全國(guó)通用版2018高考物理大一輪復(fù)習(xí)第七章靜電場(chǎng)第3課時(shí)電容器帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)課件

1、第第3 3課時(shí)電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)回扣教材回扣教材考點(diǎn)掃描考點(diǎn)掃描真題在線真題在線回扣教材回扣教材梳理知識(shí)梳理知識(shí) 夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ)知識(shí)整合知識(shí)整合一、電容器電容一、電容器電容1.1.電容器電容器(1)(1)組成組成: :由兩個(gè)彼此由兩個(gè)彼此 又相互又相互 的導(dǎo)體組成的導(dǎo)體組成. .(2)(2)帶電量帶電量: :一個(gè)極板所帶電荷量的一個(gè)極板所帶電荷量的 . .(3)(3)電容器的充電、放電電容器的充電、放電. .充電充電: :使電容器帶電的過程使電容器帶電的過程, ,充電后電容器兩極板帶上等量的充電后電容器兩極板帶上等量的 , ,電容器中儲(chǔ)存電場(chǎng)能電容器中儲(chǔ)

2、存電場(chǎng)能. .放電放電: :使充電后的電容器失去電荷的過程使充電后的電容器失去電荷的過程, ,放電過程中放電過程中 轉(zhuǎn)化為其他轉(zhuǎn)化為其他形式的能形式的能. .絕緣絕緣靠近靠近絕對(duì)值絕對(duì)值異種電荷異種電荷電場(chǎng)能電場(chǎng)能2.2.電容電容(1)(1)公式公式定義式定義式:C=:C= . .推論推論:C= .:C= .(2)(2)單位單位: :法拉法拉(F),1 F=(F),1 F= F= F= pF. pF.(3)(3)物理意義物理意義: :表示電容器表示電容器 本領(lǐng)大小的物理量本領(lǐng)大小的物理量. .(4)(4)電容與電壓、電荷量的關(guān)系電容與電壓、電荷量的關(guān)系: :電容電容C C的大小由電容器本身結(jié)構(gòu)

3、決定的大小由電容器本身結(jié)構(gòu)決定, ,與與電壓、電荷量電壓、電荷量 . .不隨不隨Q Q變化變化, ,也不隨電壓變化也不隨電壓變化. .不能理解為不能理解為C C與與Q Q成正成正比比, ,與與U U成反比成反比. .QUQU10106 6 10101212儲(chǔ)存電荷儲(chǔ)存電荷無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)3.3.平行板電容器及其電容平行板電容器及其電容(1)(1)影響因素影響因素: :平行板電容器的電容與平行板電容器的電容與 成正比成正比, ,與介質(zhì)的與介質(zhì)的 、 成正比成正比, ,與與 成反比成反比. .(2)(2)決定式?jīng)Q定式:C=:C= ,k,k為靜電力常量為靜電力常量,r,r為為 , ,與電與電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)介

4、質(zhì)的性質(zhì)有關(guān). .二、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)二、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.1.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速帶電粒子在電場(chǎng)中的加速(1)(1)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中在勻強(qiáng)電場(chǎng)中:W=:W= =qU= mv=qU= mv2 2- m .- m .(2)(2)在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中:W=:W= = mv= mv2 2- m .- m .正對(duì)面積正對(duì)面積介電介電常數(shù)常數(shù)兩板間的距離兩板間的距離r4Skd電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)qEdqEd121220vqUqU121220v2.2.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)(1)(1)運(yùn)動(dòng)情況運(yùn)動(dòng)情況: :如果帶電粒子以初速度如果帶電粒

5、子以初速度v v0 0垂直場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中垂直場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,則則帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng), ,如圖所示如圖所示. .(2)(2)處理方法處理方法: :將粒子的運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的將粒子的運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的 運(yùn)動(dòng)和沿電運(yùn)動(dòng)和沿電場(chǎng)力方向的場(chǎng)力方向的 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng). .根據(jù)根據(jù) 的知識(shí)解決有關(guān)問題的知識(shí)解決有關(guān)問題. .勻速直線勻速直線勻加速直線勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合成與分解運(yùn)動(dòng)的合成與分解2202qUlmdv20qUlmdv(4)(4)若粒子以相同速度進(jìn)入電場(chǎng)若粒子以相同速度進(jìn)入電場(chǎng), ,則比荷大的射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角更則比荷大的射出電場(chǎng)時(shí)的偏

6、轉(zhuǎn)角更 ; ;若粒子以相同動(dòng)能進(jìn)入電場(chǎng)若粒子以相同動(dòng)能進(jìn)入電場(chǎng), ,則電荷量大的射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角更則電荷量大的射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角更 ; ;若若粒子以相同動(dòng)量進(jìn)入電場(chǎng)粒子以相同動(dòng)量進(jìn)入電場(chǎng), ,則電荷量與質(zhì)量乘積大的射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角則電荷量與質(zhì)量乘積大的射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角更更 . .大大大大大大三、示波管三、示波管1.1.示波管的構(gòu)造示波管的構(gòu)造 , , , , .(.(如圖所示如圖所示) )電子槍電子槍偏轉(zhuǎn)電極偏轉(zhuǎn)電極熒光屏熒光屏2.2.示波管的工作原理示波管的工作原理(1)YY(1)YY上加的是待顯示的上加的是待顯示的 ,XX,XX上是機(jī)器自身產(chǎn)生的鋸齒形電上是機(jī)器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓壓

