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第十單元 電 場(chǎng)高考要求內(nèi)容要求說(shuō)明兩種電荷電荷守恒真空中的庫(kù)侖定律電荷量電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)線點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加電勢(shì)能電勢(shì)差電勢(shì)等勢(shì)面勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系靜電屏蔽帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)示波管示波器及其應(yīng)用電容器的電容平行板電容器的電容常用的電容器帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的計(jì)算,只限于帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度平行或垂直于場(chǎng)強(qiáng)的情況本單元從電荷在電場(chǎng)中受力和電場(chǎng)力做功兩個(gè)角度研究靜電場(chǎng)的基本性質(zhì)庫(kù)侖定律是本章的基本規(guī)律,電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)和電勢(shì)差、電容等是本章的基本概念近幾年高考對(duì)本章知識(shí)考察頻率較高的是電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)尤其是與力學(xué)知識(shí)的結(jié)合中巧妙地把電場(chǎng)概念、牛頓定律、動(dòng)量守恒、功能關(guān)系等相聯(lián)系命題,對(duì)多種能力有較好的測(cè)試作用本章的特點(diǎn)是:(1)基本概念多本章的概念比較抽象,教材強(qiáng)調(diào)弄清建立概念的背景,把抽象概念具體化,以便于理解(2)知識(shí)綜合性比較強(qiáng),許多知識(shí)要在力學(xué)基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)復(fù)習(xí)中要把力學(xué)知識(shí)和電學(xué)知識(shí)密切聯(lián)系起來(lái),有意識(shí)的培養(yǎng)綜合運(yùn)用知識(shí)的能力(3)理論知識(shí)在實(shí)際中的廣泛運(yùn)用新教材在編寫中特別注意了理論聯(lián)系實(shí)際如尖端放電、電容式傳感器、靜電的應(yīng)用等復(fù)習(xí)中要特別重視概念和規(guī)律的實(shí)際應(yīng)用,運(yùn)用物理知識(shí)解釋物理現(xiàn)象,分析和解決各種實(shí)際問(wèn)題復(fù)習(xí)中可分為以下三部分進(jìn)行:第一單元 庫(kù)侖定律,電場(chǎng)強(qiáng)度知識(shí)要點(diǎn)一、電荷及電荷守恒定律1自然界只存在兩種電荷,電荷周圍存在電場(chǎng),電荷之間的相互作用力就是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的電荷的多少叫做電荷量元電荷e=1.610-19C電子的比荷:電子的電荷量e和電子的質(zhì)量me之比叫電子的比荷C/kg粒子的比荷可用質(zhì)譜儀測(cè)得2使物體帶電的方法有:(1)摩擦起電,(2)接觸帶電,(3)感應(yīng)起電3電荷守恒定律:電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移過(guò)程中,電荷總量保持不變兩個(gè)完全相同的帶電金屬小球相接觸后電荷量分配規(guī)律:接觸前帶異種電荷的先中和再平分,接觸前帶同種電荷的總量平分.二、庫(kù)侖定律1內(nèi)容:真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力,跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比作用力的方向在它們的連線上 k:靜電力常量在國(guó)際單位制中k=9.0109N.m2/C22庫(kù)侖定律是電磁學(xué)的基本定律之一它只適用于真空中的點(diǎn)電荷,在空氣中也近似適用點(diǎn)電荷是理想化模型,實(shí)際帶電球的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于它們之間的距離,其形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可忽略不計(jì),可近似看作點(diǎn)電荷來(lái)處理,此時(shí)它們之間的距離取球心間的距離若某一空間中存在多個(gè)點(diǎn)電荷,則任何兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的靜電作用力都遵從庫(kù)侖定律.要計(jì)算其中一個(gè)電荷受力,應(yīng)分別計(jì)算各點(diǎn)電荷對(duì)該電荷的庫(kù)侖力,再按矢量合成法則求合力.三、電場(chǎng)強(qiáng)度1定義式: 電場(chǎng)強(qiáng)度E為矢量,大小與方向取決于場(chǎng)源電荷,與試探電荷無(wú)關(guān)此公式適用于一切電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的單位N/C或V/m2真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度: 式中Q為場(chǎng)源電荷的電荷量,r為距場(chǎng)源電荷的距離此公式只適用于真空中的點(diǎn)電荷3此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)公式中的距離d是沿場(chǎng)強(qiáng)方向兩點(diǎn)間的距離,不是兩點(diǎn)間的距離U為兩點(diǎn)間的電勢(shì)差場(chǎng)強(qiáng)的方向指向電勢(shì)降低最快的方向場(chǎng)強(qiáng)E的大小描述沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降落的快慢4電場(chǎng)線:要熟悉孤立的正(負(fù))點(diǎn)電荷、等量同(異)種電荷、勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布.靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線特點(diǎn):(1)從正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷(2)電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向,電場(chǎng)線的疏密表示該處電場(chǎng)的強(qiáng)弱(3)電場(chǎng)線不相交、不閉合注意:電場(chǎng)線不是電荷運(yùn)動(dòng)軌跡,只有在同時(shí)滿足以下條件時(shí),電場(chǎng)線與電荷運(yùn)動(dòng)軌跡重合(1)電場(chǎng)線是直線(2)電荷受到的合力方向與電場(chǎng)線在一條直線上(3)電荷初速度為零或與電場(chǎng)線共線.200rQQ典型例題【例1】?jī)蓚€(gè)半徑均為r的小球,帶電荷量均為Q,如圖放置當(dāng)它們球心間距離為200r時(shí),之間的庫(kù)侖力為( )A. B. C. D.無(wú)法判斷解析 由于兩球心間距離遠(yuǎn)大于(數(shù)量級(jí)相差102倍)小球的半徑,可看作點(diǎn)電荷故選B思考:若兩球心間距離變?yōu)?r時(shí),則它們之間的庫(kù)侖力為( )A. B. C. D.無(wú)法判斷解析 由題意,兩個(gè)小球不能看作點(diǎn)電荷,庫(kù)侖定律不再適用故選D此題考察了庫(kù)侖定律的適用范圍,雖然無(wú)法求出具體數(shù)值,但可以判斷出:若兩球帶同種電荷,則;若兩球帶異種電荷,則(思考:為什么?)【例2】?jī)蓚€(gè)大小相同的小球帶有同種電荷(可看作點(diǎn)電荷),質(zhì)量分別為m1、m2,電荷量分別為q1、q2用絕緣線懸掛后,因靜電力而使兩懸線張開(kāi),分別與豎直方向成1、2角,且兩球處在同一水平面上如圖所示若1=2,則( )m1 q1m2 q212Aq1一定等于q2B一定滿足Cm1一定等于m2m1gF1FxyD必須同時(shí)滿足q1=q2,m1=m2解析:以m1為研究對(duì)象,受力如圖由物體的平衡條件得: (1) (2)由(1)(2)解之:同理對(duì)m2受力分析得: 可見(jiàn),只要m1=m2,無(wú)論q1、q2關(guān)系如何,都有1=2故選C討論:若m1m2 , 由上可知12QAPQB 若m12【例3】如圖所示,在真空中有兩個(gè)正點(diǎn)電荷QA=QB=+3.010-8C,它們相距0.1m求電場(chǎng)中P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)P點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離相等,r=0.1m解析:先畫出EA和EB,然后再確定合場(chǎng)強(qiáng)E點(diǎn)電荷QA和QB的電場(chǎng)在P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為EA和EB,它們大小相等,方向如圖所示合場(chǎng)強(qiáng)E在EA和EB的夾角的平分線上,此平分線在QA和QB的連線的中分線上合場(chǎng)強(qiáng)的大小為 EAEBEP E=EAcos600+EBcos600=2EAcos600=2kQAcos600/r2代入數(shù)值得E=2.7104V/m 方向向上O300E【例4】如圖所示,在場(chǎng)強(qiáng)E=2.0108N/C水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,用絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量為m=10g的帶電小球,當(dāng)懸線與豎直方向成300角時(shí)小球處于平衡狀態(tài),則小球帶何種電荷?電荷量是多少?懸線受到的張力為多少?mgEqT解答:在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,帶電體受電場(chǎng)力,處處相等,正電荷受力方向與電場(chǎng)方向相同,負(fù)電荷受力方向與電場(chǎng)方向相反分析受力情況,用力的平衡知識(shí)求解小球受力如圖所示可知,小球帶正電Eq=mgtan300 q=C拉力 T=mg/cos300=0.115N同步練習(xí)1下列說(shuō)法正確的是( )A元電荷就是電子 B根據(jù)F =可知,當(dāng)r0時(shí),有FC導(dǎo)體帶電荷量的多少可以是任意值 D點(diǎn)電荷可以是帶電荷量很大的帶電體2已知介子、介子都是由一個(gè)夸克(夸克u或夸克d)和一個(gè)反夸克(反夸克或反夸克)組成的,它們的帶電荷量如下表所示,表中e為元電荷帶電量下列說(shuō)法正確的是( )A由u和組成 B由和組成C由和組成 D由和組成+aaAB3如圖所示,A、B是被絕緣支架分別架起的金屬球,并相隔一定距離,其中A帶正電,B不帶電.則以下說(shuō)法中正確的是( )A導(dǎo)體B左端出現(xiàn)負(fù)電荷,右端出現(xiàn)正點(diǎn)荷并且電荷量大小相等B若A不動(dòng),將B沿圖中aa分開(kāi),則兩邊電荷量一定不相等CA向B靠近,B左端和右端的電荷量大小始終相等并且連續(xù)變化D若AB接觸一下,AB均帶正電,但總電荷量不變r(jià)rr12001200+-圖14中子內(nèi)有一個(gè)電荷量為的上夸克和兩個(gè)電荷量為的下夸克,一簡(jiǎn)單模型是三個(gè)夸克都在半徑為r的同一圓周上,如右圖所示下圖給出的四幅圖中,能正確表示出各夸克所受靜電作用力的是( )F1+-CF2F3F1+-DF2F3F1+-BF2F3F1+-AF2F3abPMN左右5圖中a、b是兩個(gè)點(diǎn)電荷,它們的電荷量分別為Q1、Q2,MN是ab連線的中垂線,P是中垂線上的一點(diǎn)下列哪種情況能使P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向指向MN的左側(cè)( )AQ1、Q2都是正電荷,且Q1|Q2|CQ1是負(fù)電荷,Q2是正電荷,且|Q1|Q2|6有兩個(gè)帶有同種等量電荷的小球,可視為點(diǎn)電荷,系在水平放置的彈簧兩端,置于光滑的水平面上,由于電荷斥力彈簧伸長(zhǎng)了一段距離L,如果兩小球的電荷量均為原來(lái)的一半.那么,彈簧比原來(lái)伸長(zhǎng)了( )AL/2 B大于L/4 CL/4 D小于L/47由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=F/q可知,在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)( )A電場(chǎng)強(qiáng)度E跟F成正比,跟q成反比B無(wú)論試探電荷的q值(不為零)如何變化,F(xiàn)與q的比值始終不變C電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,則處在該點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力一定為零D小球在某點(diǎn)不受電場(chǎng)力作用,則該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定為零8勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=5.0103V/m,要使一個(gè)帶電量為3.010-15C的負(fù)點(diǎn)電荷沿著與場(chǎng)強(qiáng)方向成60角的方向作勻速直線運(yùn)動(dòng),則所施加外力的大小和方向應(yīng)是( )A1.510-11N,與場(chǎng)強(qiáng)方向成120角B1.510-11N,與場(chǎng)強(qiáng)方向成60角C1.510-11N,與場(chǎng)強(qiáng)方向相同 