電容器,偏轉(zhuǎn)粒子在電場中偏轉(zhuǎn)

1、結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄 1.平行板電容器的動態(tài)問題分析平行板電容器的動態(tài)問題分析 思想方法思想方法10.帶電粒子在交變電場中帶電粒子在交變電場中的運動問題的運動問題 素養(yǎng)素養(yǎng)提升提升熱點熱點突破突破 2.帶電粒子帶電粒子(帶電體帶電體)在勻強(qiáng)電場中的直在勻強(qiáng)電場中的直線運動問題線運動問題 本講概要本講概要選修選修3-1第六章靜電場第六章靜電場第第3講講 電容器電容器 帶電粒子在電場中的運動帶電粒子在電場中的運動 高考真題高考真題視頻展臺視頻展臺 3.帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)問題帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)問題 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄 1常見電容器(1)組成：由兩個彼此 又相

2、互 的導(dǎo)體組成(2)帶電荷量：一個極板所帶電荷量的 (3)電容器的充、放電充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩板帶上等量 的 ，電容器中儲存 放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程 中 轉(zhuǎn)化為其他形式的能常見電容器電容器的電壓、電荷量常見電容器電容器的電壓、電荷量 和電容的關(guān)系和電容的關(guān)系(考綱要求考綱要求 )絕緣絕緣 靠近靠近 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 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄電荷量電荷量 容納電荷容納電荷 106 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄正對面積正對面積 介電常數(shù)介電常數(shù) 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運

3、動帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運動 (考綱要求考綱要求 ) 加加(減減)速速 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄 2帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)(1)條件分析：帶電粒子垂直于電場方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(2)運動性質(zhì)： 運動(3)處理方法：分解成相互 的兩個方向上的 ， 類似于 (4)運動規(guī)律：沿初速度方向做 運動沿電場方向，做初速度為零的 運動勻變速曲線勻變速曲線 垂直垂直 直線運動直線運動 平拋運動平拋運動 勻速直線勻速直線 勻加速直線勻加速直線 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄 1.構(gòu)造 ，偏轉(zhuǎn)極板，熒光屏(如圖631所示) 圖631示波管示波管(考綱要求考綱要求 ) 電子

4、槍電子槍 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄 2工作原理(1)YY上加的是待顯示的 ，XX上 是 機(jī) 器 自 身 產(chǎn) 生 的 鋸 齒 形 電 壓 ， 叫做 (2)觀察到的現(xiàn)象：如果在偏轉(zhuǎn)電極XX和YY之間都沒有加電壓，則電子槍射出的電子沿直線運動，打在熒光屏 ，在那里產(chǎn)生一個亮斑若所加掃描電壓和 的周期相等，就可以在熒光屏上得到待測信號在一個周期內(nèi)變化的穩(wěn)定圖象信號電壓信號電壓 掃描電壓掃描電壓 中心中心 信號電壓信號電壓 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄熱點熱點1平行板電容器的動態(tài)問題分析平行板電容器的動態(tài)問題分析 1.分析比較分析比較的思路的思路 確定不變量，分析是電壓不變還是所帶電確定不變

5、量，分析是電壓不變還是所帶電荷量不變荷量不變.電容器始終和電源連接，此時電容器始終和電源連接，此時U恒定恒定.電容器充電后電源斷開，此時電容器充電后電源斷開，此時Q恒定恒定.2.常見類型常見類型用定義式用定義式CQ/U分析電容器所帶電荷量分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化或兩極板間電壓的變化 用用EU/d分析電容器極板間場強(qiáng)的變化分析電容器極板間場強(qiáng)的變化.結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄審題審題設(shè)疑設(shè)疑1.電容器充電后與電源斷開，隱含了什么條件？電容器充電后與電源斷開，隱含了什么條件？ 2.根據(jù)哪些公式判定根據(jù)哪些公式判定d 增大時增大時,C、U、E的變化情況？的變化情況？ 【典例典例

6、1】 如圖示如圖示,先接通先接通S使電容器充電使電容器充電,然后斷開然后斷開S.當(dāng)增大當(dāng)增大兩極板間距離時兩極板間距離時,電容器所帶電荷量電容器所帶電荷量Q、電容、電容C、兩極板間電、兩極板間電勢差勢差U、兩極板間場強(qiáng)、兩極板間場強(qiáng)E的變化情況是的變化情況是().AQ變小，變小，C不變，不變，U不變，不變，E變小變小BQ變小，變小，C變小，變小，U不變，不變，E不變不變CQ不變，不變，C變小，變小，U變大，變大，E不變不變DQ不變，不變，C變小，變小，U變小，變小，E變小變小 解析顯隱解析顯隱結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄請完成對應(yīng)本典例的請完成對應(yīng)本典例的“跟蹤短訓(xùn)跟蹤短訓(xùn)”解電容器問題的

