电容器,电场中带电粒子的运动.doc

第3单元 电容器 电场中带电粒子的运动

【复习目标】
考点
考纲要求
带电粒子在匀强电场中运动
Ⅱ
示波器
Ⅰ
常见电容器
Ⅰ
电容器的电压、电荷量和电容的关系
Ⅰ

【重点、难点】
重点：带电粒子在匀强电场中运动；难点：带电粒子在电场中的运动分析
【自主梳理】
细读教材，结合《三维设计》进行知识梳理，完成“自测式体验”和“要点突破”、“备考演练”，总结：
1.自主构建知识网络

2.我易错的题型： ；

3.我的疑惑： 。

【课内探究】
探究一：如何分析带电粒子在电场中的直线运动
讨论带电粒子在电场中做直线运动(加速或减速)的方法：
1.能量方法——能量守恒定律；
2.功和能方法——动能定理；
3.力和加速度方法——牛顿运动定律，匀变速直线运动公式.
【例1】在如图所示的装置中，A、B是真空中竖直放置的两块平行金属板，它们与调压电路相连，两板间的电压可以根据需要而改变.当两板间的电压为U时，质量为m、电荷量为－q的带电粒子，以初速度v0从A板上的中心小孔沿垂直两板的虚线射入电场中，在非常接近B板处沿原路返回，在不计重力的情况下要想使带电粒子进入电场后在A、B板的中点处返回，可以采用的办法是(　　)
A.使带电粒子的初速度变为
B.使A、B板间的电压增加到2U
C.使初速度v0和电压U都减小到原来的一半
D.使初速度v0和电压U都增加到原来的2倍

【拓展1】如图所示，在点电荷＋Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比是多少？

【带电粒子考虑重力时在电场中的运动】
【例2】两平行金属板A、B水平放置，一个质量为m＝5×10－6 kg的带电微粒，以v0＝2 m/s的水平速度从两板正中位置射入电场，如图所示，A、B两板间距d＝2 cm，板长L＝10 cm.
(1)当A、B间的电压为UAB＝1 000 V，微粒恰好不偏转，沿图中直线射出电场，求该微粒的电荷量和电性；
(2)令B板接地，欲使该微粒射出偏转电场，求A板所加电势的范围.

【带电粒子在匀强电场中的偏转】
例3：如图所示，带电粒子质量为m，所带电荷量为q，在电场力作用下以恒定速率v0沿同一圆弧从A点运动到B点，粒子速度方向转过θ角，设AB弧长为s，则B点的电场强度的大小为__________，A、B两点的电势差为　　_____.

【当堂训练】
1、对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( )
A．将两极板的间距加大，电容将增大
B．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小
C．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大
D．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板、电容将增大
图3-1
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，电荷量足够小，固定在P点，如图A-9-40-2所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，ε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位置，则( )
A．U变小，ε不变 B．E变大，ε变大
C．U变大，ε不变 D．U不变，ε不变
图3-2
3、 如图3-2所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与两电池相连，在距离两板等远的M点有一个带电液滴处于静止状态。若将a板向下平移一小段距离，但仍在M点上方，稳定后，下列说法中正确的是（ ）
A．液滴将加速向下运动
B．M点电势升高，液滴在M点时电势能将减小
C．M点的电场强度变小了
D．在a板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同
4、如图3-3所示一束带电粒子(不计重力)，垂直电场线方向进入偏转电场，试讨论在以下情况中，粒子应具备什么条件，才能得到相同的偏转距离y和偏转角θ．(U、d、保持不变)
图3-3
⑴进入偏转电场的速度相同；
⑵进入偏转电场的动能相同；
⑶先由同一加速电场加速后，再进入偏转电场．

5、图3-4中，一个质量为m、电量为-q的小物体，可在水平轨道x上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙，轨道处的场强为E、方向沿ox轴正向的匀强电场中，小物体以初速度 从点沿ox轨道运动，运动中受到大小不变的摩擦力F的作用，且F<qF，小物体与墙碰撞时不损失机械能．求它在停止前通过的总路程．
图3-4

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