7、, ,叫作叫作 . .(2)(2)觀察到的現(xiàn)象觀察到的現(xiàn)象如果在偏轉(zhuǎn)電極如果在偏轉(zhuǎn)電極XXXX和和YYYY之間都沒有加電壓之間都沒有加電壓, ,則電壓槍射出的電子沿則電壓槍射出的電子沿直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng), ,打在熒光屏打在熒光屏 , ,在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑. .若所加掃描電壓和若所加掃描電壓和 的周期相等的周期相等, ,就可以在熒光屏上得到待測(cè)就可以在熒光屏上得到待測(cè)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)變化的穩(wěn)定圖像信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)變化的穩(wěn)定圖像. .信號(hào)電壓信號(hào)電壓掃描電壓掃描電壓中心中心信號(hào)電壓信號(hào)電壓?jiǎn)栴}思考問題思考1.1.平行板電容器的一個(gè)極板與靜電計(jì)的金屬桿相連平行板電容器的一個(gè)極板與靜電

8、計(jì)的金屬桿相連, ,另一個(gè)極板與靜電另一個(gè)極板與靜電計(jì)金屬外殼相連計(jì)金屬外殼相連. .給電容器充電后給電容器充電后, ,靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度. .選修選修3-1P3-1P3030圖圖1.8-41.8-4(1)(1)平行板電容器與靜電計(jì)之間采用這種連接方式平行板電容器與靜電計(jì)之間采用這種連接方式, ,當(dāng)靜電計(jì)指針的夾角當(dāng)靜電計(jì)指針的夾角增大時(shí)增大時(shí), ,表示兩個(gè)極板間的電勢(shì)差表示兩個(gè)極板間的電勢(shì)差U U如何變化如何變化? ?夾角變小夾角變小, ,又表示什么意義又表示什么意義? ?(2)(2)給電容器充電后給電容器充電后, ,電容器所帶的電荷量電容器所帶的電荷量Q Q是否會(huì)

9、發(fā)生變化是否會(huì)發(fā)生變化? ?(3)(3)圖圖( (甲甲) )實(shí)驗(yàn)中保持實(shí)驗(yàn)中保持Q Q與與d d不變不變, ,減小兩板的正對(duì)面積減小兩板的正對(duì)面積S,S,觀察到電勢(shì)差觀察到電勢(shì)差U U增大增大, ,則電容則電容C C是增大還是減小是增大還是減小? ?解析解析: : (1)(1)平行板電容器與靜電計(jì)之間的這種連接方式平行板電容器與靜電計(jì)之間的這種連接方式, ,從指針偏轉(zhuǎn)角從指針偏轉(zhuǎn)角的大小可推知兩個(gè)極板間電勢(shì)差的大小可推知兩個(gè)極板間電勢(shì)差U U的大小的大小, ,當(dāng)靜電計(jì)指針的夾角增大時(shí)當(dāng)靜電計(jì)指針的夾角增大時(shí), ,表示電勢(shì)差表示電勢(shì)差U U變大變大, ,夾角變小則表示電勢(shì)差?yuàn)A角變小則表示電勢(shì)差U

10、 U變小變小. .(2)(2)給電容器充電后給電容器充電后, ,電荷量電荷量Q Q不再發(fā)生變化不再發(fā)生變化. .(3)(3)由于電勢(shì)差由于電勢(shì)差U U增大增大, ,由由C= C= 可知可知C C減小減小. .答案答案: : (1) (1)變大電勢(shì)差變大電勢(shì)差U U變小變小(2)(2)不發(fā)生變化不發(fā)生變化(3)(3)減小減小 QU(4)(4)圖圖( (乙乙) )實(shí)驗(yàn)中保持實(shí)驗(yàn)中保持Q Q和和S S不變不變, ,增大兩板的距離增大兩板的距離d,d,觀察到電勢(shì)差觀察到電勢(shì)差U U增大增大, ,則電容則電容C C是增大還是減小是增大還是減小? ?(5)(5)圖圖( (丙丙) )實(shí)驗(yàn)中保持實(shí)驗(yàn)中保持Q,

11、S,dQ,S,d不變不變, ,插入電介質(zhì)插入電介質(zhì), ,觀察到電勢(shì)差觀察到電勢(shì)差U U減小減小, ,則電則電容容C C是增大還是減小是增大還是減小? ?(6)(6)平行板電容器電容平行板電容器電容C C的決定式是怎樣的的決定式是怎樣的? ?解析解析: : (4)(4)由于電勢(shì)差由于電勢(shì)差U U增大增大, ,由由C= C= 可知可知C C減小減小. .(5)(5)由于電勢(shì)差由于電勢(shì)差U U減小減小, ,由由C= C= 可知可知C C增大增大. .(6)(6)當(dāng)平行板電容器兩極板間充滿同一種電介質(zhì)時(shí)當(dāng)平行板電容器兩極板間充滿同一種電介質(zhì)時(shí), ,有有C= .C= .答案答案: : (4) (4)減小

