6、第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动

《6、第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电容器及电容1．电容器(1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。(3)电容器的充、放电：①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异种电荷，电容器中储存电场能。②放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电能转化为其他形式的能。图6－3－12．电容(1)定义：电容器所带的电荷量与两个极板间的电势差的比值。(2)定义式：C＝。(3)单位：法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)。1F＝106μF＝1012pF。(4)意义：表示电容

2、器容纳电荷本领的高低。(5)决定因素：由电容器本身物理条件(大小、形状、相对位置及电介质)决定，与电容器是否带电及电压无关。3．平行板电容器的电容(1)决定因素：跟正对面积成正比，跟介电常数成正比，跟两板间的距离成反比。(2)决定式：C＝。平行板电容器的动态分析(1)主要的理论依据：①平行板电容器的电容C与板间距d、正对面积S、介质介电常数εr间的关系C＝。②平行板电容器内部是匀强电场，所以场强E＝。③电容器所带电荷量Q＝CU。④由以上三式得E＝，该式常用于Q保持不变的情况中。(2)两类典型的动

3、态变化分析流程图：①第一类动态变化：两极板间电压U恒定不变。②第二类动态变化：电容器所带电荷量Q恒定不变。1．(2012·江苏高考)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均减小解析：选B　由C＝知插入电介质，C增大，再由C＝知，Q不变时，U减小，故选B。带电粒子在电场中的运动1．带电粒子在电场中加速带电粒子在电场中加速，若不计粒

4、子的重力，则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量。(1)在匀强电场中：W＝Eqd＝qU＝mv2－mv。(2)在非匀强电场中：W＝qU＝mv2－mv。2．带电粒子在电场中的偏转(1)运动性质：受恒力作用，是匀变速曲线运动。图6－3－2(2)处理方法：类似于平抛运动，应用运动的合成与分解的方法。①平行于极板方向：匀速直线运动。②垂直于极板方向：匀加速直线运动。③侧位移及偏角1．对带电粒子进行受力分析时应注意的问题(1)电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关，还跟带电粒子的电性和电荷量有关

5、：①在匀强电场中，同一带电粒子所受电场力处处是恒力；②在非匀强电场中，同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同。(2)是否考虑重力要依据情况而定：①基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示外，一般不考虑重力(但不能忽略质量)。②带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确暗示外，一般都不能忽略重力。2．粒子在匀强电场中偏转时的两个结论(1)以初速度v0进入偏转电场：偏移量y＝at2＝·()2，经飞出电场的点作粒子速度的反向延长线，设交于O点，O点与电场边缘

6、的距离为x，则：图6－3－3x＝ycotθ＝·＝结论：粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的处沿直线射出。(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静止经同一加速电压U0加速后进入偏转电场的，则由动能定理qU0＝mv，偏移量：y＝，偏转角正切：tanθ＝结论：无论带电粒子的m、q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y和偏转角θ都是相同的，也就是轨迹完全重合。2．(2012·湖南师大附中模拟)如图6－3－4为示波管的示意图。左边为加速电场，右边水

7、平放置的两极板之间有竖直方向的偏转电场。电子经电压为U1的电场加速后，射入偏转电压为U2的偏转电场，离开偏转电场时，电子离荧光屏中心O的侧移为y。单位偏转电压引起的偏转距离(y/U2)称为示波器的灵敏度。设极板长度为L，极板间距为d，通过调整一个参量，下列方法可以提高示波器的灵敏度的是(　　)图6－3－4A．增大LB．增大dC．增大U1D．减小U2解析：选A　电子在电场中加速：qU1＝mv，在偏转电场中偏转时：y＝＝＝，灵敏度：＝，所以要想提高灵敏度，可以采用增大L、减小距离d和U1的方法，选项

8、A正确。示波管及工作原理(1)示波管装置：示波管由电子枪、偏转电板和荧光屏组成，管内抽成真空，如图6－3－5所示。图6－3－5(2)如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线传播，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。(3)YY′上加的是待显示的信号电压，XX′上是机器自身产生的锯齿形电压，叫做扫描电压。若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的图象。(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移动，由于视觉暂留效应