OlbalD1.510-11N,與場(chǎng)強(qiáng)方向相反9小球用等長(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛于同一點(diǎn)O,兩小球因帶同種電荷,使球b懸線豎直地靠在墻上,a被推開(kāi)一定角度而平衡,如圖所示今使其失去部分電荷,結(jié)果角變小后又重新平衡,則關(guān)于懸線對(duì)a球的拉力大小變化情況為( )A一定增大 B一定減小C一定不變 D無(wú)法確定10一點(diǎn)電荷僅受電場(chǎng)力作用,由A點(diǎn)無(wú)初速釋放,先后經(jīng)過(guò)電場(chǎng)中的B點(diǎn)和C點(diǎn)。點(diǎn)電荷在A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)能分別用EA、EB、EC表示,則EA、EB和EC間的關(guān)系可能是 ( )AEAEBECBEAEBEC CEAECEB DEAECEB 11在真空中的光滑水平絕緣面上有一帶電小滑塊。開(kāi)始時(shí)滑塊靜止。若在滑塊所在空間加一水平勻強(qiáng)電場(chǎng)E1,持續(xù)一段時(shí)間后立即換成與E1相反方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2。當(dāng)電場(chǎng)E2與電場(chǎng)E1持續(xù)時(shí)間相同時(shí),滑塊恰好回到初始位置,且具有動(dòng)能。在上述過(guò)程中,E1對(duì)滑塊的電場(chǎng)力做功為W1,沖量大小為I1;E2對(duì)滑塊的電場(chǎng)力做功為W2,沖量大小為I2。則AI1= I2 B4I1= I2 CW1= 0.25 W2 =0.75 DW1= 0.20 W2 =0.80ABO絕緣手柄12如圖所示,懸掛在O點(diǎn)的一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線下端有一個(gè)帶電量不變的小球A.在兩次實(shí)驗(yàn)中,均緩慢移動(dòng)另一帶同種電荷的小球B.當(dāng)B到達(dá)懸點(diǎn)O的正下方并與A在同一水平線上,A處于受力平衡時(shí),懸線偏離豎直方向的角度為,若兩次實(shí)驗(yàn)中B的電量分別為q1和q2, 分別為30和45.則q2/q1為( )A.2 B.3 C.2 D.3E球1球213兩個(gè)質(zhì)量相同的小球用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線連結(jié),置于場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,小球1和小球2均帶正電,電荷量分別為q1和q2(q1q2)。將細(xì)線拉直并使之與電場(chǎng)方向平行,如圖所示。若將兩小球同時(shí)從靜止?fàn)顟B(tài)釋放,則釋放后細(xì)線中的張力T為(不計(jì)重力及兩小球間的庫(kù)侖力)( )A B C D14有甲乙兩個(gè)點(diǎn)電荷,已知乙的質(zhì)量為m,兩電荷相距為L(zhǎng),在庫(kù)侖力作用下它們由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),開(kāi)始時(shí)甲的加速度為a,乙的加速度為4a,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間乙的加速度變?yōu)閍,速度為v,那么這時(shí)兩電荷相距 ,甲電荷速度大小為 ,電場(chǎng)力對(duì)甲電荷在這段時(shí)間內(nèi)的沖量大小為 ,電場(chǎng)力在這一過(guò)程中對(duì)甲電荷做功為 ABOE15有一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為9103N/C,在電場(chǎng)中一水平面上作一半徑10cm的圓,圓心O處放一電量為 10-8C的正電荷,在圓周上取A、B兩點(diǎn),如圖所示,OA連線沿E方向,BOAO,則A處場(chǎng)強(qiáng)大小為 ,B處場(chǎng)強(qiáng)大小為 方向?yàn)?ab+qddd16如圖,帶電量為+q的點(diǎn)電荷與均勻帶電薄板相距為2d,點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線通過(guò)板的幾何中心若圖中a點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,根據(jù)對(duì)稱性,帶電薄板在圖中b點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為_(kāi),方向_(靜電力恒量為k)17“真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷相距10cm,它們之間相互作用力大小為910-4N當(dāng)它們合在一起時(shí),成為一個(gè)帶電量為310-8C的點(diǎn)電荷問(wèn)原來(lái)兩電荷的帶電量各是多少?”某同學(xué)求解如下:根據(jù)電荷守恒定律: (1)根據(jù)庫(kù)侖定律:以代入(1)式得: 解得 根號(hào)中的數(shù)值小于0,經(jīng)檢查,運(yùn)算無(wú)誤試指出求解過(guò)程中的問(wèn)題并給出正確的解答18一質(zhì)量為m,帶電量為+q的微粒,以初速度v與水平方向成450角射向空間勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,粒子恰作直線運(yùn)動(dòng)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的最小場(chǎng)強(qiáng)的大小,并說(shuō)明方向qCqAqB+Q-Q+4Qrr19在真空中相距0.3m的光滑平面上,分別放置電荷量為-Q、+4Q的兩個(gè)點(diǎn)電荷qA,qB.在何處放點(diǎn)電荷qC,qC的電荷量多大時(shí),可使三個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài).第二單元 電勢(shì)差、電勢(shì),電勢(shì)能,靜電屏蔽知識(shí)要點(diǎn)一、電勢(shì)差電勢(shì)差是描述電場(chǎng)能量性質(zhì)的物理量定義:電荷q在電場(chǎng)中由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí),電場(chǎng)力所作的功WAB與電荷量q的比值WAB/q,叫做A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差也叫電壓符號(hào)UAB,其公式為UAB = 1電勢(shì)差為標(biāo)量,有正負(fù)國(guó)際單位為V,1V=1J/C2電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān),只與初、末位置的電勢(shì)差有關(guān)3電勢(shì)差反映了電場(chǎng)本身的性質(zhì),電勢(shì)差由電場(chǎng)中兩點(diǎn)的位置決定,與在電場(chǎng)中移動(dòng)的電荷電量q無(wú)關(guān).4建議在計(jì)算中,各量均帶符號(hào)二、電勢(shì)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì),等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)(零電勢(shì)點(diǎn))時(shí)電場(chǎng)力所做的功符號(hào),1電勢(shì)為標(biāo)量,有正負(fù)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)的高低與零電勢(shì)的選擇有關(guān)所以電勢(shì)具有相對(duì)性電勢(shì)的國(guó)際單位為V2電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系:UAB=A-B=-(B-A)=-UBA,電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)3判斷電勢(shì)高低的方法:沿著電場(chǎng)線的方向,電勢(shì)越來(lái)越低三、電勢(shì)能電荷在電場(chǎng)中具有的與其相對(duì)位置有關(guān)的能量,叫做電勢(shì)能符號(hào)E其公式可寫為EA=qA1電勢(shì)能為標(biāo)量,有正負(fù)國(guó)際單位為J電勢(shì)能屬于電荷和所在電場(chǎng)組成的系統(tǒng)2電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的電勢(shì)能由場(chǎng)源電荷和試探電荷共同決定3判斷電勢(shì)能變化的方法:在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷,如果電場(chǎng)力對(duì)電荷作正功,電荷的電勢(shì)能減??;如果電場(chǎng)力對(duì)電荷作負(fù)功,電荷的電勢(shì)能增加滿足WAB=-E這一點(diǎn)與物體在重力場(chǎng)中的情景類似在關(guān)于電勢(shì)、電勢(shì)差和電勢(shì)能的計(jì)算中,所有量均有“+”“-”符號(hào)四、等勢(shì)面1等勢(shì)面的定義:電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面.2等勢(shì)面(線)的特點(diǎn): 在同一等勢(shì)面上任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí),電場(chǎng)力不做功電場(chǎng)線一定與等勢(shì)面垂直,并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面.任意兩個(gè)等勢(shì)面不相交電場(chǎng)強(qiáng)度越大的地方,等差等勢(shì)面越密3熟記幾種等勢(shì)面的分布:正、負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 勻強(qiáng)電場(chǎng)五、靜電屏蔽1靜電平衡狀態(tài):把一個(gè)不帶電的金屬導(dǎo)體放在電場(chǎng)中,由于靜電感應(yīng),導(dǎo)體中的電荷會(huì)重新分布當(dāng)導(dǎo)體中(包括表面)沒(méi)有電荷的定向移動(dòng)的狀態(tài),叫做靜電平衡狀態(tài)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn):處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,電荷只分布在外表面上處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,電場(chǎng)線垂直于導(dǎo)體表面,導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)電場(chǎng)線處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,表面是等勢(shì)面2靜電屏蔽:導(dǎo)體可以保護(hù)它所包圍的區(qū)域,使這個(gè)區(qū)域不受外部電場(chǎng)的影響ab1234典型例題【例1】圖中虛線所示為靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面1、2、3、4,相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等,其中等勢(shì)面3的電勢(shì)為0一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26 eV 和5 eV當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置,其電勢(shì)能變?yōu)?8 eV時(shí),它的動(dòng)能應(yīng)為( ) A. 8eV B. 13eV C. 20eV D. 34eV 解析 由題意點(diǎn)電荷從a運(yùn)動(dòng)到b動(dòng)能減少21eV,電勢(shì)能就增加21eV從上圖可看出,經(jīng)過(guò)相同等差等勢(shì)面點(diǎn)電荷的電勢(shì)能增加7eV,所以當(dāng)點(diǎn)電荷從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面3(在此等勢(shì)面上點(diǎn)電荷的電勢(shì)能為零)時(shí)的動(dòng)能是26eV-27eV=12eV,由總能量守恒,當(dāng)點(diǎn)電荷的電勢(shì)能變?yōu)?8eV時(shí),其動(dòng)能為12eV+8eV=20eV故選C點(diǎn)評(píng) 此題考察了電勢(shì)、電勢(shì)能、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系以及總能量守恒的知識(shí),是一道綜合性題目用到的知識(shí)源于課本,又高于課本這就要求復(fù)習(xí)中不僅要牢固掌握基礎(chǔ)知識(shí),又要做到能夠舉一反三,觸類旁通【例2】將一個(gè)電荷量為q =210-8 C的點(diǎn)電荷,從零電勢(shì)點(diǎn)S移到M點(diǎn),電荷克服電場(chǎng)力做410-8 J的功,則M點(diǎn)電勢(shì)M= 若將該電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力對(duì)電荷做1410-8 J的功,則N點(diǎn)電勢(shì)N= M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)差UMN= 解析 方法一.