靜電場復(fù)習(xí)第三節(jié)

1、 (滿分樣板滿分樣板15分分)(2014年合肥六中測試年合肥六中測試)一長一長為為L的細線，上端固定，下端拴一質(zhì)量為的細線，上端固定，下端拴一質(zhì)量為m、帶電、帶電荷量為荷量為q的小球，處于如圖所示的水平向右的勻強的小球，處于如圖所示的水平向右的勻強電場中，開始時，將線與小球拉成水平，然后釋放電場中，開始時，將線與小球拉成水平，然后釋放，小球由靜止開始向下擺動，當細線轉(zhuǎn)過，小球由靜止開始向下擺動，當細線轉(zhuǎn)過60角時角時，小球到達，小球到達B點速度恰好為零試求：點速度恰好為零試求： (1)AB兩點的電勢差兩點的電勢差UAB； (2)勻強電場的場強大?。粍驈婋妶龅膱鰪姶笮?； (3)小球到達小球到達B

2、點時，細線點時，細線對小球的拉力大小對小球的拉力大小力電綜合問題分析力電綜合問題分析例例4【思路點撥思路點撥】對帶電小球由對帶電小球由A到到B的過程應(yīng)用的過程應(yīng)用動能定理可求出動能定理可求出AB間的電勢差間的電勢差UAB，再根據(jù)，再根據(jù)UEd可求出電場強度；由小球到達可求出電場強度；由小球到達B點時的速點時的速度為零，沿半徑方向的合力為零可求出細線對度為零，沿半徑方向的合力為零可求出細線對小球的拉力小球的拉力圖圖6211即即【易誤警示易誤警示】小球到達小球到達B點的速度為零，但不點的速度為零，但不是平衡狀態(tài)由是平衡狀態(tài)由B點小球合力為零求出電場強度點小球合力為零求出電場強度的大小，再求電勢差的

3、大小，是解答此題時常見的大小，再求電勢差的大小，是解答此題時常見的錯誤的錯誤基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理一、電容器、電容一、電容器、電容1電容器電容器(1)組成：由兩個彼此組成：由兩個彼此_又相互又相互_的導(dǎo)體組的導(dǎo)體組成成(2)帶電量：一個極板所帶電量的帶電量：一個極板所帶電量的_(3)電容器的充、放電電容器的充、放電充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩板充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩板帶上等量的帶上等量的_，電容器中儲存，電容器中儲存_放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中過程中_轉(zhuǎn)化為其他形式的能轉(zhuǎn)化為其他形式的能絕緣絕緣靠近

4、靠近絕對值絕對值異種電荷異種電荷電場能電場能電場能電場能第三節(jié)電容器與電容帶電粒子第三節(jié)電容器與電容帶電粒子在電場中的運動在電場中的運動2電容電容(1)定義式：定義式： _(2)單位：法拉單位：法拉(F)，1 F_F1012pF3平行板電容器平行板電容器(1)影響因素：平行板電容器的電容與影響因素：平行板電容器的電容與_成正比，與介質(zhì)的成正比，與介質(zhì)的_成正比，與兩極成正比，與兩極板間板間_成反比成反比106正對面積正對面積介電常數(shù)介電常數(shù)距離距離(2)決定式：決定式：C ，k為靜電力常量為靜電力常量保持兩極板與電源相連，則電容器兩極板保持兩極板與電源相連，則電容器兩極板間間_不變不變充電后斷

5、開電源，則電容器所帶的充電后斷開電源，則電容器所帶的_不變不變特別提示：特別提示：(1)電容器的電容大小是由本身的電容器的電容大小是由本身的特性決定的，與極板間電壓以及電容器帶電特性決定的，與極板間電壓以及電容器帶電多少、帶不帶電荷無關(guān)多少、帶不帶電荷無關(guān)(2)電容器充、放電時，電流的方向可以由正電容器充、放電時，電流的方向可以由正電荷定向移動的方向來確定電荷定向移動的方向來確定電壓電壓電荷量電荷量二、帶電粒子在電場中的運動二、帶電粒子在電場中的運動1帶電粒子在電場中的加速帶電粒子在電場中的加速(1)處理方法：利用動能定理：處理方法：利用動能定理：qU_(2)適用范圍：適用范圍：_2帶電粒子在

