全程复习广西专用高考物理一轮复习93电容器的电容带电粒子在电场中的运动新人教版.pptx

考点考点1 1电容器与电容电容器与电容1.1.电容器电容器（1 1）组成：由两个彼此）组成：由两个彼此_又相互靠近的导体组成又相互靠近的导体组成.（2 2）带电量：每个极板所带电荷量的）带电量：每个极板所带电荷量的_._.（3 3）电容器的充、放电）电容器的充、放电.绝缘绝缘绝对值绝对值充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的的_，电容器中储存电场能，电容器中储存电场能.放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中放电：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转化为其他形式的能.异种电荷异种电荷电场能电场能2.2.电容电容（1 1）定义式：）定义式：C=_.C=_.（2 2）单位：法拉（）单位：法拉（F F），），1F=_F=_pF.1F=_F=_pF.（3 3）电容与电压、电荷量的关系）电容与电压、电荷量的关系.电容电容C C的大小由电容器本身结构决定，与电压、电荷量的大小由电容器本身结构决定，与电压、电荷量_._.不随不随Q Q变化，也不随电压变化变化，也不随电压变化.由由 可推出可推出10106 610101212无关无关3.3.平行板电容器及其电容平行板电容器及其电容（1 1）影响因素：平行板电容器的电容与）影响因素：平行板电容器的电容与_成正比，与成正比，与介质的介质的_成正比，与成正比，与_成反比成反比.（2 2）决定式：）决定式：_，k k为静电力常量为静电力常量.正对面积正对面积S S介电常数介电常数两板间的距离两板间的距离d d1.1.平行板电容器动态问题分析的理论依据平行板电容器动态问题分析的理论依据（1 1）平行板电容器的电容）平行板电容器的电容C C与板距与板距d d、正对面积、正对面积S S、介质的介电、介质的介电常数常数间的关系间的关系（2 2）平行板电容器内部是匀强电场，所以场强）平行板电容器内部是匀强电场，所以场强（3 3）电容器所带电荷量）电容器所带电荷量Q=CU.Q=CU.（4 4）由以上三式得）由以上三式得 该式为平行板电容器极板间匀强电该式为平行板电容器极板间匀强电场的场强的决定式场的场强的决定式,常通过常通过 来分析场强的变化来分析场强的变化.2.2.两类动态问题分析比较两类动态问题分析比较（1 1）第一类动态变化：两极板间电压）第一类动态变化：两极板间电压U U恒定不变恒定不变.充电后与电充电后与电池两极相连池两极相连电容器两极板电容器两极板间的电压不变间的电压不变d 变大变大C 变小变小U 不变不变Q 变小变小U 不变不变,d 变变大大,E 变小变小S 变大变大C 变大变大U 不变不变Q 变变大大U 不变不变,d 不不变变,E 不变不变变大变大C 变大变大U 不变不变Q 变变大大U 不变不变,d 不不变变,E 不变不变（2 2）第二类动态变化：电容器所带电荷量）第二类动态变化：电容器所带电荷量Q Q恒定不变恒定不变.充电后与电充电后与电池两极断开池两极断开电容器两极板电电容器两极板电荷量保持不变荷量保持不变Q 不变不变U 变小变小U 变小变小,d 不不变变,E 变小变小S 变大变大C 变大变大变大变大C 变大变大Q 不变不变U 变小变小U 变小变小,d 不不变变,E 变小变小d 变大变大C 变小变小Q 不变不变U 变变大大U 变大变大,d 变变大大,E 不变不变传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示为测定压力的电传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示为测定压力的电容式传感器，将电容器、零刻度在中间的灵敏电流计和电源串容式传感器，将电容器、零刻度在中间的灵敏电流计和电源串联成闭合回路联成闭合回路.