嚴(yán)格按各量數(shù)值正負(fù)代入公式求解由 得 V 而 USM=SM 其中S=0所以 M =02V=2V 同理V而 UMN=MN 所以 N =2V+7V=5V方法二.不考慮各量的正負(fù),只把數(shù)值帶入電勢(shì)差的定義式求出電勢(shì)差,再用其它方法判斷出所求量的正負(fù)SM間的電勢(shì)差V因?yàn)殡妶?chǎng)力做負(fù)功, 負(fù)電荷向低電勢(shì)移動(dòng), USUM所以 M =02V=2V同理 可得 N =5V UMN=MN=-7V方法三.整體法.求N點(diǎn)電勢(shì)時(shí)把電荷從S點(diǎn)到M再到N作為全過(guò)程列方程求解WSN=WSM+WMN=4108+14108=107(J)由 得 V而 USN=SN 其中S=0 所以 N =5V點(diǎn)評(píng):比較幾種方法可知,能用整體法盡可能用整體法;有關(guān)電勢(shì)、電勢(shì)差、電勢(shì)能和電場(chǎng)力做功的計(jì)算中,各物理量都帶符號(hào)進(jìn)行計(jì)算,要比另行判斷符號(hào)正確率高PddABMNS【例3】如右圖所示,A、B為平行金屬板,兩板相距為d,分別與電源兩極相連,兩板的中央各有一小孔M和N今有一帶電質(zhì)點(diǎn),自A板上方相距為d的P點(diǎn)由靜止自由下落(P、M、N在同一豎直線上),空氣阻力忽略不計(jì),到達(dá)N孔時(shí)速度恰好為零,然后沿原路返回,若保持兩極板間的電壓不變,則( )A把A板向上平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能按原路返回B把A板向下平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過(guò)N孔繼續(xù)下落C把B板向上平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后不能返回D把B板向下平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過(guò)N孔繼續(xù)下落ACB解析 當(dāng)開(kāi)關(guān)S一直閉合時(shí),A、B兩板間的電壓保持不變,當(dāng)帶電質(zhì)點(diǎn)從M向N運(yùn)動(dòng)時(shí),要克服電場(chǎng)力做功,W=qUAB,由題設(shè)條件知:帶電質(zhì)點(diǎn)由P到N的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重力做的功與質(zhì)點(diǎn)克服電場(chǎng)力做的功相等,即:mg2d=qUAB,若把A板向上平移一小段距離,因UAB保持不變,重力做功減小,故沿原路返回,應(yīng)選A若把B板下移一小段距離,因UAB保持不變,質(zhì)點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功不變,而重力做功增加,所以它將一直下落,應(yīng)選D由上述分析可知:選項(xiàng)A和D是正確的思考:在上題中若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后,再移動(dòng)金屬板,則問(wèn)題又如何? 【例4】如圖所示,虛線框內(nèi)為一勻強(qiáng)電場(chǎng),A、B、C、為該電場(chǎng)中三個(gè)點(diǎn)已知UA=12V、UB=6V、UC=-6V試在該方框內(nèi)準(zhǔn)確作出該電場(chǎng)的方向(要求畫圖只能用直角三角扳,電場(chǎng)線至少畫三條)-6V6V12V6VDBACEC解析:根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn),連接AC并將AC分成三等分,則圖中D點(diǎn)電勢(shì)為6V,連接BD得一條等勢(shì)線,根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直,并且電場(chǎng)線由高電勢(shì)點(diǎn)指向低電勢(shì)點(diǎn),即可畫出電場(chǎng)線,如圖所示點(diǎn)評(píng):利用等分法在電場(chǎng)中找等勢(shì)點(diǎn),是解決此類問(wèn)題的最基本的也是行之有效的方法同步練習(xí)1一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn),電量q=2.010-9C,在靜電場(chǎng)中由a點(diǎn)移到b點(diǎn),在這過(guò)程中,除電場(chǎng)力外,其他力作的功為6.010-5J,質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8.010-5焦,則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Ua-Ub為( )A310VB110VC410VD710V2一負(fù)電荷僅受電場(chǎng)力的作用,從電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),在此過(guò)程中該電荷作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),則A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度EA、EB及該電荷在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能A、B之間的關(guān)系為( )AEA=EB BEAB3一帶電油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示,電場(chǎng)方向豎直向下若不計(jì)空氣阻力,則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中,能量變化情況為 ( )abEA動(dòng)能減小B電勢(shì)能增加C動(dòng)能和電勢(shì)能之和減小D重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加4光滑水平面上有一邊長(zhǎng)為l的正方形區(qū)域處在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)方向與正方形一邊平行,一質(zhì)量為m,帶電量為q的小球由某一邊的中點(diǎn),以垂直于該邊的初速度v0進(jìn)入該正方形區(qū)域當(dāng)小球再次運(yùn)動(dòng)到該正方形區(qū)域的邊緣時(shí),具有的動(dòng)能可能為 ( )A0 B C