第3講電容器與電容帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)1常見電容器課件

第3講電容器與電容帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)第3講知識(shí)點(diǎn)1常見電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系Ⅰ1.電容器（1）組成：由兩個(gè)彼此_____又相互靠近的導(dǎo)體組成。（2）帶電量：一個(gè)極板所帶電荷量的_______。（3）電容器的充電、放電：①充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩極板帶上等量的_________，電容器中儲(chǔ)存電場能。②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。絕緣絕對值異種電荷電場能知識(shí)點(diǎn)1常見電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系2.常見的電容器（1）分類：從構(gòu)造上可分為_____電容器和_____電容器。（2）擊穿電壓：加在電容器極板上的_____電壓，電容器外殼上標(biāo)的電壓是_____電壓，這個(gè)電壓比擊穿電壓___（選填“高”或“低”）。3.電容（1）定義式：C=____。（2）單位：法拉（F），1F=___μF=____pF。（3）電容與電壓、電荷量的關(guān)系：固定可變極限額定低10610122.常見的電容器固定可變極限額定低1061012①電容C的大小由電容器本身結(jié)構(gòu)決定，與電壓、電荷量_____。不隨Q變化，也不隨電壓變化。②由可推出4.平行板電容器及其電容（1）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_____________成反比。（2）決定式：_________，k為靜電力常量。無關(guān)正對面積介電常數(shù)兩板間的距離①電容C的大小由電容器本身結(jié)構(gòu)決定，與電壓、電荷量無關(guān)正對面知識(shí)點(diǎn)2帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)Ⅱ1.帶電粒子在電場中的加速問題帶電粒子在電場中加速，若不計(jì)粒子的重力，則電場力對帶電粒子做的功等于帶電粒子_____的增量。（1）在勻強(qiáng)電場中：W=qEd=qU=_____________。（2）在非勻強(qiáng)電場中：W=qU=_____________。動(dòng)能知識(shí)點(diǎn)2帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)Ⅱ動(dòng)能2.帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)問題（1）運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不計(jì)重力的帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入勻強(qiáng)電場時(shí)，受到方向與初速度方向垂直的靜電力作用而做_______運(yùn)動(dòng)。（2）處理方法①分析方法——類平拋運(yùn)動(dòng)的合成與分解a.垂直于電場線方向?yàn)開________運(yùn)動(dòng)。b.平行于電場線方向?yàn)槌跛俣葹榱愕腳______運(yùn)動(dòng)。類平拋勻速直線勻加速2.帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)問題類平拋勻速直線勻加速②基本過程，如圖所示②基本過程，如圖所示③幾個(gè)結(jié)論設(shè)粒子帶電荷量為q，質(zhì)量為m，兩平行金屬板間的電壓為U，板長為l，板間距離為d，（忽略重力影響），則有a.加速度：。b.在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t=___。c.位移d.速度③幾個(gè)結(jié)論知識(shí)點(diǎn)3示波管Ⅰ1.構(gòu)造①_______，②偏轉(zhuǎn)電極，③熒光屏。（如圖所示）電子槍知識(shí)點(diǎn)3示波管Ⅰ電子槍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。①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(yùn)動(dòng)，打在熒光屏_____，在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑。②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(hào)在一個(gè)周期內(nèi)變化的穩(wěn)定圖像。信號(hào)電壓掃描電壓中心信號(hào)電壓2.工作原理信號(hào)電壓掃描電壓中心信號(hào)電壓【思考辨析】（1）電容器的電容表示其儲(chǔ)存電荷的能力。()（2）電容器的電容與它所帶的電荷量成正比。()（3）放電后的電容器電量為零，電容也為零。()（4）帶電粒子在勻強(qiáng)電場中只能做類平拋運(yùn)動(dòng)。()【思考辨析】（5）帶電粒子在電場中可以做圓周運(yùn)動(dòng)。()（6）示波管屏幕上的亮線是由電子束高速撞擊熒光屏而產(chǎn)生的。()（7）不論在什么情況下帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)重力都必須忽略不計(jì)。()（5）帶電粒子在電場中可以做圓周運(yùn)動(dòng)。()分析:電容器是能夠儲(chǔ)存電荷的器件，用電容表示其儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)，故（1）對。電容的定義式但一個(gè)固定電容器的電容C是不變的，即使電容器放電后，其電容C也不變，故（2）、（3）均錯(cuò)。帶電粒子在勻強(qiáng)電場中可以做直線運(yùn)動(dòng)，也可以做曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)形式由初速度方向與電場方向的夾角決定，故（4）錯(cuò)。在點(diǎn)電荷的電場中，帶電粒子可以圍繞點(diǎn)電荷做圓周運(yùn)動(dòng)，故（5）對。由示波管的原理可知，（6）對。帶電粒子的重力是否能忽略，由具體問題的研究條件決定，如對基本粒子，重力一般都可忽略；但對帶電液滴、油滴、小球等，重力一般不能忽略，故（7）錯(cuò)。分析:電容器是能夠儲(chǔ)存電荷的器件，用電容表示其儲(chǔ)存電荷考點(diǎn)1平行板電容器的兩類動(dòng)態(tài)變化問題【考點(diǎn)解讀】1.分析比較的思路（1）確定不變量，分析是電壓不變還是所帶電荷量不變。（2）用決定式分析平行板電容器電容的變化。（3）用定義式分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化。（4）用分析電容器極板間場強(qiáng)的變化。對比分析考點(diǎn)1平行板電容器的兩類動(dòng)態(tài)變化問題對比2.兩類動(dòng)態(tài)變化問題的比較分類充電后與電池兩極相連充電后與電池兩極斷開不變量UQd變大C變小Q變小E變小C變小U變大E不變S變大C變大Q變大E不變C變大U變小E變小εr變大C變大Q變大E不變C變大U變小E變小2.兩類動(dòng)態(tài)變化問題的比較分類充電后與電池兩極相連充電后與電【典例透析1】用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素（如圖）。設(shè)兩極板正對面積為Ｓ，極板間的距離為ｄ，靜電計(jì)指針偏角為θ。實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若()【典例透析1】用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的A.保持S不變，增大d，則θ變大B.保持S不變，增大d，則θ變小C.保持d不變，增大S，則θ變大D.保持d不變，增大S，則θ不變A.保持S不變，增大d，則θ變大【解題探究】（1）靜電計(jì)的指針偏角越大，說明板間電勢差_____。（2）由電容定義式可知，在Q不變時(shí)，U越大，說明C_____。【解析】選A。由可得：保持S不變，增大d，則U增大，即θ變大，故A正確，B錯(cuò)誤；保持d不變，增大S，則U減小，即θ變小，故C、D錯(cuò)。