当压力当压力F F作用于可动膜片电极上时，膜片产生形作用于可动膜片电极上时，膜片产生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流计指针偏转，从对膜片施变，引起电容的变化，导致灵敏电流计指针偏转，从对膜片施加恒定的压力开始到膜片稳定之后，灵敏电流计指针的偏转情加恒定的压力开始到膜片稳定之后，灵敏电流计指针的偏转情况为（已知电流从电流计正接线柱流入时指针向右偏）（况为（已知电流从电流计正接线柱流入时指针向右偏）（）A.A.向左偏到某一刻度后回到零刻度向左偏到某一刻度后回到零刻度B.B.向右偏到某一刻度后回到零刻度向右偏到某一刻度后回到零刻度C.C.向右偏到某一刻度后不动向右偏到某一刻度后不动D.D.向左偏到某一刻度后不动向左偏到某一刻度后不动【解析解析】选选B.B.由于电容器始终与电源相连，所以两极板间的电由于电容器始终与电源相连，所以两极板间的电压压U U不变，当压力不变，当压力F F作用于可动膜片电极上时，两极板间距离作用于可动膜片电极上时，两极板间距离d d减减小，电容小，电容C C增大，由增大，由 可知可知Q Q增大，电容器两极板间电量增增大，电容器两极板间电量增加，即对电容器有一短暂的充电过程，又因为上极板带正电，加，即对电容器有一短暂的充电过程，又因为上极板带正电，所以灵敏电流计指针向右偏转；当压力使膜片稳定后，电容不所以灵敏电流计指针向右偏转；当压力使膜片稳定后，电容不变，两极板带电荷量不变，电流计指针重新回到零刻度处，故变，两极板带电荷量不变，电流计指针重新回到零刻度处，故只有只有B B对对.考点考点2 2带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动1.1.带电粒子在电场中的加速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粒子做的功等于带电粒子_的增量的增量.（1 1）在匀强电场中：）在匀强电场中：W=qEd=qU=_.W=qEd=qU=_.（2 2）在非匀强电场中：）在非匀强电场中：W=qU=_.W=qU=_.动能动能2.2.带电粒子在匀强电场中的偏转带电粒子在匀强电场中的偏转（1 1）研究条件：带电粒子）研究条件：带电粒子_于电场方向进入匀强电场于电场方向进入匀强电场.（2 2）处理方法：类似于）处理方法：类似于_，应用运动的合成与分解的，应用运动的合成与分解的方法方法.沿初速度方向做沿初速度方向做_运动运动.沿电场方向做初速度为零的沿电场方向做初速度为零的_运动运动.垂直垂直平抛运动平抛运动匀速直线匀速直线匀加速直线匀加速直线 加速度：加速度：a=_=_a=_=_ a.a.能飞出平行板电容器：能飞出平行板电容器：t=_t=_ b.b.打在平行极板上：打在平行极板上：则则t=_t=_ 离开电场时的偏移量：离开电场时的偏移量：y=_y=_ 离开电场时的偏转角正切：离开电场时的偏转角正切：tan=_tan=_运动时间运动时间1.1.带电粒子在电场中的重力问题带电粒子在电场中的重力问题（1 1）基本粒子：如电子、质子、）基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等除有说明或有粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力（但并不忽略质量）明确的暗示以外，一般都不考虑重力（但并不忽略质量）.（2 2）带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有）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明确的暗示以外，一般都不能忽略重力.2.2.粒子在匀强电场中偏转时的两个结论粒子在匀强电场中偏转时的两个结论（1 1）以初速度）以初速度v v0 0进入偏转电场进入偏转电场作粒子速度的反向延长线，设交于作粒子速度的反向延长线，设交于O O点，点，O O点与电场边缘的距离点与电场边缘的距离为为x x，则，则结论：粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的结论：粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的 处沿直处沿直线射出线射出.