12、減小(5)(5)增大增大(6)C= (6)C= QUQUr4Skdr4Skd2.2.示波管的原理如圖所示示波管的原理如圖所示. .它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成. .電子的電子的電荷量為電荷量為e,e,質(zhì)量為質(zhì)量為m.m.選修選修3-1P3-1P3535圖圖1.9-41.9-4(1)(1)設(shè)電子剛剛離開金屬絲的速度為設(shè)電子剛剛離開金屬絲的速度為0,“+”“-”0,“+”“-”接線柱的加速電壓為接線柱的加速電壓為U,U,求電子槍射出電子的速度求電子槍射出電子的速度v.v.(2)(2)如果在偏轉(zhuǎn)電極如果在偏轉(zhuǎn)電極XX,YYXX,YY之間都沒有加電壓之間都沒有加電壓

13、, ,電子束從電子槍射出電子束從電子槍射出后沿直線傳播后沿直線傳播, ,打在熒光屏中心打在熒光屏中心, ,在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑. .這種情況下電子這種情況下電子沿直線傳播沿直線傳播, ,做的是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)做的是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)? ?解析解析: : (1)(1)電荷量為電荷量為e e的電子受到的靜電力做正功的電子受到的靜電力做正功, ,電子動(dòng)能增加電子動(dòng)能增加, ,由動(dòng)能由動(dòng)能定理有定理有 mvmv2 2=eU,=eU,得出得出v= .v= .(2)(2)電子束沿直線傳播是勻速直線運(yùn)動(dòng)電子束沿直線傳播是勻速直線運(yùn)動(dòng). .12答案答案: : (1) (1) (2)(2)勻速直線運(yùn)動(dòng)

14、勻速直線運(yùn)動(dòng) 2eUm2eUm(3)(3)如果偏轉(zhuǎn)電極只有如果偏轉(zhuǎn)電極只有YYYY加上恒定的電壓加上恒定的電壓, ,則電子將在什么方向偏轉(zhuǎn)則電子將在什么方向偏轉(zhuǎn)? ?電子在這個(gè)偏轉(zhuǎn)方向電子在這個(gè)偏轉(zhuǎn)方向, ,受力是什么特點(diǎn)受力是什么特點(diǎn)? ?加速度是什么特點(diǎn)加速度是什么特點(diǎn)? ?分運(yùn)動(dòng)是什分運(yùn)動(dòng)是什么特點(diǎn)么特點(diǎn)? ?(4)(4)如果在偏轉(zhuǎn)電極如果在偏轉(zhuǎn)電極XXXX加上電壓加上電壓, ,電子還可以在什么方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)電子還可以在什么方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)? ?解析解析: : (3)(3)只有只有YYYY加上恒定的電壓加上恒定的電壓, ,電子將在電子將在YYYY方向上偏轉(zhuǎn)方向上偏轉(zhuǎn). .電子在電子在YYY

15、Y方向上受到的靜電力是恒定的方向上受到的靜電力是恒定的, ,加速度是恒定的加速度是恒定的, ,分運(yùn)動(dòng)是勻加速直分運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)線運(yùn)動(dòng). .(4)(4)在在XXXX加上電壓加上電壓, ,電子在電子在XXXX方向上將受到靜電力作用方向上將受到靜電力作用, ,會(huì)在會(huì)在XXXX方方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)向上發(fā)生偏轉(zhuǎn). .答案答案: : (3)YY (3)YY方向恒定的靜電力恒定的加速度勻加速直線運(yùn)動(dòng)方向恒定的靜電力恒定的加速度勻加速直線運(yùn)動(dòng)(4)XX(4)XX方向方向考點(diǎn)掃描考點(diǎn)掃描重點(diǎn)透析重點(diǎn)透析 通熱點(diǎn)通熱點(diǎn)考點(diǎn)一平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析考點(diǎn)一平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析要點(diǎn)透析要點(diǎn)透析1.1.平行板電容器的

16、動(dòng)態(tài)分析思路平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析思路2.2.兩類動(dòng)態(tài)變化問題的比較兩類動(dòng)態(tài)變化問題的比較分類分類充電后與電池兩極相連充電后與電池兩極相連充電后與電池兩極斷開充電后與電池兩極斷開不變量不變量U UQ Qd d變大變大C C變小、變小、Q Q變小、變小、E E變小變小C C變小、變小、U U變大、變大、E E不變不變S S變大變大C C變大、變大、Q Q變大、變大、E E不變不變C C變大、變大、U U變小、變小、E E變小變小r r變大變大C C變大、變大、Q Q變大、變大、E E不變不變C C變大、變大、U U變小、變小、E E變小變小典例突破典例突破核心點(diǎn)撥核心點(diǎn)撥 (1)(1)指針偏角指