越大越小【解題探究】（1）靜電計(jì)的指針偏角越大，說明板間電勢差越大越【總結(jié)提升】分析平行板電容器時(shí)的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)在分析平行板電容器的動(dòng)態(tài)變化問題時(shí)，必須抓住兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：（1）確定不變量：首先要明確動(dòng)態(tài)變化過程中的哪些量不變，一般情況下是保持電量不變或板間電壓不變。（2）恰當(dāng)選擇公式：要靈活選取電容的兩個(gè)公式分析電容的變化，還要應(yīng)用分析板間電場強(qiáng)度的變化情況?！究偨Y(jié)提升】分析平行板電容器時(shí)的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)【變式訓(xùn)練】如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源（內(nèi)阻不計(jì)）連接，下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離()【變式訓(xùn)練】如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源（內(nèi)A.帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)B.P點(diǎn)的電勢將降低C.帶電油滴運(yùn)動(dòng)時(shí)電勢能將減少D.若電容器的電容減小，則極板帶電荷量將增大A.帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)【解析】選B。由于電容器與電源連接，電壓U不變，板間場強(qiáng)隨d的增大而減小，所以油滴將不再平衡而向下運(yùn)動(dòng)，電場力做負(fù)功，電勢能增大，故A、C均錯(cuò)。P點(diǎn)與地的電勢差UPO=qEd，q和d均不變而E減小，故P點(diǎn)電勢將降低，B項(xiàng)正確。據(jù)Q=CU可知，電壓U不變時(shí)減小電容C，則極板帶電荷量將減小，故D錯(cuò)誤。

【解析】選B。由于電容器與電源連接，電壓U不變，板間場強(qiáng)考點(diǎn)2帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)【考點(diǎn)解讀】1.粒子的偏轉(zhuǎn)角（1）以初速度v0垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場：如圖所示，設(shè)帶電粒子質(zhì)量為m，帶電荷量為q，偏轉(zhuǎn)電壓為U1，若粒子飛出電場時(shí)偏轉(zhuǎn)角為θ,則拓展延伸考點(diǎn)2帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)拓展延伸結(jié)論：動(dòng)能一定時(shí)，tanθ與q成正比，電荷量相同時(shí)tanθ與動(dòng)能成反比。（2）粒子從靜止開始經(jīng)加速電場U0加速后再進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場則有：可解得：結(jié)論：粒子的偏轉(zhuǎn)角與粒子的q、m無關(guān)，僅取決于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場。結(jié)論：動(dòng)能一定時(shí)，tanθ與q成正比，電荷量相同時(shí)tanθ與2.粒子在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)時(shí)的兩個(gè)結(jié)論（1）以初速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場作粒子速度的反向延長線，設(shè)交于O點(diǎn)，O點(diǎn)與電場邊緣的距離為x，則結(jié)論：粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時(shí)，就像是從極板間的處沿直線射出。2.粒子在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)時(shí)的兩個(gè)結(jié)論（2）經(jīng)加速電場加速再進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場：若不同的帶電粒子都是從靜止經(jīng)同一加速電壓U0加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的，則偏移量：偏轉(zhuǎn)角正切：結(jié)論：無論帶電粒子的m、q如何，只要經(jīng)過同一加速電場加速，再垂直進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場，它們飛出的偏移量y和偏轉(zhuǎn)角θ都是相同的，也就是運(yùn)動(dòng)軌跡完全重合。（2）經(jīng)加速電場加速再進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場：若不同的帶電粒子都【典例透析2】如圖所示，真空中水平放置的兩個(gè)相同極板Y和Y′長為L，相距d，足夠大的豎直屏與兩板右側(cè)相距b。在兩板間加上可調(diào)偏轉(zhuǎn)電壓UYY′，一束質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子（不計(jì)重力）從兩板左側(cè)中點(diǎn)A以初速度v0沿水平方向射入電場且能穿出?！镜淅肝?】如圖所示，真空中水平放置的兩個(gè)相同極板Y和Y′（1）證明粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心O點(diǎn)；（2）求兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓UYY′的范圍；（3）求粒子可能到達(dá)屏上區(qū)域的長度。（1）證明粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中【解題探究】（1）帶電粒子在兩極板之間的電場中做___________。（2）當(dāng)兩極板間所加的電壓最大時(shí)，帶電粒子恰好從_________________。（3）帶電粒子到達(dá)屏上區(qū)域邊緣對應(yīng)極板間所加的電壓_____。類平拋運(yùn)動(dòng)極板的右邊緣飛出最大【解題探究】（1）帶電粒子在兩極板之間的電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)極【解析】（1）設(shè)粒子在運(yùn)動(dòng)過程中的加速度大小為a，離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)偏轉(zhuǎn)距離為y，沿電場方向的速度為vy，偏轉(zhuǎn)角為θ，其反向延長線通過O點(diǎn)，O點(diǎn)與板右端的水平距離為x，則有①L=v0t②vy=at，聯(lián)立可得即粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心O點(diǎn)?！窘馕觥浚?）