7、常用技巧解電容器問題的常用技巧規(guī)律方法規(guī)律方法 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄熱點熱點2帶電粒子帶電粒子(帶電體帶電體)在勻強(qiáng)電場中的直線運動問題在勻強(qiáng)電場中的直線運動問題 1.帶電體在勻強(qiáng)電場中的直線運動問題的分析方法帶電體在勻強(qiáng)電場中的直線運動問題的分析方法 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄【典例典例2】 (2013全國新課標(biāo)全國新課標(biāo)，16)一水平放置的平行板電容一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為器的兩極板間距為d，極板分別與電池兩極相連，上極板中心，極板分別與電池兩極相連，上極板中心有一小孔有一小孔(小孔對電場的影響可忽略不計小孔對電場的影響可忽略不計)小孔正上方處小孔正上方處d

8、/2的的P點有一帶電粒子，該粒子從靜止開始下落，經(jīng)過小孔進(jìn)入電點有一帶電粒子，該粒子從靜止開始下落，經(jīng)過小孔進(jìn)入電容器，并在下極板處容器，并在下極板處(未與極板接觸未與極板接觸)返回若將下極板向上平返回若將下極板向上平移移d/3 ，則從，則從P點開始下落的相同粒子將點開始下落的相同粒子將()A打到下極板上打到下極板上 B在下極板處返回在下極板處返回C在距上極板在距上極板d/2處返回處返回 D在距上極板在距上極板2d/5處返回處返回審審題題設(shè)設(shè)疑疑1.表明平行板電容器兩端電壓不變表明平行板電容器兩端電壓不變.2. 電荷的整個下落過程中受幾個力作電荷的整個下落過程中受幾個力作用？各力做功情況怎樣？

9、用哪個物理用？各力做功情況怎樣？用哪個物理規(guī)律描述此過程最簡捷？規(guī)律描述此過程最簡捷？轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 解析解析d/23. 下極板上移后下極板上移后,電荷在下落過程中受電荷在下落過程中受力情況又怎樣？能否碰下極板？如何力情況又怎樣？能否碰下極板？如何假設(shè)電荷運動情況來解答問題？假設(shè)電荷運動情況來解答問題？mgF電電?結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 原題原題結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄處理帶電粒子在電場中運動的常用技巧處理帶電粒子在電場中運動的常用技巧 請完成對應(yīng)本典例的請完成對應(yīng)本典例的“跟蹤短訓(xùn)跟蹤短訓(xùn)”(1)微觀粒子微觀粒子(如電子、質(zhì)子、如電子、質(zhì)子、粒子等粒子等)在電場中的運動，在電場中

10、的運動，通常不必考慮其重力及運動中重力勢能的變化通常不必考慮其重力及運動中重力勢能的變化(2)普通的帶電體普通的帶電體(如油滴、塵埃、小球等如油滴、塵埃、小球等)在電場中的運動，在電場中的運動，除題中說明外，必須考慮其重力及運動中重力勢能的變除題中說明外，必須考慮其重力及運動中重力勢能的變化化 規(guī)律方法規(guī)律方法 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄熱點熱點3帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)問題帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)問題 帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)過程展示帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)過程展示v0vv0vyyy=?m q(1)確定最終偏移距離確定最終偏移距離 思路思路 思路思路 (2)確定偏轉(zhuǎn)后的動能確定偏轉(zhuǎn)后的動能

11、(或速度或速度) 思路思路 思路思路結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄【典例典例3】 (2013廣東卷，廣東卷，15)噴墨打印機(jī)的簡化模型如圖示，噴墨打印機(jī)的簡化模型如圖示，重力可忽略的墨汁微滴重力可忽略的墨汁微滴,經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后,以速度以速度v垂直勻強(qiáng)電垂直勻強(qiáng)電場飛入極板間場飛入極板間,最終打在紙上最終打在紙上,則微滴在極板間電場中則微滴在極板間電場中().A向負(fù)極板偏轉(zhuǎn)向負(fù)極板偏轉(zhuǎn)B電勢能逐漸增大電勢能逐漸增大C運動軌跡是拋物線運動軌跡是拋物線D運動軌跡與帶電量無關(guān)運動軌跡與帶電量無關(guān) 審題審題設(shè)疑設(shè)疑(1)負(fù)電荷所受電場力的方向怎樣？負(fù)電荷所受電場力的方向怎樣？(2)帶