D+q+q-q+q-q-q5如圖,一絕緣細(xì)桿的兩端各固定著一個(gè)小球,兩小球帶有等量異號(hào)的電荷,處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)方向如圖中箭頭所示開(kāi)始時(shí),細(xì)桿與電場(chǎng)方向垂直,即在圖中所示的位置;接著使細(xì)桿繞其中心轉(zhuǎn)過(guò)900,到達(dá)圖中所示的位置;最后,使細(xì)桿移到圖中所示的位置以W1表示細(xì)桿由位置到位置過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)兩小球所做的功,W2表示細(xì)桿由位置到位置過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)兩小球所做的功,則有( )AW10,W20 BW10,W20CW10,W20 DW10,W20abcO4321PMN6如圖,O是一固定的點(diǎn)電荷,另一點(diǎn)電荷P從很遠(yuǎn)處以初速度v0射入點(diǎn)電荷O的電場(chǎng),在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線MNa、b、c是以O(shè)為中心,Ra、Rb、Rc為半徑畫出的三個(gè)圓,RcRb= RbRa1、2、3、4為軌跡MN與三個(gè)圓的一些交點(diǎn)以|W12|表示點(diǎn)電荷P由1到2的過(guò)程中電場(chǎng)力的功的大小,|W34|表示由3到4的過(guò)程中電場(chǎng)力做的功的大小則( )A|W12|=2|W34| B|W12|2|W34|CP、O兩電荷可能同號(hào),也可能異號(hào)DP的初速度方向的延長(zhǎng)線與O之間的距離可能為零7圖中所示是一個(gè)平行板電容器,其電容為C,帶電量為Q,上極板帶正電現(xiàn)將一個(gè)試探電荷q由兩極板間的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),如圖所示A、B兩點(diǎn)間的距離為s,連線AB與極板間的夾角為30,則電場(chǎng)力對(duì)試探電荷q所做的功等于( )AB+-d300A B C DE0E18如圖所示,有一重力不計(jì)的帶電粒子以動(dòng)能E0從平行板電容器的一端水平射入,正好以E1=2 E0的動(dòng)能從電容器的另一端射出如果該粒子水平入射的動(dòng)能變?yōu)? E0,則射出該電容器時(shí)的動(dòng)能E2為( )A5 E0 B4.5 E0 C4.25 E0 D5.5 E0 9某研究性學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)后進(jìn)行對(duì)電工穿的高壓作業(yè)服進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)高壓作業(yè)服是用銅絲編織的,下列各同學(xué)的理由正確的是( )A甲認(rèn)為銅絲編織的衣服不易拉破,所以用銅絲編織B乙認(rèn)為電工被銅絲編織的衣服所包裹,使體內(nèi)電勢(shì)保持為零,對(duì)人體起保護(hù)作用+QADCBC丙認(rèn)為電工被銅絲編織的衣服所包裹,使體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度保持為零對(duì)人體起保護(hù)作用D丁認(rèn)為銅絲必須達(dá)到一定的厚度,才能對(duì)人體起到保護(hù)作用10如圖所示,B、C、D三點(diǎn)都在以點(diǎn)電荷+Q為圓心,半徑為r的圓弧上,將一試探電荷從A點(diǎn)分別移到B、C、D各點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做的功是( ) AWABWAC BWADWAB abcd20V24V4VCWACWAD DWAB=WAC11a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn),它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)。電場(chǎng)線與矩形所在的平面平行。已知a點(diǎn)的電勢(shì)是20V,b點(diǎn)的電勢(shì)是24V,d點(diǎn)的電勢(shì)是4V,如圖。由此可知,c點(diǎn)的電勢(shì)為( )A4V B8V C12V D24VABCDABCD12如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)E的區(qū)域內(nèi),由A、B、C、D、A、B、C、D作為頂點(diǎn)構(gòu)成一正方體空間,電場(chǎng)方向與面ABCD垂直。下列說(shuō)法正確的是( )AAD兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAD與A A兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAA相等B帶正電的粒子從A點(diǎn)沿路徑ADD移到D點(diǎn),電場(chǎng)力做正功C帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)沿路徑ADD移到D點(diǎn),電勢(shì)能減小+QMND帶電的粒子從A點(diǎn)移到C點(diǎn),沿對(duì)角線A C與沿路徑ABBC電場(chǎng)力做功相同13如圖所示,固定在點(diǎn)的正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中有、兩點(diǎn),已知,下列敘述正確的是( ).若把一正的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn),則電場(chǎng)力對(duì)該電荷做功,電勢(shì)能減少.若把一正的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn),則電場(chǎng)力對(duì)該電荷做功,電勢(shì)能增加.若把一負(fù)的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn),則電場(chǎng)力對(duì)該電荷做功,電勢(shì)能減少.若把一負(fù)的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn),再?gòu)腘點(diǎn)沿不同路徑移回到M點(diǎn);則該電荷克服電場(chǎng)力做的功等于電場(chǎng)力對(duì)該電荷所做的功,電勢(shì)能不變ADBC14勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三點(diǎn)A、B、C是一個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn),AB的長(zhǎng)度為1 m,D為AB的中點(diǎn),如圖所示。