（2 2）经加速电场加速再进入偏转电场：若不同的带电粒子是从）经加速电场加速再进入偏转电场：若不同的带电粒子是从静止经同一加速电压静止经同一加速电压U U0 0加速后进入偏转电场的，可推得加速后进入偏转电场的，可推得偏移量：偏移量：偏转角正切：偏转角正切：结论：无论带电粒子的结论：无论带电粒子的m m、q q如何，只要经过同一加速电场加速，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，它们飞出的偏移量再垂直进入同一偏转电场，它们飞出的偏移量y y和偏转角和偏转角都是都是相同的，也就是轨迹完全重合相同的，也就是轨迹完全重合.（20122012梧州模拟）如图所示，电子由梧州模拟）如图所示，电子由静止开始从静止开始从A A板向板向B B板运动，当到达板运动，当到达B B极极板时速度为板时速度为v v，保持两板间电压不变，保持两板间电压不变，则（则（）A.A.当增大两板间距离时，当增大两板间距离时，v v也增大也增大B.B.当减小两板间距离时，当减小两板间距离时，v v增大增大C.C.当改变两板间距离时，当改变两板间距离时，v v不变不变D.D.当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大【解析解析】选选C C、D.D.电子从静止开始运动，根据动能定理，从电子从静止开始运动，根据动能定理，从A A运运动到动到B B动能的变化量等于电场力做的功动能的变化量等于电场力做的功.因为保持两个极板间的因为保持两个极板间的电势差不变，所以末速度不变，平均速度不变，而位移如果增电势差不变，所以末速度不变，平均速度不变，而位移如果增加，则时间变长，故加，则时间变长，故C C、D D正确，正确，A A、B B错误错误.考点考点3 3 示波管示波管1.1.构造：构造：_，偏转极板，偏转极板，荧光屏（如图所示）荧光屏（如图所示）电子枪电子枪2.2.工作原理工作原理（1 1）YYYY上加的是待显示的上加的是待显示的_，XXXX上是机器自身产上是机器自身产生的锯齿形电压，叫做生的锯齿形电压，叫做_._.（2 2）观察到的现象）观察到的现象.如果在偏转电极如果在偏转电极XXXX和和YYYY之间都没有加电压，则电子枪射之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线运动，打在荧光屏出的电子沿直线运动，打在荧光屏_，在那里产生一个亮斑，在那里产生一个亮斑.若所加扫描电压和若所加扫描电压和_的周期相等，就可以在荧光屏上的周期相等，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得到待测信号在一个周期内变化的稳定图象.信号电压信号电压扫描电压扫描电压中心中心信号电压信号电压1.1.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移动，由于视觉暂留效应，能在荧光屏上看到一条亮线2.2.如图所示，如果只在偏转电极如图所示，如果只在偏转电极YYYY上加上如图甲所示上加上如图甲所示U UY Y=U=Um msinsint t的电压，荧光屏上亮点的偏移也将按正弦规律变化，的电压，荧光屏上亮点的偏移也将按正弦规律变化，即即y y=y=ym msinsint t，并在荧光屏上观察到的亮线的形状为图丙，并在荧光屏上观察到的亮线的形状为图丙A A（设偏转电压频率较高）（设偏转电压频率较高）3.3.如果只在偏转电极如果只在偏转电极XXXX上加上如图乙所示的电压，在荧光屏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上观察到的亮线的形状为图丙B B（设偏转电压频率较高）（设偏转电压频率较高）4.4.