設(shè)粒子在運(yùn)動(dòng)過程中的加速度大小為a，離開偏（2）③④由①②③④式解得當(dāng)時(shí)，則兩板間所加電壓的范圍為（2）（3）當(dāng)時(shí)，粒子在屏上側(cè)向偏移的距離最大，設(shè)其大小為y0，則y0=y+btanθ又解得：故粒子在屏上可能到達(dá)的區(qū)域的長度為答案：（1）見解析（2）（3）（3）當(dāng)時(shí)，粒子在屏上側(cè)向偏移的距離最大，【總結(jié)提升】確定粒子打到屏上的位置離屏中心的距離y′的三種方法（1）（2）y′=y+btanθ（3）其中是應(yīng)用上例第（1）問的結(jié)論得出的，一般不直接用于計(jì)算題的求解過程。【總結(jié)提升】確定粒子打到屏上的位置離屏中心的距離y′的【變式訓(xùn)練】如圖所示，A板發(fā)出的電子經(jīng)加速后，水平射入水平放置的兩平行金屬板間，金屬板間所加的電壓為U，電子最終打在熒光屏P上，關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)，則下列說法中正確的是()【變式訓(xùn)練】如圖所示，A板發(fā)出的電子經(jīng)加速后，水平射入水平放A.滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，其他不變，則電子打在熒光屏上的位置上升B.滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí)，其他不變，則電子打在熒光屏上的位置上升C.電壓U增大時(shí)，其他不變，則電子打在熒光屏上的速度大小不變D.電壓U增大時(shí)，其他不變，則電子從發(fā)出到打在熒光屏上的時(shí)間變大A.滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，其他不變，則電子打在熒光屏上的位置上【解析】選B。電子加速有電子偏轉(zhuǎn)有滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng),U0增大,y減小，A錯(cuò)誤，B正確；兩電場對電子做的功為U增大，y增大，則W增大，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電子在加速電場中勻加速時(shí)間不變，在偏轉(zhuǎn)電場中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間也不變，所以運(yùn)動(dòng)總時(shí)間不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xB。電子加速有電子偏轉(zhuǎn)有【變式備選】如圖所示為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出（初速度可忽略不計(jì)），經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中（偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強(qiáng)電場），電子進(jìn)入M、N間電場時(shí)的速度與電場方向垂直，電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場后打在熒光屏上的P點(diǎn)。已知M、N兩板間的電壓為U2，兩板間的距離為d，板長為L，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子受到的重力及它們之間的相互作用力?！咀兪絺溥x】如圖所示為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出（1）求電子穿過A板時(shí)速度的大?。唬?）求電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時(shí)的側(cè)移量；（3）若要使電子打在熒光屏上P點(diǎn)的上方，可采取哪些措施？（1）求電子穿過A板時(shí)速度的大?。弧窘馕觥浚?）設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0，由動(dòng)能定理解得（2）電子以速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后，垂直于電場方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度為E，電子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，加速度為a，電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的側(cè)移量為y。

【解析】（1）設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0，由動(dòng)能定由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式F=ma,F=eE,解得：（3）由可知，減小U1和增大U2均可使y增大，從而使電子打在P點(diǎn)上方。答案：（1）（2）（3）減小加速電壓U1或增大偏轉(zhuǎn)電壓U2由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式考點(diǎn)3勻強(qiáng)電場與重力場的綜合問題【考點(diǎn)解讀】分析粒子運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)觀點(diǎn)1.用動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)（1）由于勻強(qiáng)電場中帶電粒子所受靜電力和重力都是恒力，可用正交分解法。（2）類似于處理偏轉(zhuǎn)問題，將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分解為正交的簡單直線運(yùn)動(dòng)，化繁為簡。解題技巧考點(diǎn)3勻強(qiáng)電場與重力場的綜合問題解題技巧（3）綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式，注意受力分析要全面，特別注意重力是否需要考慮的問題，另外要注意運(yùn)動(dòng)學(xué)公式里包含物理量的正負(fù)號(hào)，即其矢量性。2.用能量的觀點(diǎn)來分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)（1）運(yùn)用能量守恒定律，注意題目中有哪些形式的能量出現(xiàn)。（2）運(yùn)用動(dòng)能定理，注意過程分析要全面，準(zhǔn)確求出過程中的所有功，判斷選用分過程還是全過程使用動(dòng)能定理。（3）綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式，注意受力分析【典例透析3】在足夠長的粗糙絕緣板A上放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的小滑塊B。用手托住A置于方向水平向左、場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場中，此時(shí)A、B均能靜止，如圖所示?，F(xiàn)將絕緣板A從圖中位置P垂直電場線移至位置Q，發(fā)現(xiàn)小滑塊B相對于A發(fā)生了運(yùn)動(dòng)。為研究方便可以將絕緣板A的運(yùn)動(dòng)簡化成先勻加速接著勻減速到靜止的過程。測量發(fā)現(xiàn)豎直方向加速的時(shí)間為0.8s，減速的時(shí)間為0.2s。P、Q位置高度差為0.5m。已知?jiǎng)驈?qiáng)電場的場強(qiáng)A、B之間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,g取10m/s2。求：【典例透析3】在足夠長的粗糙絕緣板A上放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量（1）絕緣板A加速和減速的加速度大小分別為多大？