已知電場(chǎng)線的方向平行于ABC所在平面,A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為14 V、6 V和2 V。設(shè)場(chǎng)強(qiáng)大小為E,一電荷量為110-6 C的正電荷從D點(diǎn)移到C點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功為W,則( )AW810-6 J,E8 V/m BW610-6 J,E6 V/mCW810-6 J,E8 V/m DW610-6 J,E6 V/mACBD15圖中A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn),已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為UA15v,UB3v,UC-3V由此可得D點(diǎn)電勢(shì)UD_V16質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)點(diǎn),在靜電力作用下以恒定速率v沿圓弧從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),其速度方向改變的角度為(弧度),AB弧長(zhǎng)為s則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UA-UB_,AB弧中點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小E_ AB17如圖所示,電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線上A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為200 V,一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn)沿電場(chǎng)線從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),若已知帶電質(zhì)點(diǎn)的電量為4.510-8C,質(zhì)點(diǎn)通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是12.010-6J.求:(1)帶電質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力對(duì)它做多少功? (2)帶電質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是多少? (3)帶電質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)和B點(diǎn)的速度之比是多少?30ODABC18如圖所示,傾角為30的直角三角形底邊長(zhǎng)為2l,底邊處在水平位置,斜邊為光滑絕緣導(dǎo)軌現(xiàn)在底邊中點(diǎn)O處固定一正電荷Q,讓一個(gè)質(zhì)量為m的正電荷q從斜面頂端A沿斜面滑下(始終不脫離斜面)已測(cè)得它滑到底端C時(shí)速度為v,加速度大小為a,求該質(zhì)點(diǎn)滑到斜邊的垂足D點(diǎn)時(shí)的速度和加速度大小各為多少?(用v、q、l、a表示)CDAB-+19如圖所示,平行金屬板A、B間可看作勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)E=1.2103V/m,極板間距離d=5cm,電場(chǎng)中C和D分別到A、B兩板距離為0.5cm,B板接地,求:(1) C和D兩點(diǎn)的電勢(shì)、兩點(diǎn)間電勢(shì)差?(2)點(diǎn)電荷q1= -210-3C分別在C和D兩點(diǎn)的電勢(shì)能?(3)將點(diǎn)電荷q2=210-3C從C勻速移到D時(shí)外力做功多少?第三單元 電容 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)知識(shí)要點(diǎn)一、電容器1任何兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體,都可以看成是一個(gè)電容器.(1)充電:電容器的兩極板分別帶上等量異種電荷的過(guò)程充電是電容器儲(chǔ)存電場(chǎng)能的過(guò)程(2)放電:電容器的兩極板失去電荷的過(guò)程電容器放電是電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其它形式能量的過(guò)程(3)電容器的帶電量:是指每個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值.2電容:描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量定義:電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值.叫做電容器的電容寫成公式為(1)電容為標(biāo)量,國(guó)際單位F,1F=106F=1012pF(2)公式也可寫為:,即電容器的電容等于電勢(shì)差改變量為1V時(shí)電容器極板上的電量改變量(3)電容C與Q、U無(wú)關(guān),它是由電容器本身決定的3平行板電容器的電容:平行板電容器的電容C跟介電常數(shù)成正比,跟正對(duì)面積S成正比,跟兩極板間的距離d成反比,寫成公式為式中常量k為靜電力常量.從公式中不難看出電容器的電容是由電容器本身的因素決定的,與電容器所帶電量Q以及兩板間的電勢(shì)差U無(wú)關(guān). 在討論平行板電容器的電容時(shí),一定要掌握好靜電計(jì)這一實(shí)驗(yàn)儀器,明確它的用途及如何連接4熟記兩種情況:(1)若保持電容器兩極板始終與電源相連,則電容器兩極板間電壓U不變.(2)若電容器充電后再與電源斷開(kāi),則電容器兩極板上電量Q不變. 在分析問(wèn)題時(shí)一定要搞清楚是屬于上述那一種情況.5常用電容器(1)從結(jié)構(gòu)上看電容器可以分為固定電容器和可變電容器.在學(xué)過(guò)的電容器中,電解電容器的極性是固定的,使用時(shí)不能接錯(cuò).(2)電容器的擊穿電壓是加在電容器兩極板上的極限電壓,額定電壓是指電容器正常工作時(shí)兩極板上的電壓.額定電壓小于擊穿電壓.二、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速當(dāng)帶電粒子沿場(chǎng)強(qiáng)的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中,將做勻變速直線運(yùn)動(dòng).處理問(wèn)題方法:利用動(dòng)能定理或牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合.