为。求：,小球的带电性和带电量？,如果使细线的偏角由增大到2,，,然后将小球由静止释放，细线到达竖,直位置时，小球,的速度为多少？,E,圆周运动,附加3,光滑圆环半径为r，珠子带正电质量为m，珠子所受,静电力是重力的3/4，将珠子由A点静止释放。求：,（1）珠子所能获得的最大动能？,（2）珠子动能最大时对圆环的压力多大？,（3）若要珠子完成一个完整的圆周运动，在A点释放时，,要给珠子多大的初速度？,r,E,A,m,圆周运动,附加4,质量为510,8,kg的带电微粒以v,0,=2m/s的速度从水,平放置的平行金属板A、B的中央飞入板间，如图所示，已,知板长L=10cm，板间距离d=2cm，当U,AB,=10,3,v时，带电微粒,恰好沿直线穿过板间，则AB间所加电压在什么范围内带电,微粒能从板间飞出？,A,B,v,0,匀变速曲线运动,
展开阅读全文