6、電場中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子以垂直勻強電場的場強方向進入電場后帶電粒子以垂直勻強電場的場強方向進入電場后，做類平拋運動，軌跡為拋物線，做類平拋運動，軌跡為拋物線垂直于場強方向做垂直于場強方向做_運動：運動：vxv0，xv0t.任何電場任何電場勻速直線勻速直線平行于場強方向做初速度為零的平行于場強方向做初速度為零的_運動運動：勻加速直線勻加速直線圖圖631三、示波管三、示波管1示波管裝置示波管裝置示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空如圖抽成真空如圖632所示所示圖圖6322工作原理工作原理示波器是可以用來觀察電信號隨時間變化情

7、況示波器是可以用來觀察電信號隨時間變化情況的一種電子儀器如果在偏轉(zhuǎn)電極的一種電子儀器如果在偏轉(zhuǎn)電極XX上加橫向上加橫向掃描電壓，同時加在偏轉(zhuǎn)電極掃描電壓，同時加在偏轉(zhuǎn)電極YY上所要研究的上所要研究的信號電壓，電子束隨信號電壓的變化在縱向做信號電壓，電子束隨信號電壓的變化在縱向做豎直方向的掃描，其豎直方向的掃描，其周期與偏轉(zhuǎn)電極周期與偏轉(zhuǎn)電極XX的掃描的掃描電壓的周期相同電壓的周期相同，在熒光屏上就顯示出信號電，在熒光屏上就顯示出信號電壓隨時間變化的圖線壓隨時間變化的圖線課堂互動講練課堂互動講練即時應(yīng)用即時應(yīng)用 (即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)1.(2010年高考北京理綜卷年高考北京理綜

8、卷)用控制變量法，可以研究用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素影響平行板電容器電容的因素(如圖如圖633)設(shè)兩設(shè)兩極板正對面積為極板正對面積為S，極板間的距離為，極板間的距離為d，靜電計指針，靜電計指針偏角為偏角為.實驗中，極板所帶電荷量不變，若實驗中，極板所帶電荷量不變，若()A保持保持S不變，增大不變，增大d，則，則變大變大B保持保持S不變，增大不變，增大d，則，則變小變小C保持保持d不變，減小不變，減小S，則，則變小變小D保持保持d不變，減小不變，減小S，則，則不變不變圖圖633A結(jié)論：結(jié)論：不同的帶電粒子從靜止經(jīng)過同一電場不同的帶電粒子從靜止經(jīng)過同一電場加速后進入同一偏轉(zhuǎn)電

9、場，它們在電場中的加速后進入同一偏轉(zhuǎn)電場，它們在電場中的偏轉(zhuǎn)角度和偏轉(zhuǎn)距離總是相同的偏轉(zhuǎn)角度和偏轉(zhuǎn)距離總是相同的圖圖634圖圖635A偏轉(zhuǎn)角度不同偏轉(zhuǎn)角度不同B偏轉(zhuǎn)距離相同偏轉(zhuǎn)距離相同C運動時間相同運動時間相同D動能相同動能相同答案：答案：B三、帶電粒子在復(fù)合場中的運動三、帶電粒子在復(fù)合場中的運動1帶電粒子在電場中的運動是否考慮重力帶電粒子在電場中的運動是否考慮重力(1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、基本粒子：如電子、質(zhì)子、粒子、離子等粒子、離子等除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力力(但并不忽略質(zhì)量但并不忽略質(zhì)量)(2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小