（2）滑塊B最后停在離出發(fā)點(diǎn)水平距離為多大處？（1）絕緣板A加速和減速的加速度大小分別為多大？【解題探究】（1）開始時(shí)A、B能保持相對靜止，說明電場力_____最大靜摩擦力，此時(shí)B對A的壓力_____mg。（2）B相對于A滑動(dòng)，說明電場力_____摩擦力，此時(shí)B對A的壓力_____mg。說明絕緣板A向上做___________。小于等于大于小于勻減速運(yùn)動(dòng)【解題探究】（1）開始時(shí)A、B能保持相對靜止，說明電場力小于【解析】（1）設(shè)絕緣板A勻加速和勻減速的加速度大小分別為a1和a2，其時(shí)間分別為t1和t2，P、Q高度差為h，則有a1t1=a2t2解得a1=1.25m/s2，a2=5m/s2?！窘馕觥浚?）設(shè)絕緣板A勻加速和勻減速的加速度大小分別為（2）研究滑塊B，在絕緣板A上勻減速的過程中，由牛頓第二定律可得豎直方向：mg-FN=ma2水平方向：Eq-μFN=ma3解得a3=0.1g=1m/s2在這個(gè)過程中滑塊B的水平位移大小為（2）研究滑塊B，在絕緣板A上勻減速的過程中，由牛頓第二定律在絕緣板A靜止后，滑塊B將沿水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a4，有μmg-Eq=ma4，得a4=0.1g=1m/s2該過程中滑塊B的水平位移大小為x4=x3=0.02m最后滑塊B靜止時(shí)離出發(fā)點(diǎn)的水平距離x=x4+x3=0.04m。答案：（1）1.25m/s25m/s2（2）0.04m在絕緣板A靜止后，滑塊B將沿水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大【變式訓(xùn)練】如圖，在水平方向的勻強(qiáng)電場中有一表面光滑、與水平面成45°角的絕緣直桿ab，其下端（b端）距地面高度h=0.8m。一質(zhì)量為1kg的帶電小環(huán)套在直桿上，正以某速度沿桿勻速下滑，小環(huán)離桿后正好通過b端的正下方c點(diǎn)處。（取b為零勢能點(diǎn)，g取10m/s2）求：【變式訓(xùn)練】如圖，在水平方向的勻強(qiáng)電場中有一表面光滑、與水平（1）小環(huán)離開直桿后運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向。（2）小環(huán)在直桿上運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能。（3）小環(huán)從b到c運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能最小值。（1）小環(huán)離開直桿后運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向?！窘馕觥浚?）小環(huán)沿ac桿勻速下滑，受力分析圖如圖所示，小環(huán)共受3個(gè)力，合力為零，則qE=mg,小環(huán)離開直桿后，只受重力和電場力，方向垂直于桿斜向下。【解析】（1）小環(huán)沿ac桿勻速下滑，受力分析圖如圖所示，（2）小環(huán)離開桿做類平拋運(yùn)動(dòng)：平行桿方向做勻速運(yùn)動(dòng)，垂直桿方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，小環(huán)在直桿上運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能：由以上三式解得：Ek=2J（2）小環(huán)離開桿做類平拋運(yùn)動(dòng)：（3）根據(jù)能量守恒，機(jī)械能為E=Ek-Ep當(dāng)電勢能最大時(shí)，機(jī)械能最小。當(dāng)帶電小環(huán)在電場力方向的速度為零時(shí)，電勢能最大，此時(shí)的電勢能等于克服電場力所做的功，即解得：Epm=1J所以機(jī)械能的最小值為E=1J答案：（1）方向垂直于桿斜向下（2）2J（3）1J（3）根據(jù)能量守恒，機(jī)械能為E=Ek-Ep【資源平臺(tái)】帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng)

制備納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為d的兩平行極板，如圖甲所示。加在極板A、B間的電壓UAB做周期性變化，其正向電壓為U0，反向電壓為-kU0(k＞1)，電壓變化的周期為2τ，如圖乙所示。在t=0時(shí)，極板B附近的一個(gè)電子，質(zhì)量為m、電荷量為e，受電場作用由靜止開始運(yùn)動(dòng)。若整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，電子未碰到極板A，且不考慮重力作用。若電子在0～2τ時(shí)間內(nèi)不能到達(dá)極板A，求d應(yīng)滿足的條件?！举Y源平臺(tái)】帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng)【規(guī)范解答】電子在0～τ時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小為位移在τ～2τ時(shí)間內(nèi)先做勻減速運(yùn)動(dòng)，后反向做勻加速運(yùn)動(dòng)加速度的大小為初速度的大小為v1=a1τ勻減速運(yùn)動(dòng)階段的位移依據(jù)題意d＞x1+x2解得答案：【規(guī)范解答】電子在0～τ時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度的大1.如圖所示為一只“極距變化型電容式傳感器”的部分構(gòu)件示意圖。當(dāng)動(dòng)極板和定極板之間的距離d變化時(shí)，電容C便發(fā)生變化，通過測量電容C的變化就可知道兩極板之間距離d的變化情況。在下列圖中能正確反映C與d之間變化規(guī)律的圖像是()1.如圖所示為一只“極距變化型電容式傳感【解析】選A。根據(jù)電容的決定式可知，電容C與d成反比，函數(shù)圖像是雙曲線的一支，故只有A正確?！窘馕觥窟xA。根據(jù)電容的決定式可知，電容C2.將三個(gè)質(zhì)量相等的帶電微粒分別以相同的水平速度由P點(diǎn)射入水平放置的平行金屬板間，已知上板帶正電，下板接地。三個(gè)微粒分別落在圖中A、B、C三點(diǎn)，不計(jì)其重力作用，則()A.三個(gè)微粒在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等B.三個(gè)微粒的帶電量相同C.三個(gè)微粒所受電場力的大小關(guān)系是FA>FB>FCD.三個(gè)微粒到達(dá)下板時(shí)的動(dòng)能關(guān)系是EkC>EkB>EkA2.將三個(gè)質(zhì)量相等的帶電微粒分別以相同的水平速度由P點(diǎn)射入水【解析】選D。由帶電微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡可判斷出豎直方向上的加速度關(guān)系為aC>aB>aA，所以有電量qC>qB>qA，電場力FC>FB>FA，故B、C錯(cuò)誤。粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間因lC<lB<lA，故tC<tB<tA,故A錯(cuò)誤。粒子到達(dá)下極板時(shí)，只有電場力做功，微粒C受的電場力最大，而豎直位移均相等，故有EkC>EkB>EkA,D正確?！窘馕觥窟xD。由帶電微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡可判斷出豎直方向上的3.實(shí)驗(yàn)室所用示波器是由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏三部分組成，當(dāng)垂直偏轉(zhuǎn)電極YY′，水平偏轉(zhuǎn)電極XX′的電壓都為零時(shí)，電子槍發(fā)射的電子通過偏轉(zhuǎn)電極后，打在熒光屏的正中間。