如果在偏转电极如果在偏转电极YYYY上加上图甲所示的电压，同时在偏转电上加上图甲所示的电压，同时在偏转电极极XXXX上加上图乙所示的电压，在荧光屏上观察到的亮线的形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状为图丙C C（设偏转电压频率较高）（设偏转电压频率较高）如图所示，示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电如图所示，示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成极和荧光屏组成.如果在荧光屏上如果在荧光屏上P P点出现亮斑，那么示波管中点出现亮斑，那么示波管中的（的（）A.A.极板极板X X应带正电应带正电 B.B.极板极板XX应带正电应带正电C.C.极板极板Y Y应带正电应带正电 D.D.极板极板YY应带正电应带正电【解析解析】选选A A、C.C.要使电子打在要使电子打在P P点，沿点，沿YYYY方向，应使电子向方向，应使电子向Y Y方向偏，极板方向偏，极板Y Y应带正电，沿应带正电，沿XXXX方向，应使电子向方向，应使电子向X X方向偏，方向偏，极板极板X X应带正电，故应带正电，故A A、C C正确正确.平行板电容器动态问题分析平行板电容器动态问题分析【例证例证1 1】（20122012桂林模拟）如图桂林模拟）如图所示，平行板电容器所示，平行板电容器ABAB两极板水平两极板水平放置，放置，A A在上方，在上方，B B在下方，现将其在下方，现将其和理想二极管串联接在电源上，已和理想二极管串联接在电源上，已知知A A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿ABAB中心水平射入，打在中心水平射入，打在B B极板上的极板上的N N点，小球的重力不能忽略，现点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动通过上下移动A A板来改变两极板板来改变两极板ABAB间距（两极板仍平行），则下间距（两极板仍平行），则下列说法正确的是（列说法正确的是（）A.A.若小球带正电，当若小球带正电，当ABAB间距增大时，小球打在间距增大时，小球打在N N的左侧的左侧B.B.若小球带正电，当若小球带正电，当ABAB间距减小时，小球打在间距减小时，小球打在N N的左侧的左侧C.C.若小球带负电，当若小球带负电，当ABAB间距减小时，小球可能打在间距减小时，小球可能打在N N的右侧的右侧D.D.若小球带负电，当若小球带负电，当ABAB间距增大时，小球可能打在间距增大时，小球可能打在N N的左侧的左侧【解题指南解题指南】解答本题时应注意以下三点：解答本题时应注意以下三点：（1 1）二极管的单向导电性对电路的影响）二极管的单向导电性对电路的影响.（2 2）小球电性对小球加速度大小变化的影响）小球电性对小球加速度大小变化的影响.（3 3）小球的水平位移与小球运动时间的关系）小球的水平位移与小球运动时间的关系.【自主解答自主解答】选选B B、C.C.当板间距增大时，由可知，电容当板间距增大时，由可知，电容器的电容将变小，因二极管的存在，电容器上的电量将保持不器的电容将变小，因二极管的存在，电容器上的电量将保持不变，由可知，板间电场强度不变，因此板间变，由可知，板间电场强度不变，因此板间距增大时，不影响小球打在距增大时，不影响小球打在B B板上的位置，板上的位置，A A、D D均错误；若板间均错误；若板间距减小，则电容器的电容距减小，则电容器的电容C C增大，电源通过二极管给电容器充增大，电源通过二极管给电容器充电，电容器的带电量增加，两板间的电压不变电，电容器的带电量增加，两板间的电压不变,此时板间电场强此时板间电场强度将增大，若小球带正电，由度将增大，若小球带正电，由mg+Eq=mamg+Eq=ma，可知，小球的，可知，小球的加速度变大，小球打在加速度变大，小球打在B B板上的时间板上的时间t t变小，由变小，由s=vs=v0 0t t知，小球将知，小球将落在落在N N的左侧，的左侧，B B正确；若小球带负电，由正确；若小球带负电，由mg-Eq=ma,mg-Eq=ma,可可知，小球加速度变小，小球打在知，小球加速度变小，小球打在B B板上的时间板上的时间t t变变大，由大，由s=vs=v0 0t t可知，小球将落在可知，小球将落在N N的右侧，的右侧，C C正确正确.