10、球等，帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力略重力經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究有關(guān)電容器的動態(tài)分析有關(guān)電容器的動態(tài)分析 (2010年高考重慶理綜卷年高考重慶理綜卷)某電容式話筒的原某電容式話筒的原理示意圖如圖理示意圖如圖637所示，所示，E為電源，為電源，R為電阻，為電阻，薄片薄片P和和Q為兩金屬極板，對著話筒說話時，為兩金屬極板，對著話筒說話時，P振動振動而而Q可視為不動在可視為不動在P、Q間距增大過程中間距增大過程中() AP、Q構(gòu)成的電容器的電容增大構(gòu)成的電容器的電容增大 BP上電荷量保持不變上電荷量保持不

11、變 CM點的電勢比點的電勢比N點的低點的低 DM點的電勢比點的電勢比N點的高點的高圖圖637D 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1一平行板電容器充電后與電源斷開，負一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，在兩極板間有一極板接地，在兩極板間有一正電荷正電荷(電荷量很小電荷量很小)固定固定在在P點，如圖點，如圖638所示，以所示，以E表示兩極板間的場強表示兩極板間的場強，U表示電容器的電壓，表示電容器的電壓，EP表示正電荷在表示正電荷在P點的電勢點的電勢能若負極板不動，將正極板移到圖中虛線所示的能若負極板不動，將正極板移到圖中虛線所示的位置位置( ) AU變小，變小，E不變不變 BE變大，變大，EP變大變大

12、CU變小，變小，EP不變不變 DU不變，不變，EP不變不變圖圖638AC (2014年銅陵調(diào)研年銅陵調(diào)研)如圖如圖6310所示，兩塊平所示，兩塊平行金屬板行金屬板M、N豎直放置，兩板間的電勢差豎直放置，兩板間的電勢差U1.5103 V，現(xiàn)將一質(zhì)量，現(xiàn)將一質(zhì)量m1102 kg、電荷量、電荷量q4105 C的帶電小球從兩板上方的的帶電小球從兩板上方的A點以點以v04 m/s的初速度水平拋出，且小球恰好從靠近的初速度水平拋出，且小球恰好從靠近M板上端處板上端處進入兩板間，沿直線運動碰到進入兩板間，沿直線運動碰到N板上的板上的B點已知點已知A點距兩板上端的高度點距兩板上端的高度h0.2 m，不計空氣阻

13、力，取，不計空氣阻力，取g10 m/s2.求：求：圖圖6310(1)M、N兩板間的距離兩板間的距離d；(2)小球到達小球到達B點時的動能點時的動能帶電體在勻強電場中的運動帶電體在勻強電場中的運動例例2答案：答案：(1)0.3 m(2)0.175 J帶電粒子在交變電場中的運動帶電粒子在交變電場中的運動例例3 (滿分樣板滿分樣板15分分)如圖所示，如圖所示，真空室中速度真空室中速度v01.6107 m/s的的電子束，連續(xù)地沿兩水平金屬板電子束，連續(xù)地沿兩水平金屬板中心線中心線OO射入，已知極板長射入，已知極板長l4 cm，板間距離，板間距離d1 cm，板右端距離熒光屏板右端距離熒光屏PQ為為L18

14、 cm.【答案答案】10 cm【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】(1)此題屬于帶電粒子在交變電場中的此題屬于帶電粒子在交變電場中的運動問題，但因粒子在電場中運動時間極短，粒子運動問題，但因粒子在電場中運動時間極短，粒子在電場中運動的過程中可認為電場是不變的在電場中運動的過程中可認為電場是不變的(2)打在屏上最上端和最下端的電子是否是沿金屬板打在屏上最上端和最下端的電子是否是沿金屬板邊緣飛出的電子應(yīng)當通過計算做出判斷邊緣飛出的電子應(yīng)當通過計算做出判斷變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3真空中足夠大的兩個相互平行的金真空中足夠大的兩個相互平行的金屬板屬板a和和b之間的距離為之間的距離為d，兩板之間的電壓，兩板之間的電壓Uab按按如圖如圖631