12、電微滴進(jìn)入電場后做什么運動？帶電微滴進(jìn)入電場后做什么運動？ (3)帶電微滴在水平方向做什么運動？在豎直方向做什帶電微滴在水平方向做什么運動？在豎直方向做什么運動？么運動？轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 解析解析結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 原題原題結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄分析帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)問題的關(guān)鍵分析帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)問題的關(guān)鍵 請完成對應(yīng)本典例的請完成對應(yīng)本典例的“跟蹤短訓(xùn)跟蹤短訓(xùn)”(1)條件分析：條件分析：只受電場力作用的帶電粒子，以初速度只受電場力作用的帶電粒子，以初速度v0垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場后，做類平拋運動垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場后，做類平拋運動(2)運動分析：運動分析：一般用分解的

13、思想來處理一般用分解的思想來處理.規(guī)律方法規(guī)律方法 兩個結(jié)論：兩個結(jié)論：(1)不同帶電粒子由靜止開始，經(jīng)同一電場加速后再從同不同帶電粒子由靜止開始，經(jīng)同一電場加速后再從同一偏轉(zhuǎn)電場射出時，偏轉(zhuǎn)角度總相同一偏轉(zhuǎn)電場射出時，偏轉(zhuǎn)角度總相同(2)粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，合速度的反向延長線與初速度延粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，合速度的反向延長線與初速度延長線的交點為粒子水平位移的中點長線的交點為粒子水平位移的中點.結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄1.常見產(chǎn)生交變電場的電壓波形有方形波、鋸齒波、正弦波等常見產(chǎn)生交變電場的電壓波形有方形波、鋸齒波、正弦波等.思想方法思想方法10.帶電粒子在交變電場中的運動問題帶電粒子在交

14、變電場中的運動問題2.電荷在交變電荷在交變電場中常見的電場中常見的運動情況運動情況(1)單向直線運動單向直線運動(一般用牛頓運動定律求解一般用牛頓運動定律求解)(2)往返運動往返運動(一般分段研究一般分段研究)(3)偏轉(zhuǎn)運動偏轉(zhuǎn)運動(一般由交變電場特點分段研究一般由交變電場特點分段研究)結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄(1)粒子在板間做什么運動？粒子在板間做什么運動？ (2)粒子沿初速度方向做什么運動？粒子沿初速度方向做什么運動？審審題題析析疑疑(3)粒子在垂直初速度方向做什么運粒子在垂直初速度方向做什么運動？動？【典例典例】 如圖甲所示如圖甲所示,長為長為L、間距為、間距為d的兩金屬板的兩金

15、屬板A、B水平放置，水平放置，ab為兩板的中心線為兩板的中心線,一個帶電粒子以速度一個帶電粒子以速度v0從從a點水平射入，沿直點水平射入，沿直線從線從b點射出，若將兩金屬板接到如圖乙所示的交變電壓上點射出，若將兩金屬板接到如圖乙所示的交變電壓上,欲使欲使該粒子仍能從該粒子仍能從b點以速度點以速度v0射出射出,求求:(1)交變電壓的周期交變電壓的周期T應(yīng)滿足什么條件？應(yīng)滿足什么條件？(2)粒子從粒子從a點射入金屬板的時刻應(yīng)滿足點射入金屬板的時刻應(yīng)滿足 什么條件？什么條件？ (4)“欲使該粒子仍能從欲使該粒子仍能從b點以點以v0射出射出” 隱含了粒子運動的什么狀態(tài)？隱含了粒子運動的什么狀態(tài)？轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)解析播放播放設(shè)設(shè)+qv0結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 原題原題結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄 帶電粒子在交變電場中的運動問題，由于不同時間帶電粒子在交變電場中的運動問題，由于不同時間內(nèi)場強(qiáng)不同，使得帶電粒子所受的電場力不同，造成帶內(nèi)場強(qiáng)不同，使得帶電粒子所受的電場力不同，造成帶電粒子的運動情況發(fā)生變化電粒子的運動情況發(fā)生變化 解決這類問題，要分段進(jìn)行分析，根據(jù)題意找出滿解決這類問題，要