17、針偏角的大小反映了兩極板間電壓的大小的大小反映了兩極板間電壓的大小. .(2)(2)電勢(shì)能電勢(shì)能E Ep p的數(shù)值與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)的數(shù)值與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān). .【例【例1 1】 (2016(2016天津卷天津卷,4),4)如圖所示如圖所示, ,平行板電容器帶有等量異種電荷平行板電容器帶有等量異種電荷, ,與靜電計(jì)相連與靜電計(jì)相連, ,靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地, ,在兩極板間有一在兩極板間有一固定在固定在P P點(diǎn)的點(diǎn)電荷點(diǎn)的點(diǎn)電荷, ,以以E E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度,E,Ep p表示點(diǎn)電荷在表示點(diǎn)電荷在P P點(diǎn)的電點(diǎn)的電勢(shì)能勢(shì)

18、能,表示靜電計(jì)指針的偏角表示靜電計(jì)指針的偏角. .若保持下極板不動(dòng)若保持下極板不動(dòng), ,將上極板向下移動(dòng)一將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置小段距離至圖中虛線位置, ,則則( () )A.A.增大增大,E,E增大增大B.B.增大增大,E,Ep p不變不變C.C.減小減小,E,Ep p增大增大D.D.減小減小,E,E不變不變答案答案: :D D 題后反思題后反思 解決電容器問題的兩個(gè)常用技巧解決電容器問題的兩個(gè)常用技巧1 1.電容器與電源相連時(shí)的動(dòng)態(tài)分析電容器與電源相連時(shí)的動(dòng)態(tài)分析 (2016(2016全國(guó)全國(guó)卷卷,14),14)一平行板電一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)容器兩極板之間

19、充滿云母介質(zhì), ,接在恒壓直流電源上接在恒壓直流電源上. .若將云母介質(zhì)移出若將云母介質(zhì)移出, ,則電容器則電容器( ( ) )A.A.極板上的電荷量變大極板上的電荷量變大, ,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大B.B.極板上的電荷量變小極板上的電荷量變小, ,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大C.C.極板上的電荷量變大極板上的電荷量變大, ,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變D.D.極板上的電荷量變小極板上的電荷量變小, ,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變即時(shí)鞏固即時(shí)鞏固D D2.2.導(dǎo)學(xué)號(hào)導(dǎo)學(xué)號(hào) 0062248600622486 電容器充電后與電源斷開時(shí)的動(dòng)態(tài)分析電容器充電后與電

20、源斷開時(shí)的動(dòng)態(tài)分析 一個(gè)平行一個(gè)平行板電容器充電后與電源斷開板電容器充電后與電源斷開, ,負(fù)極板接地負(fù)極板接地, ,在兩板中間有一個(gè)正電荷在兩板中間有一個(gè)正電荷( (電電荷量很小荷量很小) )處在處在A A點(diǎn)點(diǎn), ,如圖所示如圖所示, ,若以若以E E表示板間電場(chǎng)強(qiáng)度表示板間電場(chǎng)強(qiáng)度,W,W表示將正電荷表示將正電荷從從A A移到移到B B點(diǎn)靜電力做的功點(diǎn)靜電力做的功. .保持正極板不動(dòng)保持正極板不動(dòng), ,將負(fù)極板上移到圖中虛線位將負(fù)極板上移到圖中虛線位置置, ,比較兩種情況下的比較兩種情況下的E,WE,W和正電荷在和正電荷在A A點(diǎn)的電勢(shì)能點(diǎn)的電勢(shì)能E Ep p的大小的大小, ,其中正確的其中

21、正確的是是( ( ) )D DA.EA.E不變不變,E,Ep p不變不變 B.EB.Ep p不變不變,W,W不變不變C.EC.E不變不變,E,Ep p變大變大 D.ED.Ep p變小變小,W,W不變不變考點(diǎn)二帶電粒子考點(diǎn)二帶電粒子( (帶電體帶電體) )在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng) 要點(diǎn)透析要點(diǎn)透析1.1.帶電體重力是否計(jì)入的判斷帶電體重力是否計(jì)入的判斷(1)(1)微觀粒子微觀粒子( (如電子、質(zhì)子、離子等如電子、質(zhì)子、離子等) )和無(wú)特別說明的帶電粒子和無(wú)特別說明的帶電粒子, ,一般都一般都不計(jì)重力不計(jì)重力( (并不是忽略質(zhì)量并不是忽略質(zhì)量).).(2)(2)帶電微粒帶電微粒( (如

22、油滴、液滴、塵埃、小球等如油滴、液滴、塵埃、小球等) )除有特別說明或暗示外除有特別說明或暗示外, ,一一般要考慮重力般要考慮重力. .(3)(3)原則上原則上, ,所有未明確交代的帶電體所有未明確交代的帶電體, ,都應(yīng)根據(jù)題設(shè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和過程都應(yīng)根據(jù)題設(shè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和過程, ,反反推是否計(jì)重力推是否計(jì)重力( (即隱含條件即隱含條件).).2.2.帶電體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問題的分析方法帶電體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問題的分析方法典例突破典例突破核心點(diǎn)撥核心點(diǎn)撥 將小球的運(yùn)動(dòng)分解為水平方向上初速度為零的勻加速直線將小球的運(yùn)動(dòng)分解為水平方向上初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)能使問題