【总结提升总结提升】分析电容器动态问题时应注意的问题分析电容器动态问题时应注意的问题（1 1）先确定电容器的不变量（）先确定电容器的不变量（Q Q或或U U）.（2 2）只有当电容器的电量发生变化时，电容器支路上才有充电）只有当电容器的电量发生变化时，电容器支路上才有充电或放电电流或放电电流.（3 3）若电路中有二极管，其单向导电性将影响电容器充电或放）若电路中有二极管，其单向导电性将影响电容器充电或放电电.（4 4）电容器电量不变时，改变板间距将不引起板间电场强度的）电容器电量不变时，改变板间距将不引起板间电场强度的变化变化.带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转【例证例证2 2】（20122012青岛模拟）如图所青岛模拟）如图所示，真空中水平放置的两个相同极板示，真空中水平放置的两个相同极板Y Y和和YY长为长为L L，相距，相距d d，足够大的竖直屏，足够大的竖直屏与两板右侧相距与两板右侧相距b.b.在两板间加上可调在两板间加上可调偏转电压偏转电压U UYYYY，一束质量为，一束质量为m m、带电量为、带电量为+q+q的粒子（不计重力）的粒子（不计重力）从两板左侧中点从两板左侧中点A A以初速度以初速度v v0 0沿水平方向射入电场且能穿出沿水平方向射入电场且能穿出.（1 1）证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间）证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心的中心O O点；点；（2 2）求两板间所加偏转电压）求两板间所加偏转电压U UYYYY的范围；的范围；（3 3）求粒子可能到达屏上区域的长度）求粒子可能到达屏上区域的长度.【解题指南解题指南】解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点：（1 1）两板间所加的电压的最大值对应粒子恰好沿板的边缘飞出）两板间所加的电压的最大值对应粒子恰好沿板的边缘飞出的情况的情况.（2 2）屏上粒子所能到达的最大长度为粒子沿上、下板边缘到达）屏上粒子所能到达的最大长度为粒子沿上、下板边缘到达屏上的位置间距屏上的位置间距.【自主解答自主解答】（1 1）设粒子在运动过程中的加速度大小为）设粒子在运动过程中的加速度大小为a a，离，离开偏转电场时偏转距离为开偏转电场时偏转距离为y y，沿电场方向的速度为，沿电场方向的速度为v vy y，偏转角为，偏转角为，其反向延长线通过，其反向延长线通过O O点，点，O O点与板右端的水平距离为点与板右端的水平距离为x x，则有则有L=vL=v0 0t tv vy y=at=at 联立可得联立可得即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O O点点.（2 2）解得解得当当 时，时，则两板间所加电压的范围为则两板间所加电压的范围为（3 3）当）当 时，粒子在屏上侧向偏移的距离最大，时，粒子在屏上侧向偏移的距离最大，设其大小为设其大小为y y0 0，则，则y y0 0=y+btan=y+btan又又 解得：解得：故粒子在屏上可能到达的区域的长度为故粒子在屏上可能到达的区域的长度为答案：答案：（1 1）见自主解答）见自主解答【总结提升总结提升】确定粒子打到屏上的位置离屏中心的距离确定粒子打到屏上的位置离屏中心的距离yy的三的三种方法种方法其中其中 是应用上例第（是应用上例第（1 1）问的结论得出的，一般）问的结论得出的，一般不直接用于计算题的求解过程不直接用于计算题的求解过程.带电体运动中的力电综合问题带电体运动中的力电综合问题【例证例证3 3】（1616分）在足够长的粗糙绝缘板分）在足够长的粗糙绝缘板A A上放一个质量为上放一个质量为m m、电荷量为电荷量为+q+q的小滑块的小滑块B.B.用手托住用手托住A A置于方向水平向左、场强大小置于方向水平向左、场强大小为为E E的匀强电场中，此时的匀强电场中，此时A A、B B均能静止，如图所示均能静止，如图所示.