3电容器带电粒子在电场中的运动

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1、3.电容器　带电粒子在电场中的运动一．考点整理基本概念1．电容器：由两个彼此绝缘又相互靠近的组成．电容器可以容纳，一个极板所带电荷量的叫做电容器的带电荷量．使电容器带电的过程叫做充电，充电后电容器两板带上等量的异种电荷，电容器中储存能；使充电后的电容器失去电荷的过程叫做放电，放电过程中能转化为其他形式的能．2．电容：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的．定义式：C=，单位：法拉（F），1F=106μF=1012pF．电容器的电容表示电容器本领大小的物理量．3．平行板电容器：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的介电常数成正比，与两板间的距离成反比，C=，k为静电

2、力常量．4．带电粒子在匀强电场中的运动：⑴带电粒子在电场中的加速：带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场，带电粒子将做加（减）速运动．有两种分析方法：①用动力学观点分析：a=qE/m、E=U/d，v2–v02=2ad；②用功能观点分析：粒子只受电场力作用，电场力做的功等于物体动能的变化，qU=mv2/2–mv02/2．⑵带电粒子在匀强电场中的偏转：①研究条件：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场；②处理方法：类似于平抛运动，运动特点二．考点分类探讨典型问题〖考点1〗平行板电容器的动态分析【例1】一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电

3、容C和两极板间的电势差U的变化情况是（）A．C和U均增大B．C增大，U减小C．C减小，U增大D．C和U均减小【变式跟踪1】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．一带电油滴位于电容器中的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B．P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，则极板带电荷量将增大〖考点2〗带电体在匀强电场中的直线运动问题【例2】如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器

4、，则在此过程中，该粒子（）A．所受重力与电场力平衡B．电势能逐渐增加C．动能逐渐增加D．做匀变速直线运动　【变式跟踪2】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，sin37°＝0.6，cos37°＝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；(3)电场强度变化后物块下滑距离L时的动能．【变式跟踪2】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m=0.2kg、带电荷量为q=+2.0×10－6C的小物块处于静止状态，

5、小物块与地面间的动摩擦因数μ=0.1．从t=0时刻开始，在空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场（取水平向右为正方向，g取10m/s2）．求：⑴在第15s末小物块的速度大小；⑵在0～15s内小物块的位移大小[来源:学+科+网Z+X+X+K]〖考点3〗带电粒子在匀强电场中的偏转问题【例3】如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏．现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子（重力不计），以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中，v0方向的延长线与屏的交点为O．求：⑴粒子从射入到打到屏上所用的时间；⑵粒

6、子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα；⑶粒子打到屏上的点P到O点的距离x．【变式跟踪3】.如图所示，带等量异种电荷的两块相互平行的金属板AB、CD长都为L，两板间距为d，其间为匀强电场，当两极板电压U0为时，有一质量为m，带电量为q的质子紧靠AB板上的上表面以初速度V0射入电场中，设质子运动过程中不会和CD相碰，求：（1）当t=L/2V0时，质子在竖直方向的位移是多大?(2)当t=L/2V0时，突然改变两金属板带电性质，且两板间电压为U1，质子恰能沿B端飞出电场，求电压U1、U0的比值是多大?三．考题再练高考试题1．【2011·天津卷】板间距为d的平行板电容

7、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0.5d，其他条件不变，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（）A．U2=U1，E2=E1　　B．U2=2U1，E2=4E1C．U2=U1，E2=2E1D．U2=2U1，E2=2E1【预测1】如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒．S闭合时，该微粒恰好能保持静止．在以下两种情况下：①保持S闭合，②充电后将S断开．下列说法能实现使该带电微粒向上运动打到上极板的