23、大為簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)能使問題大為簡(jiǎn)化. .【例【例2 2】 (2016(2016甘肅蘭州模擬甘肅蘭州模擬)()(多選多選) )如圖所示如圖所示, ,豎直放置的兩個(gè)平行金豎直放置的兩個(gè)平行金屬板間存在水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)屬板間存在水平的勻強(qiáng)電場(chǎng), ,與兩板上邊緣等高處有兩個(gè)質(zhì)量相同的帶電與兩板上邊緣等高處有兩個(gè)質(zhì)量相同的帶電小球小球( (可視為質(zhì)點(diǎn)可視為質(zhì)點(diǎn)).).現(xiàn)將現(xiàn)將P P小球從緊靠左極板小球從緊靠左極板( (但不接觸左極板但不接觸左極板) )處由靜止處由靜止釋放、釋放、Q Q小球從兩板正中央由靜止釋放小球從兩板正中央由靜止釋放, ,最終最終, ,兩小球都能運(yùn)動(dòng)到右極板上兩小球

24、都能運(yùn)動(dòng)到右極板上的同一個(gè)位置的同一個(gè)位置O,O,則從開始釋放到運(yùn)動(dòng)到右極板的過程中則從開始釋放到運(yùn)動(dòng)到右極板的過程中P P小球和小球和Q Q小球的小球的( () ) A.A.運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等B.B.電勢(shì)能減少量之比為電勢(shì)能減少量之比為2121C.C.電荷量之比為電荷量之比為2121D.D.動(dòng)量增加量大小之比為動(dòng)量增加量大小之比為2121答案答案: :ACAC題后反思題后反思 靈活運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解靈活運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解運(yùn)動(dòng)的合成與分解一般用于處理曲線運(yùn)動(dòng)問題運(yùn)動(dòng)的合成與分解一般用于處理曲線運(yùn)動(dòng)問題, ,但當(dāng)做直線運(yùn)動(dòng)的物體某但當(dāng)做直線運(yùn)動(dòng)的物體某兩個(gè)方向上的受力或運(yùn)動(dòng)情況已知時(shí)將

25、其分解處理往往能使問題變得更兩個(gè)方向上的受力或運(yùn)動(dòng)情況已知時(shí)將其分解處理往往能使問題變得更簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單. .1 1.帶電粒子運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷帶電粒子運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷 (2015(2015全國(guó)全國(guó)卷卷,14),14)如圖如圖, ,兩平行的帶兩平行的帶電金屬板水平放置電金屬板水平放置. .若在兩板中間若在兩板中間a a點(diǎn)從靜止釋放一帶電微粒點(diǎn)從靜止釋放一帶電微粒, ,微粒恰好微粒恰好保持靜止?fàn)顟B(tài)保持靜止?fàn)顟B(tài). .現(xiàn)將兩板繞過現(xiàn)將兩板繞過a a點(diǎn)的軸點(diǎn)的軸( (垂直于紙面垂直于紙面) )逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)4545, ,再再由由a a點(diǎn)從靜止釋放一同樣的微粒點(diǎn)從靜止釋放一同樣的微粒, ,該微粒將該微粒將(

26、( ) )A.A.保持靜止?fàn)顟B(tài)保持靜止?fàn)顟B(tài) B.B.向左上方做勻加速運(yùn)動(dòng)向左上方做勻加速運(yùn)動(dòng)C.C.向正下方做勻加速運(yùn)動(dòng)向正下方做勻加速運(yùn)動(dòng)D.D.向左下方做勻加速運(yùn)動(dòng)向左下方做勻加速運(yùn)動(dòng)即時(shí)鞏固即時(shí)鞏固D D解析解析: :最初帶電微粒處于靜止?fàn)顟B(tài)最初帶電微粒處于靜止?fàn)顟B(tài), ,受力如圖受力如圖( (甲甲),Eq=mg;),Eq=mg;當(dāng)兩板繞過當(dāng)兩板繞過a a點(diǎn)點(diǎn)的軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)過的軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)過4545時(shí)時(shí), ,帶電微粒的受力如圖帶電微粒的受力如圖( (乙乙),),其合力指向左下方其合力指向左下方, ,故微粒從靜止開始向左下方做勻加速運(yùn)動(dòng)故微粒從靜止開始向左下方做勻加速運(yùn)動(dòng), ,選項(xiàng)選項(xiàng)D D正確

27、正確. .2.2.導(dǎo)學(xué)號(hào)導(dǎo)學(xué)號(hào) 0062248700622487 帶電粒子的加速帶電粒子的加速 如圖所示如圖所示, ,電子由靜止開始從電子由靜止開始從A A板板向向B B板運(yùn)動(dòng)板運(yùn)動(dòng), ,到達(dá)到達(dá)B B板的速度為板的速度為v,v,保持兩極板間電壓不變保持兩極板間電壓不變, ,則當(dāng)減小兩板間則當(dāng)減小兩板間的距離時(shí)的距離時(shí)( ( ) )A.A.速度速度v v增大增大B.B.速度速度v v減小減小C.C.整個(gè)過程電場(chǎng)力對(duì)電子的沖量不變整個(gè)過程電場(chǎng)力對(duì)電子的沖量不變D.D.電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不變電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不變解析解析: :由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得eU= mveU= mv2 2, ,當(dāng)改