现将绝缘板现将绝缘板A A从图中位置从图中位置 P P垂直电场线移至位置垂直电场线移至位置Q Q，发现小滑块，发现小滑块B B相对相对A A发生了发生了运动运动.为研究方便可以将绝缘板为研究方便可以将绝缘板A A的运动简化成先匀加速接着匀的运动简化成先匀加速接着匀减速到静止的过程减速到静止的过程.测量发现竖直方向加速的时间为测量发现竖直方向加速的时间为0.8 s0.8 s，减，减速的时间为速的时间为0.2 s.P0.2 s.P、Q Q位置高度差为位置高度差为0.5 m.0.5 m.已知匀强电场的场已知匀强电场的场强强A A、B B之间动摩擦因数之间动摩擦因数=0.4,g=0.4,g取取10 m/s10 m/s2 2.求：求：（1 1）绝缘板）绝缘板A A加速和减速的加速度大小分别为多大？加速和减速的加速度大小分别为多大？（2 2）滑块）滑块B B最后停在离出发点水平距离为多大处？最后停在离出发点水平距离为多大处？【解题指南解题指南】解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点：（1 1）滑块）滑块B B相对于相对于A A加速滑动过程发生在滑块加速滑动过程发生在滑块B B向上减速的过程向上减速的过程.（2 2）滑块）滑块B B相对于相对于A A减速滑动过程发生在绝缘板减速滑动过程发生在绝缘板A A停止运动以后停止运动以后.【规范解答规范解答】（1 1）设绝缘板）设绝缘板A A匀加速和匀减速的加速度大小分匀加速和匀减速的加速度大小分别为别为a a1 1和和a a2 2，其时间分别为，其时间分别为t t1 1和和t t2 2，P P、Q Q高度差为高度差为h h，则有，则有a a1 1t t1 1=a=a2 2t t2 2（2 2分）分）（2 2分）分）求得求得a a1 1=1.25 m/s=1.25 m/s2 2，a a2 2=5 m/s=5 m/s2 2.（2 2分）分）（2 2）研究滑块）研究滑块B B，在绝缘板，在绝缘板A A上匀减速的过程中，由牛顿第二定上匀减速的过程中，由牛顿第二定律可得律可得竖直方向：竖直方向：mg-Fmg-FN N=ma=ma2 2 （2 2分）分）水平方向：水平方向：Eq-FEq-FN N=ma=ma3 3 （2 2分）分）求得求得a a3 3=0.1g=1 m/s=0.1g=1 m/s2 2 （1 1分）分）在这个过程中滑块在这个过程中滑块B B的水平位移大小为的水平位移大小为 （1 1分）分）在绝缘板在绝缘板A A静止后，滑块静止后，滑块B B将沿水平方向做匀减速运动，设加速将沿水平方向做匀减速运动，设加速度大小为度大小为a a4 4，有，有mg-Eq=mamg-Eq=ma4 4，得，得a a4 4=0.1g=1 m/s=0.1g=1 m/s2 2 （2 2分）分）该过程中滑块该过程中滑块B B的水平位移大小为的水平位移大小为s s4 4=s=s3 3=0.02 m =0.02 m （1 1分）分）最后滑块最后滑块B B静止时离出发点的水平距离静止时离出发点的水平距离s=ss=s4 4+s+s3 3=0.04 m.=0.04 m.（1 1分）分）答案：答案：（1 1）1.25 m/s1.25 m/s2 2 5 m/s 5 m/s2 2 （2 2）0.04 m0.04 m【总结提升总结提升】带电体在电场中的运动问题的两种求解思路带电体在电场中的运动问题的两种求解思路1.1.运动学与动力学观点运动学与动力学观点（1 1）运动学观点是指用匀变速运动的公式来解决实际问题）运动学观点是指用匀变速运动的公式来解决实际问题,一一般有两种情况般有两种情况:带电粒子初速度方向与电场线共线带电粒子初速度方向与电场线共线,则粒子做匀变速直线运动则粒子做匀变速直线运动;带电粒子的初速度方向垂直电场线带电粒子的初速度方向垂直电场线,则粒子做匀变速曲线运动则粒子做匀变速曲线运动（类平抛运动）（类平抛运动）.（2 2）当带电粒子在电场中做匀变速曲线运动时）当带电粒子在电场中做匀变速曲线运动时,一般要采取类一般要采取类似平抛运动的解决方法似平抛运动的解决方法.2.2.功能观点功能观点首先对带电体受力分析首先对带电体受力分析,再分析运动形式再分析运动形式,然后根据具体情况选然后根据具体情况选用公式计算用公式计算.