若要在熒光屏上始終出現(xiàn)如圖所示的斑點(diǎn)a，那么，YY′與XX′間應(yīng)分別加上如圖所示的哪一組電壓()3.實(shí)驗(yàn)室所用示波器是由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏三部分組成，第3講電容器與電容帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)1常見電容器課件【解析】選A。由于點(diǎn)跡a是固定不變的，所以在XX′間、YY′間加的電壓應(yīng)該是大小恒定的，故C、D均錯(cuò)；由示波管的原理圖可知，電子在YY′方向上向上偏轉(zhuǎn)，即Y應(yīng)為正，在XX′方向上向左偏轉(zhuǎn)，即X′為正，故本題選A?！窘馕觥窟xA。由于點(diǎn)跡a是固定不變的，所以在XX′間、YY′4.（2012·海南高考改編）將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場強(qiáng)度大小和極板所帶的電荷量分別用d、U、E和Q表示。下列說法正確的是()A.保持U不變，將d變?yōu)樵瓉淼囊话?，則E變?yōu)樵瓉淼囊话隑.保持E不變，將d變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑒tU變?yōu)樵瓉淼膬杀禖.保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則U變?yōu)樵瓉淼囊话隓.保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉淼囊话?，則E變?yōu)樵瓉淼囊话?.（2012·海南高考改編）將平行板電容器兩極板之間的距離【解析】選D。由可知，保持U不變，將d變?yōu)樵瓉淼囊话?，則E變?yōu)樵瓉淼膬杀叮x項(xiàng)A錯(cuò)誤；保持E不變，將d變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑒tU變?yōu)樵瓉淼囊话?，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由知，保持d不變，即電容C不變，再由知，將Q變?yōu)樵瓉淼膬杀稌r(shí)，U也將變?yōu)樵瓉淼膬杀?，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同理，將Q變?yōu)樵瓉淼囊话霑r(shí)，U也變?yōu)樵瓉淼囊话?，由知，E變?yōu)樵瓉淼囊话?，選項(xiàng)D正確?！窘馕觥窟xD。由可知，保持U不變，將d變?yōu)樵瓉淼囊?.如圖為靜電除塵器除塵機(jī)理的示意圖。塵埃在電場中通過某種機(jī)制帶電，在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵目的，下列表述正確的是()

5.如圖為靜電除塵器除塵機(jī)理的A.到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷B.電場方向由集塵極指向放電極C.帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同D.同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越小A.到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷【解析】選B。放電極與電源的負(fù)極相連，集塵極與電源的正極相連，所以集塵極的電勢高于放電極，電場方向從集塵極指向放電極，到達(dá)集塵極的是帶負(fù)電荷的塵埃，故A錯(cuò)誤，B正確；塵埃帶負(fù)電，它受到的電場力方向與電場方向相反，C錯(cuò)誤；空間某點(diǎn)的電場強(qiáng)度是確定的，塵埃的帶電量越大，受力越大，D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xB。放電極與電源的負(fù)極相連，集塵極與電源的正極相連第3講電容器與電容帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)第3講知識(shí)點(diǎn)1常見電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系Ⅰ1.電容器（1）組成：由兩個(gè)彼此_____又相互靠近的導(dǎo)體組成。（2）帶電量：一個(gè)極板所帶電荷量的_______。（3）電容器的充電、放電：①充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩極板帶上等量的_________，電容器中儲(chǔ)存電場能。②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。絕緣絕對值異種電荷電場能知識(shí)點(diǎn)1常見電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系2.常見的電容器（1）分類：從構(gòu)造上可分為_____電容器和_____電容器。（2）擊穿電壓：加在電容器極板上的_____電壓，電容器外殼上標(biāo)的電壓是_____電壓，這個(gè)電壓比擊穿電壓___（選填“高”或“低”）。3.電容（1）定義式：C=____。（2）單位：法拉（F），1F=___μF=____pF。（3）電容與電壓、電荷量的關(guān)系：固定可變極限額定低10610122.常見的電容器固定可變極限額定低1061012①電容C的大小由電容器本身結(jié)構(gòu)決定，與電壓、電荷量_____。不隨Q變化，也不隨電壓變化。②由可推出4.平行板電容器及其電容（1）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_____________成反比。（2）決定式：_________，k為靜電力常量。無關(guān)正對面積介電常數(shù)兩板間的距離①電容C的大小由電容器本身結(jié)構(gòu)決定，與電壓、電荷量無關(guān)正對面知識(shí)點(diǎn)2帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)Ⅱ1.帶電粒子在電場中的加速問題帶電粒子在電場中加速，若不計(jì)粒子的重力，則電場力對帶電粒子做的功等于帶電粒子_____的增量。（1）在勻強(qiáng)電場中：W=qEd=qU=_____________。（2）在非勻強(qiáng)電場中：W=qU=_____________。動(dòng)能知識(shí)點(diǎn)2帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)Ⅱ動(dòng)能2.帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)問題（1）運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不計(jì)重力的帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入勻強(qiáng)電場時(shí)，受到方向與初速度方向垂直的靜電力作用而做_______運(yùn)動(dòng)。（2）處理方法①分析方法——類平拋運(yùn)動(dòng)的合成與分解a.垂直于電場線方向?yàn)開________運(yùn)動(dòng)。b.平行于電場線方向?yàn)槌跛俣葹榱愕腳______運(yùn)動(dòng)。類平拋勻速直線勻加速2.帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)問題類平拋勻速直線勻加速②基本過程，如圖所示②基本過程，如圖所示③幾個(gè)結(jié)論設(shè)粒子帶電荷量為q，質(zhì)量為m，兩平行金屬板間的電壓為U，板長為l，板間距離為d，（忽略重力影響），則有a.加速度：。b.在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t=___。