第3讲 电容器、带电粒子在电场中的运动.doc

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1、第3讲电容器、带电粒子在电场中的运动★考情直播1．考纲解读考纲内容能力要求考向定位1.电容器2.带电粒子在电场中的运动1.知道电容器的电压、电荷量和电容的关系；知道平行板电容器的电容与那些因素有关.2.掌握带电粒子在电场中的加速、偏转规律，了解示波器的原理,会用运动的分解来求解有关偏转问题.带电粒子在匀强电场中的运动是电场最核心的内容，也是高考的热点问题，几乎全国各地每年都有大题是考查这一知识点的，对带电粒子的平衡、加速、偏转三类问题，要认识到这些问题是力学问题，只是在受力分析时多了电场力而已.另外电容器的动态变化也是常考的一个问题.2.考点整合考

2、点一平行板电容器的动态分析1．电容：电容器所带的电荷量与电容器两极板间的电势差之比称为电容.即.单位：法拉.1F=106μF=1012pF.2．平行板电容器的电容：平行板电容器电容的决定式是:，式中ε是电介质的介电常数，无单位.[特别提醒]：电容也是用比值来定义的一个物理量，掌握用比值定义的物理量的特点，区分电容的定义式和决定式.电容器两极板的电势差用静电计来测量.电容器问题主要涉及到两种类型，要掌握这两种类型的问题中，什么变，什么不变.图6ABR[例1].(2008年广州一模)如图6所示，平行板电容器在充电后不切断电源，此时板间有一带电尘粒恰能在

3、电场中静止，当正对的平行板左右错开一些时（）A．带电尘粒将向上运动B．带电尘粒将保持静止C．通过电阻R的电流方向为A到BD．通过电阻R的电流方向为B到A[解析]电容器始终与电源相连，故U不变，两极板左右错开一些，板间距离不变，故E不变，C减小，Q减小，电容器放电，放电电流为顺时针方向.[答案]BC[方法技巧]平行板电容器的动态分析主要有两种情况，一种是电容器的两极始终与电源连接，这样不论电容器的电容如何变化，两极板的电压是不变的，另一种是电容器被充电后与电源断开（只有一个极板断开连接就可以了）这样极板上的电荷量与外界不会发生转移，所以Q不变.求解电

4、容器的动态变化关键在于分清类型，再结合定义式和决定式进行分析.考点二带电粒子在电场中的加速问题1.基本粒子（如质子、电子、离子、带电粒子等）在没有明确指出或暗示下，重力一般忽略不计，当研究对象为“带电微粒”、“带电尘埃”、“带电小球”时，重力一般不能忽略.2.带电粒子的加速问题可以从能量的观点和牛顿运动定律的观点解决.[特别提醒]：带电粒子在电场中的加速问题可以从受力的角度来分析，根据牛顿第二定律和运动学公式求解，也可以从能量的角度用动能定理求解.如动能定理.对于带电粒子在交变电场中的运动往往用v-t图象求解.tφU0-U0oT/2T3T/22T[

5、例2]如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔.右极板电势随时间变化的规律如图所示.电子原来静止在左极板小孔处.（不计重力作用）下列说法中正确的是（）A.从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上B.从t=0时刻释放电子，电子可能在两极板间振动C.从t=T/4时刻释放电子，电子可能在两极板间振动，也可能打到右极板上D.从t=3T/8时刻释放电子，电子必将从左极板上的小孔中穿出[解析]作出不同时刻的释放电子的v-t图象，从图可知AC正确.[方法技巧]带电粒子的加速问题可以从力学的观点来求解，即根据牛顿第二定律求解，但粒子

6、必须是在匀强电场中运动,对于带电粒子在交变电场中的运动往往用v-t图象求解.ULdv0m，qyvtθθ考点三带电粒子在电场的偏转问题1.规律：平行于板方向：；垂直于板方向：.2.侧位移：3.偏转角：[特别提醒]:带电粒子在匀强电场中的偏转实际上相当于一个类平抛运动，故求解的思维方法和平抛运动的一模一样，用运动的分解进行求解，当然，有时也可从能量的角度来求解.[例3]（2008年肇庆一模）喷墨打印机的结构简图如图所示，其中墨盒可以发出墨汁微滴，此微滴经过带电室时被带上负电，带电的多少由计算机按字体笔画高低位置输入信号控制.带电后的微滴以一定的初速度进

7、入偏转电场后，打到纸上，显示出字体.无信号输入时，墨汁微滴不带电，径直通过偏转板而注入回流槽流回墨盒.设偏转板板长为L=1.6cm，两板间的距离为d=0.50cm，偏转板的右端距纸L1=3.2cm，若一个墨汁微滴的质量为m=1.6×10-10kg，以v0=20m／s的初速度垂直于电场方向进入偏转电场，两偏转板间的电压是U=8.0×103V，若墨汁微滴打到纸上的点距原射入方向的距离是Y=2.0mm.不计空气阻力和墨汁微滴的重力，可以认为偏转电场只局限在平行板电容器内部，忽略边缘电场的不均匀性.（1）上述墨汁微滴通过带电室带的电量是多少；（2）若用（1

8、）中的墨汁微滴打字，为了使纸上的字体放大10％，偏转板间电压应是多大。解析：（1）墨汁微滴在平行板运动时，由电学知识可得：