若初速度為v0,且電場(chǎng)力方向與運(yùn)動(dòng)一致,則有以上公式也適用于非勻強(qiáng)電場(chǎng)qmlUdv0v三、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子以速度v0E進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),受到垂直于初速度的電場(chǎng)力F=qE而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng))處理問(wèn)題方法:將曲線運(yùn)動(dòng)分解為沿垂直于電場(chǎng)方向(即初速度v0方向)的勻速直線運(yùn)動(dòng)沿平行于電場(chǎng)方向初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)如圖所示,由圖中給出的物理量,可得:加速度 運(yùn)動(dòng)時(shí)間離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏移量 離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度大小偏轉(zhuǎn)角帶電粒子在電場(chǎng)中加速和偏轉(zhuǎn)的分析方法:分析物體的受力情況,搞清物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,運(yùn)用恰當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律實(shí)際上與我們前面學(xué)習(xí)過(guò)的力學(xué)分析方法相同,只不過(guò)多加了一個(gè)電場(chǎng)力,分析時(shí)注意不要遺漏另外,帶電粒子的運(yùn)動(dòng)要注意與前面學(xué)過(guò)的運(yùn)動(dòng)相比較關(guān)于受力分析時(shí),是否要考慮帶電體的重力,要根據(jù)具體情況而定.可參考如下情況:(1)對(duì)于基本粒子:包括電子、質(zhì)子、粒子、離子等.如題目沒(méi)有要求或暗示一般不考慮重力.(2)對(duì)于帶電微粒:包括小球、液滴、微粒、塵埃、質(zhì)點(diǎn)等.如題目沒(méi)有要求或暗示必須考慮重力.四、示波器示波器的核心部件是示波管它是由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成管內(nèi)抽成真空了解其原理典型例題P【例1】平行板電容器充電后與電源斷開(kāi),負(fù)極板接地,在兩極板間有一正電荷(電荷量很小)固定在P點(diǎn),如圖所示 ,以E表示兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度,U表示電容器兩極板間的電壓,表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能若保持負(fù)極板不動(dòng),將正極板移動(dòng)到圖中虛線所示的位置,則( )AU變小,E不變BE變大,變大CU變小,不變DU不變,不變解析:由題目中所給,充電后與電源斷開(kāi),可知電容器的帶電量Q不變;又由圖可知電容器兩極板間的距離減小,則電容器的電容C增大,由可以知道兩極板間的電壓U減小 本題判斷電場(chǎng)強(qiáng)度如何變化是一個(gè)難點(diǎn),因?yàn)橛呻妷篣減小和距離d減小,用公式,無(wú)法判斷E如何變化,不能只憑猜測(cè)認(rèn)為u、d都減小,則E不變要定量說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題,可以這樣來(lái)考慮:由、 和,可得,所以當(dāng)Q、S不變時(shí),E不會(huì)發(fā)生變化由于電場(chǎng)強(qiáng)度E不發(fā)生變化,P點(diǎn)到負(fù)極的距離不變,故P點(diǎn)的電勢(shì)UP不變,所以電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能不變本題的正確選項(xiàng)為A、CUl【例2】一束電子流在經(jīng)U=5000V的加速電壓加速后,在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示,若兩板間距d=1.0cm,板長(zhǎng)l=5.0cm,那么,要使電子能從平行板間飛出,兩個(gè)極板上最多能加多大電壓?解析 在加速電壓一定時(shí),偏轉(zhuǎn)電壓U越大,電子在極板間的偏轉(zhuǎn)距離就越大.當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓大到使電子剛好擦著極板的邊緣飛出,此時(shí)的偏轉(zhuǎn)電壓,即為題目要求的最大電壓.加速過(guò)程,由動(dòng)能定理得 進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),電子在平行于板面的方向上做勻速運(yùn)動(dòng) 在垂直于板面的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度 偏轉(zhuǎn)距離 能飛出的條件為 y 解式得 UV即要使電子能飛出,所加電壓最大值為400V說(shuō)明: (1)此題是一個(gè)較典型的帶電粒子先加速后偏轉(zhuǎn)的題目復(fù)習(xí)好力學(xué)知識(shí),是求解加速和偏轉(zhuǎn)問(wèn)題的前提請(qǐng)讀者通過(guò)該題認(rèn)真體會(huì)求解這類問(wèn)題的思路和方法,并注意解題格式的規(guī)范化(2)本題是加速電場(chǎng)與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)相結(jié)合要明確運(yùn)動(dòng)過(guò)程,運(yùn)用恰當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律動(dòng)能定理、類平拋運(yùn)動(dòng)提示:注意分析臨界情況擦著極板的邊緣飛出;同時(shí),自己總結(jié)忽略與考慮重力的情況有哪些【例3】如圖1所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計(jì))經(jīng)過(guò)U0=1000V的加速電場(chǎng)后,由小孔S沿兩水平金屬板A、B間的中心線射入.A、B板長(zhǎng)l=0.20m,相距d=0.020m,加在A、B兩板間的電壓u隨時(shí)間t變化的u-t圖線如圖2所示.設(shè)A、B間的電場(chǎng)可看作是均勻的,且兩板外無(wú)電場(chǎng).在每個(gè)電子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)可視作恒定的.兩板右側(cè)放一記錄圓筒,筒的左側(cè)邊緣與極板右端距離b=0.15m,筒繞其豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),周期T=0.20s,筒的周長(zhǎng)
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