28、變兩極板間的距離時(shí)當(dāng)改變兩極板間的距離時(shí),U,U不變不變,v,v就不就不變變, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)A,BA,B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;由動(dòng)量定理得合外力的沖量即電場(chǎng)力的沖量由動(dòng)量定理得合外力的沖量即電場(chǎng)力的沖量I=eEtI=eEt=mv-0,v=mv-0,v不變不變,E,E變大變大, ,故故I I不變不變,t,t變小變小,C,C正確正確,D,D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .C C12考點(diǎn)三帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)考點(diǎn)三帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) 要點(diǎn)透析要點(diǎn)透析1.1.兩個(gè)結(jié)論兩個(gè)結(jié)論3.3.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)間的討論帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)間的討論質(zhì)量為質(zhì)量為m m、電荷量為、電荷量為q q的帶電粒子的帶電粒子, ,

29、以初速度以初速度v v0 0垂直于電場(chǎng)方向從極板垂直于電場(chǎng)方向從極板中間射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中間射入勻強(qiáng)電場(chǎng), ,已知極板間距為已知極板間距為d,d,極板長(zhǎng)度為極板長(zhǎng)度為L(zhǎng),L,極板間電壓為極板間電壓為U,U,帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,t,則則(1)(1)帶電粒子能穿出電場(chǎng)時(shí)帶電粒子能穿出電場(chǎng)時(shí), ,在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由沿初速度方向上的在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由沿初速度方向上的運(yùn)動(dòng)來確定比較方便運(yùn)動(dòng)來確定比較方便, ,其值為其值為t= .t= .0Lv(2)(2)帶電粒子打到極板上時(shí)帶電粒子打到極板上時(shí), ,在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由沿電場(chǎng)方向上的運(yùn)在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由沿

30、電場(chǎng)方向上的運(yùn)動(dòng)來確定比較方便動(dòng)來確定比較方便, ,其值為其值為t= = .t= = .2yamdUq典例突破典例突破核心點(diǎn)撥核心點(diǎn)撥 (1) (1)粒子在加速電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)粒子在加速電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng), ,可由動(dòng)能定理求可由動(dòng)能定理求加速的末速度加速的末速度, ,由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求運(yùn)動(dòng)時(shí)間由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求運(yùn)動(dòng)時(shí)間. .(2)(2)粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng), ,可由運(yùn)動(dòng)的分解求偏轉(zhuǎn)時(shí)間和偏轉(zhuǎn)可由運(yùn)動(dòng)的分解求偏轉(zhuǎn)時(shí)間和偏轉(zhuǎn)位移位移. .(3)(3)粒子離開電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)粒子離開電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng), ,可由運(yùn)動(dòng)的分解求運(yùn)動(dòng)時(shí)間和打在可由運(yùn)動(dòng)的分解求運(yùn)動(dòng)

31、時(shí)間和打在光屏上的位置光屏上的位置. .【例【例3 3】 (2015(2015天津卷天津卷,7)(,7)(多選多選) )如圖所示如圖所示, ,氕核、氘核、氚核三種粒氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無(wú)初速地飄入電場(chǎng)線水平向右的加速電場(chǎng)子從同一位置無(wú)初速地飄入電場(chǎng)線水平向右的加速電場(chǎng)E E1 1, ,之后進(jìn)入電場(chǎng)之后進(jìn)入電場(chǎng)線豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)線豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E E2 2發(fā)生偏轉(zhuǎn)發(fā)生偏轉(zhuǎn), ,最后打在屏上最后打在屏上. .整個(gè)裝置處于真空中整個(gè)裝置處于真空中, ,不計(jì)粒子重力及其相互作用不計(jì)粒子重力及其相互作用, ,那么那么( () )A.A.偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)E E2 2對(duì)三種粒子做功一樣多

32、對(duì)三種粒子做功一樣多B.B.三種粒子打到屏上時(shí)的速度一樣大三種粒子打到屏上時(shí)的速度一樣大C.C.三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同D.D.三種粒子一定打到屏上的同一位置三種粒子一定打到屏上的同一位置答案答案: :ADAD題后反思題后反思 計(jì)算粒子打到屏上的位置離屏中心距離計(jì)算粒子打到屏上的位置離屏中心距離Y Y的四種方法的四種方法(1)Y=y+dtan (d(1)Y=y+dtan (d為屏到偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的水平距離為屏到偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的水平距離).).(2)Y=( +d)tan (L(2)Y=( +d)tan (L為電場(chǎng)寬度為電場(chǎng)寬度).).2L(3)Y=y+v(3)Y=y+vy

33、 y . .0dv(4)(4)根據(jù)三角形相似根據(jù)三角形相似 = .= .Yy22LdL即時(shí)鞏固即時(shí)鞏固1 1.多個(gè)粒子在同一電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的比較多個(gè)粒子在同一電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的比較 (2016(2016遼寧校級(jí)模擬遼寧校級(jí)模擬)()(多選多選) )a,b,ca,b,c三個(gè)同種粒子以不同的初速度由同一點(diǎn)垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)三個(gè)同種粒子以不同的初速度由同一點(diǎn)垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng), ,其軌跡如圖所示其軌跡如圖所示, ,其中其中b b恰好飛出電場(chǎng)恰好飛出電場(chǎng), ,由此可以確定由此可以確定( ( ) )ACACA.A.在在b b飛離電場(chǎng)的同時(shí)飛離電場(chǎng)的同時(shí),a,a剛好打在負(fù)極板上剛好打在負(fù)極板上B.bB.