（1 1）若选用动能定理）若选用动能定理,则要分清有多少个力做功则要分清有多少个力做功,是恒力做功还是恒力做功还是变力做功是变力做功,同时要明确初、末状态及运动过程中的动能的增量同时要明确初、末状态及运动过程中的动能的增量.（2 2）若选用能量守恒定律）若选用能量守恒定律,则要分清带电体在运动中共有多少则要分清带电体在运动中共有多少种能量参与转化种能量参与转化,哪些能量是增加的哪些能量是增加的,哪些能量是减少的哪些能量是减少的.考查内容考查内容 带电粒子在交变电场中的运动带电粒子在交变电场中的运动【例证例证】制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为d d的两平行极板，如图甲所示的两平行极板，如图甲所示.加在极板加在极板A A、B B间的电压间的电压U UABAB做周期做周期性变化，其正向电压为性变化，其正向电压为U U0 0，反向电压为，反向电压为-kU-kU0 0（k k1 1），电压变），电压变化的周期为化的周期为22，如图乙所示，如图乙所示.在在t=0t=0时，极板时，极板B B附近的一个电附近的一个电子，质量为子，质量为m m、电荷量为、电荷量为e e，受电场作用由静止开始运动，受电场作用由静止开始运动.若整个若整个运动过程中，电子未碰到极板运动过程中，电子未碰到极板A A，且不考虑重力作用，且不考虑重力作用.若若电子在电子在0 022时间内不能到达极板时间内不能到达极板A A，求，求d d应满足的条件应满足的条件.【规范解答规范解答】电子在电子在0 0时间内做匀加速运动，加速度的大小时间内做匀加速运动，加速度的大小为为位移位移在在22时间内先做匀减速运动，后反向做匀加速运动时间内先做匀减速运动，后反向做匀加速运动加速度的大小为加速度的大小为初速度的大小为初速度的大小为v v1 1=a=a1 1匀减速运动阶段的位移匀减速运动阶段的位移依据题意依据题意d ds s1 1+s+s2 2，解得，解得答案：答案：1.1.根据电容器电容的定义式根据电容器电容的定义式 可知（可知（）A.A.电容器所带的电荷量电容器所带的电荷量Q Q越多，它的电容就越大，越多，它的电容就越大，C C与与Q Q成正比成正比B.B.电容器不带电时，其电容为零电容器不带电时，其电容为零C.C.电容器两极板之间的电压电容器两极板之间的电压U U越高，它的电容就越小，越高，它的电容就越小，C C与与U U成反成反比比D.D.以上说法均不对以上说法均不对【解析解析】选选D.D.电容器的电容的大小与其本身因素有关，与带电电容器的电容的大小与其本身因素有关，与带电量的多少、两极板电压的大小无关，故量的多少、两极板电压的大小无关，故A A、B B、C C错误，错误，D D正确正确.2.2.如图所示，两板间距为如图所示，两板间距为d d的平行板电容的平行板电容器与电源连接，电键器与电源连接，电键K K闭合闭合.电容器两板电容器两板间有一质量为间有一质量为m m、带电荷量为、带电荷量为q q的微粒静的微粒静止不动止不动.下列各叙述中正确的是（下列各叙述中正确的是（）A.A.微粒带的是正电微粒带的是正电B.B.电源电动势大小为电源电动势大小为C.C.电键电键K K断开，把电容器两板距离增大，微粒将向下做加速运动断开，把电容器两板距离增大，微粒将向下做加速运动D.D.保持电键保持电键K K闭合，把电容器两板距离增大，微粒将向下做加速闭合，把电容器两板距离增大，微粒将向下做加速运动运动【解析解析】选选B B、D.D.微粒静止，所受合力为零，电场力必定竖直向微粒静止，所受合力为零，电场力必定竖直向上，微粒带负电，且有上，微粒带负电，且有 得电源的电动势得电源的电动势 故故A A错错误，误，B B正确；保持正确；保持K K闭合，电容器两端电压不变，板间距增大，闭合，电容器两端电压不变，板间距增大，由由 可知，板间电场强度减小，微粒将向下加速运动，可知，板间电场强度减小，微粒将向下加速运动，D D正正确；电键确；电键K K断开，电容器极板所带电量不变，改变板间距时，板断开，电容器极板所带电量不变，改变板间距时，板间电场强度不变，故微粒仍处于平衡状态，间电场强度不变，故微粒仍处于平衡状态，C C错误错误.3.3.