c.位移d.速度③幾個(gè)結(jié)論知識(shí)點(diǎn)3示波管Ⅰ1.構(gòu)造①_______，②偏轉(zhuǎn)電極，③熒光屏。（如圖所示）電子槍知識(shí)點(diǎn)3示波管Ⅰ電子槍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。①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(yùn)動(dòng)，打在熒光屏_____，在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑。②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(hào)在一個(gè)周期內(nèi)變化的穩(wěn)定圖像。信號(hào)電壓掃描電壓中心信號(hào)電壓2.工作原理信號(hào)電壓掃描電壓中心信號(hào)電壓【思考辨析】（1）電容器的電容表示其儲(chǔ)存電荷的能力。()（2）電容器的電容與它所帶的電荷量成正比。()（3）放電后的電容器電量為零，電容也為零。()（4）帶電粒子在勻強(qiáng)電場中只能做類平拋運(yùn)動(dòng)。()【思考辨析】（5）帶電粒子在電場中可以做圓周運(yùn)動(dòng)。()（6）示波管屏幕上的亮線是由電子束高速撞擊熒光屏而產(chǎn)生的。()（7）不論在什么情況下帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)重力都必須忽略不計(jì)。()（5）帶電粒子在電場中可以做圓周運(yùn)動(dòng)。()分析:電容器是能夠儲(chǔ)存電荷的器件，用電容表示其儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)，故（1）對。電容的定義式但一個(gè)固定電容器的電容C是不變的，即使電容器放電后，其電容C也不變，故（2）、（3）均錯(cuò)。帶電粒子在勻強(qiáng)電場中可以做直線運(yùn)動(dòng)，也可以做曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)形式由初速度方向與電場方向的夾角決定，故（4）錯(cuò)。在點(diǎn)電荷的電場中，帶電粒子可以圍繞點(diǎn)電荷做圓周運(yùn)動(dòng)，故（5）對。由示波管的原理可知，（6）對。帶電粒子的重力是否能忽略，由具體問題的研究條件決定，如對基本粒子，重力一般都可忽略；但對帶電液滴、油滴、小球等，重力一般不能忽略，故（7）錯(cuò)。分析:電容器是能夠儲(chǔ)存電荷的器件，用電容表示其儲(chǔ)存電荷考點(diǎn)1平行板電容器的兩類動(dòng)態(tài)變化問題【考點(diǎn)解讀】1.分析比較的思路（1）確定不變量，分析是電壓不變還是所帶電荷量不變。（2）用決定式分析平行板電容器電容的變化。（3）用定義式分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化。（4）用分析電容器極板間場強(qiáng)的變化。對比分析考點(diǎn)1平行板電容器的兩類動(dòng)態(tài)變化問題對比2.兩類動(dòng)態(tài)變化問題的比較分類充電后與電池兩極相連充電后與電池兩極斷開不變量UQd變大C變小Q變小E變小C變小U變大E不變S變大C變大Q變大E不變C變大U變小E變小εr變大C變大Q變大E不變C變大U變小E變小2.兩類動(dòng)態(tài)變化問題的比較分類充電后與電池兩極相連充電后與電【典例透析1】用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素（如圖）。設(shè)兩極板正對面積為Ｓ，極板間的距離為ｄ，靜電計(jì)指針偏角為θ。實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若()【典例透析1】用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的A.保持S不變，增大d，則θ變大B.保持S不變，增大d，則θ變小C.保持d不變，增大S，則θ變大D.保持d不變，增大S，則θ不變A.保持S不變，增大d，則θ變大【解題探究】（1）靜電計(jì)的指針偏角越大，說明板間電勢差_____。（2）由電容定義式可知，在Q不變時(shí)，U越大，說明C_____。【解析】選A。由可得：保持S不變，增大d，則U增大，即θ變大，故A正確，B錯(cuò)誤；保持d不變，增大S，則U減小，即θ變小，故C、D錯(cuò)。

越大越小【解題探究】（1）靜電計(jì)的指針偏角越大，說明板間電勢差越大越【總結(jié)提升】分析平行板電容器時(shí)的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)在分析平行板電容器的動(dòng)態(tài)變化問題時(shí)，必須抓住兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：（1）確定不變量：首先要明確動(dòng)態(tài)變化過程中的哪些量不變，一般情況下是保持電量不變或板間電壓不變。（2）恰當(dāng)選擇公式：要靈活選取電容的兩個(gè)公式分析電容的變化，還要應(yīng)用分析板間電場強(qiáng)度的變化情況。【總結(jié)提升】分析平行板電容器時(shí)的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)【變式訓(xùn)練】如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源（內(nèi)阻不計(jì)）連接，下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離()【變式訓(xùn)練】如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源（內(nèi)A.帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)B.P點(diǎn)的電勢將降低C.帶電油滴運(yùn)動(dòng)時(shí)電勢能將減少D.若電容器的電容減小，則極板帶電荷量將增大A.帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)【解析】選B。由于電容器與電源連接，電壓U不變，板間場強(qiáng)隨d的增大而減小，所以油滴將不再平衡而向下運(yùn)動(dòng)，電場力做負(fù)功，電勢能增大，故A、C均錯(cuò)。P點(diǎn)與地的電勢差UPO=qEd，q和d均不變而E減小，故P點(diǎn)電勢將降低，B項(xiàng)正確。據(jù)Q=CU可知，電壓U不變時(shí)減小電容C，則極板帶電荷量將減小，故D錯(cuò)誤。

【解析】選B。由于電容器與電源連接，電壓U不變，板間場強(qiáng)考點(diǎn)2帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)【考點(diǎn)解讀】1.粒子的偏轉(zhuǎn)角（1）以初速度v0垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場：如圖所示，設(shè)帶電粒子質(zhì)量為m，帶電荷量為q，偏轉(zhuǎn)電壓為U1，若粒子飛出電場時(shí)偏轉(zhuǎn)角為θ,則拓展延伸考點(diǎn)2帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)拓展延伸結(jié)論：動(dòng)能一定時(shí)，tanθ與q成正比，電荷量相同時(shí)tanθ與動(dòng)能成反比。（2）粒子從靜止開始經(jīng)加速電場U0加速后再進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場則有：可解得：結(jié)論：粒子的偏轉(zhuǎn)角與粒子的q、m無關(guān)，僅取決于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場。