34、b和和c c同時(shí)飛離電場(chǎng)同時(shí)飛離電場(chǎng)C.C.進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),c,c的速度最大的速度最大,a,a的速度最小的速度最小D.D.動(dòng)能的增量相比動(dòng)能的增量相比,c,c的最大的最大,a,a和和b b的一樣大的一樣大2.2.導(dǎo)學(xué)號(hào)導(dǎo)學(xué)號(hào) 0062248800622488 帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的臨界問題帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的臨界問題 (2016(2016河南洛陽(yáng)河南洛陽(yáng)一模一模) )如圖所示如圖所示, ,質(zhì)量為質(zhì)量為m=5m=51010-8-8 kg kg的帶電粒子以的帶電粒子以v v0 0=2 m/s=2 m/s的速度從水平放的速度從水平放置的平行金屬板置的平行金屬板A,BA,B中央飛入電場(chǎng)中央飛入

35、電場(chǎng), ,已知板長(zhǎng)已知板長(zhǎng)L=10 cm,L=10 cm,板間距離板間距離d=2 cm,d=2 cm,當(dāng)當(dāng)A,BA,B間電勢(shì)差間電勢(shì)差U UABAB=10=103 3 V V時(shí)時(shí), ,帶電粒子恰好沿直線穿過電場(chǎng)帶電粒子恰好沿直線穿過電場(chǎng). .求求:(g:(g取取10 m/s10 m/s2 2) ) (1)(1)帶電粒子的電性和所帶電荷量帶電粒子的電性和所帶電荷量; ;答案答案: : (1) (1)負(fù)電負(fù)電1010-11-11 C C (2)A,B(2)A,B間所加電壓在什么范圍內(nèi)帶電粒子能從板間飛出間所加電壓在什么范圍內(nèi)帶電粒子能從板間飛出? ?答案答案: : (2)200 VU (2)200

36、 VUABAB1 800 V1 800 V考點(diǎn)四帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)四帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 要點(diǎn)透析要點(diǎn)透析1.1.常見的交變電場(chǎng)常見的交變電場(chǎng)常見的交變電場(chǎng)的電壓波形有方形波、鋸齒波、正弦波等常見的交變電場(chǎng)的電壓波形有方形波、鋸齒波、正弦波等. .2.2.常見的題目類型常見的題目類型(1)(1)粒子做單向直線運(yùn)動(dòng)粒子做單向直線運(yùn)動(dòng)( (一般用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解一般用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解).).(2)(2)粒子做往返運(yùn)動(dòng)粒子做往返運(yùn)動(dòng)( (一般分段研究一般分段研究).).(3)(3)粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)( (一般根據(jù)交變電場(chǎng)特點(diǎn)分段研究一般根據(jù)交變電場(chǎng)特點(diǎn)分段研究).).3.

37、3.分析兩個(gè)關(guān)系分析兩個(gè)關(guān)系(1)(1)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系. .(2)(2)功能關(guān)系功能關(guān)系. .4.4.注意全面分析注意全面分析分析受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律, ,抓住粒子運(yùn)動(dòng)的周期性或?qū)ΨQ性的特征抓住粒子運(yùn)動(dòng)的周期性或?qū)ΨQ性的特征, ,確確定與物理過程相關(guān)的臨界條件定與物理過程相關(guān)的臨界條件. .典例突破典例突破【例【例4 4】 如圖如圖(a)(a)所示所示, ,平行板電容器間距為平行板電容器間距為d,d,兩板所加電壓如圖兩板所加電壓如圖(b)(b)所所示示,t=0,t=0時(shí)刻時(shí)刻, ,質(zhì)量為質(zhì)量為m m、帶電荷量為、帶電荷量為q q的粒子以平行于極板的速度的粒子以

38、平行于極板的速度v v0 0射入電射入電容器容器,2.5T,2.5T時(shí)恰好落在下極板上時(shí)恰好落在下極板上, ,帶電粒子的重力不計(jì)帶電粒子的重力不計(jì), ,在這一過程中在這一過程中, ,求求: :(1)(1)該粒子的水平位移該粒子的水平位移; ;(2)(2)粒子落到下極板時(shí)的速度粒子落到下極板時(shí)的速度. .【審題指導(dǎo)】【審題指導(dǎo)】 題干關(guān)鍵題干關(guān)鍵隱含信息隱含信息粒子在粒子在t=0t=0時(shí)刻射入電容器時(shí)刻射入電容器粒子先做類平拋運(yùn)動(dòng)粒子先做類平拋運(yùn)動(dòng)2.5T2.5T時(shí)恰好落在下極板上時(shí)恰好落在下極板上T T2T2T間無(wú)電場(chǎng)力作用間無(wú)電場(chǎng)力作用, ,粒子做勻速直線粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)答案答案: :