如图所示，有一带电粒子（不计重如图所示，有一带电粒子（不计重力）贴着力）贴着A A板沿水平方向射入匀强电场，板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为当偏转电压为U U1 1时，带电粒子沿轨迹时，带电粒子沿轨迹从两板右端连线的中点飞出；当偏转电从两板右端连线的中点飞出；当偏转电压为压为U U2 2时，带电粒子沿轨迹时，带电粒子沿轨迹落到落到B B板中间板中间.设粒子两次射入电设粒子两次射入电场的水平速度相同，则电压场的水平速度相同，则电压U U1 1、U U2 2之比为（之比为（）A.18 B.14A.18 B.14C.12 D.11C.12 D.11【解析解析】选选A.A.由题意可知，由题意可知，由以上两式可推导出：由以上两式可推导出：U U1 1UU2 2=18=18，故，故A A正确正确.4.4.如图（如图（a a）所示，两个平行金属板）所示，两个平行金属板P P、Q Q竖直放置，两板间加上竖直放置，两板间加上如图（如图（b b）所示的电压，）所示的电压，t=0t=0时，时，Q Q板比板比P P板电势高板电势高5 V5 V，此时在两，此时在两板的正中央板的正中央M M点有一个电子，速度为零，电子在电场力作用下运点有一个电子，速度为零，电子在电场力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化动，使得电子的位置和速度随时间变化.假设电子始终未与两板假设电子始终未与两板相碰相碰.在在0t8100t810-10-10 s s的时间内，这个电子处于的时间内，这个电子处于M M点的右侧，速点的右侧，速度方向向左且大小逐渐减小的时间是（度方向向左且大小逐渐减小的时间是（）A.0t210A.0t210-10-10 s sB.210B.210-10-10 st410 st410-10-10 s sC.410C.410-10-10 st610 st610-10-10 s sD.610D.610-10-10 st810 st810-10-10 s s【解析解析】选选D.D.分析电子的受力可知，分析电子的受力可知，电子从电子从M M点开始先向右加速，再向右点开始先向右加速，再向右减速，减速，410410-10-10 s s末速度为零，然后末速度为零，然后再向左加速至再向左加速至610610-10-10 s s，从，从610610-10-10810810-10-10 s s 再向左减速，速度图象如图所示，由此可知电子再向左减速，速度图象如图所示，由此可知电子在在M M点右侧，速度方向向左且大小减小的时间为点右侧，速度方向向左且大小减小的时间为610610-10-10810810-10-10 s s，D D正确正确.5.5.如图所示，在真空中水平放置一对平行金属板，板间距离为如图所示，在真空中水平放置一对平行金属板，板间距离为d d，板长为，板长为l，加电压，加电压U U后，板间产生一匀强电场，一质子（质量后，板间产生一匀强电场，一质子（质量为为m m，电量为，电量为q q）以初速度）以初速度v v0 0垂直电场方向射入匀强电场，垂直电场方向射入匀强电场，（1 1）求质子射出电场时的速度的大小）求质子射出电场时的速度的大小.（2 2）求质子射出电场时的偏转距离）求质子射出电场时的偏转距离.【解析解析】（1 1）质子通过电场的时间为：）质子通过电场的时间为：金属板间的电场强度为金属板间的电场强度为 质子在竖直方向做匀加速直线运动，质子在竖直方向做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可求得加速度为：由牛顿第二定律可求得加速度为：质子离开电场时竖直分速度为：质子离开电场时竖直分速度为：v v=at =at 由由式可以解得：式可以解得：质子离开电场时的速度实质是两分运动在此时刻的合速度，大质子离开电场时的速度实质是两分运动在此时刻的合速度，大小为小为（2 2）粒子从偏转电场中射出时偏转距离为：）粒子从偏转电场中射出时偏转距离为：把把式代入上式解得：式代入上式解得：答案：答案：