結(jié)論：動(dòng)能一定時(shí)，tanθ與q成正比，電荷量相同時(shí)tanθ與2.粒子在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)時(shí)的兩個(gè)結(jié)論（1）以初速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場作粒子速度的反向延長線，設(shè)交于O點(diǎn)，O點(diǎn)與電場邊緣的距離為x，則結(jié)論：粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時(shí)，就像是從極板間的處沿直線射出。2.粒子在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)時(shí)的兩個(gè)結(jié)論（2）經(jīng)加速電場加速再進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場：若不同的帶電粒子都是從靜止經(jīng)同一加速電壓U0加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的，則偏移量：偏轉(zhuǎn)角正切：結(jié)論：無論帶電粒子的m、q如何，只要經(jīng)過同一加速電場加速，再垂直進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場，它們飛出的偏移量y和偏轉(zhuǎn)角θ都是相同的，也就是運(yùn)動(dòng)軌跡完全重合。（2）經(jīng)加速電場加速再進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場：若不同的帶電粒子都【典例透析2】如圖所示，真空中水平放置的兩個(gè)相同極板Y和Y′長為L，相距d，足夠大的豎直屏與兩板右側(cè)相距b。在兩板間加上可調(diào)偏轉(zhuǎn)電壓UYY′，一束質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子（不計(jì)重力）從兩板左側(cè)中點(diǎn)A以初速度v0沿水平方向射入電場且能穿出?！镜淅肝?】如圖所示，真空中水平放置的兩個(gè)相同極板Y和Y′（1）證明粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心O點(diǎn)；（2）求兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓UYY′的范圍；（3）求粒子可能到達(dá)屏上區(qū)域的長度。（1）證明粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中【解題探究】（1）帶電粒子在兩極板之間的電場中做___________。（2）當(dāng)兩極板間所加的電壓最大時(shí)，帶電粒子恰好從_________________。（3）帶電粒子到達(dá)屏上區(qū)域邊緣對應(yīng)極板間所加的電壓_____。類平拋運(yùn)動(dòng)極板的右邊緣飛出最大【解題探究】（1）帶電粒子在兩極板之間的電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)極【解析】（1）設(shè)粒子在運(yùn)動(dòng)過程中的加速度大小為a，離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)偏轉(zhuǎn)距離為y，沿電場方向的速度為vy，偏轉(zhuǎn)角為θ，其反向延長線通過O點(diǎn)，O點(diǎn)與板右端的水平距離為x，則有①L=v0t②vy=at，聯(lián)立可得即粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心O點(diǎn)?！窘馕觥浚?）設(shè)粒子在運(yùn)動(dòng)過程中的加速度大小為a，離開偏（2）③④由①②③④式解得當(dāng)時(shí)，則兩板間所加電壓的范圍為（2）（3）當(dāng)時(shí)，粒子在屏上側(cè)向偏移的距離最大，設(shè)其大小為y0，則y0=y+btanθ又解得：故粒子在屏上可能到達(dá)的區(qū)域的長度為答案：（1）見解析（2）（3）（3）當(dāng)時(shí)，粒子在屏上側(cè)向偏移的距離最大，【總結(jié)提升】確定粒子打到屏上的位置離屏中心的距離y′的三種方法（1）（2）y′=y+btanθ（3）其中是應(yīng)用上例第（1）問的結(jié)論得出的，一般不直接用于計(jì)算題的求解過程?！究偨Y(jié)提升】確定粒子打到屏上的位置離屏中心的距離y′的【變式訓(xùn)練】如圖所示，A板發(fā)出的電子經(jīng)加速后，水平射入水平放置的兩平行金屬板間，金屬板間所加的電壓為U，電子最終打在熒光屏P上，關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)，則下列說法中正確的是()【變式訓(xùn)練】如圖所示，A板發(fā)出的電子經(jīng)加速后，水平射入水平放A.滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，其他不變，則電子打在熒光屏上的位置上升B.滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí)，其他不變，則電子打在熒光屏上的位置上升C.電壓U增大時(shí)，其他不變，則電子打在熒光屏上的速度大小不變D.電壓U增大時(shí)，其他不變，則電子從發(fā)出到打在熒光屏上的時(shí)間變大A.滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，其他不變，則電子打在熒光屏上的位置上【解析】選B。電子加速有電子偏轉(zhuǎn)有滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng),U0增大,y減小，A錯(cuò)誤，B正確；兩電場對電子做的功為U增大，y增大，則W增大，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電子在加速電場中勻加速時(shí)間不變，在偏轉(zhuǎn)電場中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間也不變，所以運(yùn)動(dòng)總時(shí)間不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。【解析】選B。電子加速有電子偏轉(zhuǎn)有【變式備選】如圖所示為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出（初速度可忽略不計(jì)），經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中（偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強(qiáng)電場），電子進(jìn)入M、N間電場時(shí)的速度與電場方向垂直，電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場后打在熒光屏上的P點(diǎn)。已知M、N兩板間的電壓為U2，兩板間的距離為d，板長為L，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子受到的重力及它們之間的相互作用力?！咀兪絺溥x】如圖所示為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出（1）求電子穿過A板時(shí)速度的大??；（2）求電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時(shí)的側(cè)移量；（3）若要使電子打在熒光屏上P點(diǎn)的上方，可采取哪些措施？（1）求電子穿過A板時(shí)速度的大?。弧窘馕觥浚?）設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0，由動(dòng)能定理解得（2）電子以速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后，垂直于電場方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度為E，電子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，加速度為a，電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的側(cè)移量為y。