39、 (1)2.5v (1)2.5v0 0T (2) T (2) 解析解析: : (1)(1)帶電粒子在水平方向不受外力作用帶電粒子在水平方向不受外力作用, ,做勻速直線運(yùn)動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng), ,因此因此水平位移為水平位移為s=vs=v0 0t=vt=v0 02.5T=2.5v2.5T=2.5v0 0T.T.2222002294q U Tvm d方法技巧方法技巧 帶電粒子在變化的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的解題策略帶電粒子在變化的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的解題策略(1)(1)注重全面分析帶電粒子受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)情況注重全面分析帶電粒子受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)情況, ,抓住粒子的運(yùn)動(dòng)具有周抓住粒子的運(yùn)動(dòng)具有周期性和在空間上具有對(duì)稱性的

40、特征期性和在空間上具有對(duì)稱性的特征, ,求解粒子運(yùn)動(dòng)過程中的速度、位移、求解粒子運(yùn)動(dòng)過程中的速度、位移、做功或確定與物理過程相關(guān)的邊界條件做功或確定與物理過程相關(guān)的邊界條件. .(2)(2)某一過程中的勻變速運(yùn)動(dòng)某一過程中的勻變速運(yùn)動(dòng)( (曲線時(shí)將運(yùn)動(dòng)分解曲線時(shí)將運(yùn)動(dòng)分解) )可利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律可利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律, ,結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律分析求解結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律分析求解. .1.1.導(dǎo)學(xué)號(hào)導(dǎo)學(xué)號(hào) 0062248900622489 已知運(yùn)動(dòng)確定交變電壓圖像已知運(yùn)動(dòng)確定交變電壓圖像 如圖所示如圖所示,A,B,A,B兩金屬兩金屬板平行放置板平行放置, ,在在t=0t=0時(shí)將電子從時(shí)將電子

41、從A A板附近由靜止釋放板附近由靜止釋放( (電子的重力忽略不計(jì)電子的重力忽略不計(jì)).).分別在分別在A,BA,B兩板間加上下列哪種電壓時(shí)兩板間加上下列哪種電壓時(shí), ,有可能使電子到不了有可能使電子到不了B B板板( ( ) )即時(shí)鞏固即時(shí)鞏固B B解析解析: :加加A A圖電壓圖電壓, ,電子從電子從A A板開始向板開始向B B板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)板做勻加速直線運(yùn)動(dòng); ;加加B B圖電壓圖電壓, ,電電子開始向子開始向B B板做勻加速運(yùn)動(dòng)板做勻加速運(yùn)動(dòng), ,再做加速度大小相同的勻減速運(yùn)動(dòng)再做加速度大小相同的勻減速運(yùn)動(dòng), ,速度減速度減為零后做反向勻加速運(yùn)動(dòng)及勻減速運(yùn)動(dòng)為零后做反向勻加速運(yùn)動(dòng)及勻

42、減速運(yùn)動(dòng), ,由對(duì)稱性可知由對(duì)稱性可知, ,電子將做周期性電子將做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng), ,所以電子有可能到不了所以電子有可能到不了B B板板; ;加加C C圖電壓圖電壓, ,電子先勻加速電子先勻加速, ,再勻減再勻減速到速度為零速到速度為零, ,完成一個(gè)周期完成一個(gè)周期, ,所以電子一直向所以電子一直向B B板運(yùn)動(dòng)板運(yùn)動(dòng), ,即電子一定能到即電子一定能到達(dá)達(dá)B B板板; ;加加D D圖電壓圖電壓, ,電子的運(yùn)動(dòng)與電子的運(yùn)動(dòng)與C C圖情形相同圖情形相同, ,只是加速度變化只是加速度變化, ,所以電所以電子也一直向子也一直向B B板運(yùn)動(dòng)板運(yùn)動(dòng), ,即電子一定能到達(dá)即電子一定能到達(dá)B B板板, ,綜上所述可知選項(xiàng)綜上所述可知選項(xiàng)B B正確正確. .ACD ACD A.A.若電子是在若電子是在t=0t=0時(shí)刻進(jìn)入的時(shí)刻進(jìn)入的, ,它將一直向它將一直向B B板運(yùn)動(dòng)板運(yùn)動(dòng)B.B.若電子是在若電子是在t=0t=0時(shí)刻進(jìn)入的時(shí)刻進(jìn)入的, ,它將時(shí)而向它將時(shí)而向B B板運(yùn)動(dòng)板運(yùn)動(dòng), ,時(shí)而向時(shí)而向A A板運(yùn)動(dòng)板運(yùn)動(dòng), ,最后最后打在打在B B板上板上C.C.若電子是在若電子是在t= t= 時(shí)刻進(jìn)入的時(shí)刻進(jìn)入的, ,它將時(shí)而向它將時(shí)而向B B板運(yùn)動(dòng)板運(yùn)動(dòng), ,時(shí)而向時(shí)而向A A板運(yùn)動(dòng)板運(yùn)動(dòng), ,最最后打在后打在B B板上板上D.D.若電子是在若電子