【解析】（1）設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0，由動(dòng)能定由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式F=ma,F=eE,解得：（3）由可知，減小U1和增大U2均可使y增大，從而使電子打在P點(diǎn)上方。答案：（1）（2）（3）減小加速電壓U1或增大偏轉(zhuǎn)電壓U2由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式考點(diǎn)3勻強(qiáng)電場與重力場的綜合問題【考點(diǎn)解讀】分析粒子運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)觀點(diǎn)1.用動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)（1）由于勻強(qiáng)電場中帶電粒子所受靜電力和重力都是恒力，可用正交分解法。（2）類似于處理偏轉(zhuǎn)問題，將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分解為正交的簡單直線運(yùn)動(dòng)，化繁為簡。解題技巧考點(diǎn)3勻強(qiáng)電場與重力場的綜合問題解題技巧（3）綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式，注意受力分析要全面，特別注意重力是否需要考慮的問題，另外要注意運(yùn)動(dòng)學(xué)公式里包含物理量的正負(fù)號(hào)，即其矢量性。2.用能量的觀點(diǎn)來分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)（1）運(yùn)用能量守恒定律，注意題目中有哪些形式的能量出現(xiàn)。（2）運(yùn)用動(dòng)能定理，注意過程分析要全面，準(zhǔn)確求出過程中的所有功，判斷選用分過程還是全過程使用動(dòng)能定理。（3）綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式，注意受力分析【典例透析3】在足夠長的粗糙絕緣板A上放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的小滑塊B。用手托住A置于方向水平向左、場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場中，此時(shí)A、B均能靜止，如圖所示。現(xiàn)將絕緣板A從圖中位置P垂直電場線移至位置Q，發(fā)現(xiàn)小滑塊B相對于A發(fā)生了運(yùn)動(dòng)。為研究方便可以將絕緣板A的運(yùn)動(dòng)簡化成先勻加速接著勻減速到靜止的過程。測量發(fā)現(xiàn)豎直方向加速的時(shí)間為0.8s，減速的時(shí)間為0.2s。P、Q位置高度差為0.5m。已知?jiǎng)驈?qiáng)電場的場強(qiáng)A、B之間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,g取10m/s2。求：【典例透析3】在足夠長的粗糙絕緣板A上放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量（1）絕緣板A加速和減速的加速度大小分別為多大？（2）滑塊B最后停在離出發(fā)點(diǎn)水平距離為多大處？（1）絕緣板A加速和減速的加速度大小分別為多大？【解題探究】（1）開始時(shí)A、B能保持相對靜止，說明電場力_____最大靜摩擦力，此時(shí)B對A的壓力_____mg。（2）B相對于A滑動(dòng)，說明電場力_____摩擦力，此時(shí)B對A的壓力_____mg。說明絕緣板A向上做___________。小于等于大于小于勻減速運(yùn)動(dòng)【解題探究】（1）開始時(shí)A、B能保持相對靜止，說明電場力小于【解析】（1）設(shè)絕緣板A勻加速和勻減速的加速度大小分別為a1和a2，其時(shí)間分別為t1和t2，P、Q高度差為h，則有a1t1=a2t2解得a1=1.25m/s2，a2=5m/s2。【解析】（1）設(shè)絕緣板A勻加速和勻減速的加速度大小分別為（2）研究滑塊B，在絕緣板A上勻減速的過程中，由牛頓第二定律可得豎直方向：mg-FN=ma2水平方向：Eq-μFN=ma3解得a3=0.1g=1m/s2在這個(gè)過程中滑塊B的水平位移大小為（2）研究滑塊B，在絕緣板A上勻減速的過程中，由牛頓第二定律在絕緣板A靜止后，滑塊B將沿水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a4，有μmg-Eq=ma4，得a4=0.1g=1m/s2該過程中滑塊B的水平位移大小為x4=x3=0.02m最后滑塊B靜止時(shí)離出發(fā)點(diǎn)的水平距離x=x4+x3=0.04m。答案：（1）1.25m/s25m/s2（2）0.04m在絕緣板A靜止后，滑塊B將沿水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大【變式訓(xùn)練】如圖，在水平方向的勻強(qiáng)電場中有一表面光滑、與水平面成45°角的絕緣直桿ab，其下端（b端）距地面高度h=0.8m。一質(zhì)量為1kg的帶電小環(huán)套在直桿上，正以某速度沿桿勻速下滑，小環(huán)離桿后正好通過b端的正下方c點(diǎn)處。（取b為零勢能點(diǎn)，g取10m/s2）求：【變式訓(xùn)練】如圖，在水平方向的勻強(qiáng)電場中有一表面光滑、與水平（1）小環(huán)離開直桿后運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向。（2）小環(huán)在直桿上運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能。（3）小環(huán)從b到c運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能最小值。（1）小環(huán)離開直桿后運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向。【解析】（1）小環(huán)沿ac桿勻速下滑，受力分析圖如圖所示，小環(huán)共受3個(gè)力，合力為零，則qE=mg,小環(huán)離開直桿后，只受重力和電場力，方向垂直于桿斜向下?！窘馕觥浚?）小環(huán)沿ac桿勻速下滑，受力分析圖如圖所示，（2）小環(huán)離開桿做類平拋運(yùn)動(dòng)：平行桿方向做勻速運(yùn)動(dòng)，垂直桿方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，小環(huán)在直桿上運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能：由以上三式解得：Ek=2J（2）小環(huán)離開桿做類平拋運(yùn)動(dòng)：（3）根據(jù)能量守恒，機(jī)械能為E=Ek-Ep當(dāng)電勢能最大時(shí)，機(jī)械能最小。當(dāng)帶電小環(huán)在電場力方向的速度為零時(shí)，電勢能最大，此時(shí)的電勢能等于克服電場力所做的功，即解得：Epm=1J所以機(jī)械能的最小值為E=1J答案：（1）方向垂直于桿斜向下（2）2J（3）1J（3）根據(jù)能量守恒，機(jī)械能為E=Ek-Ep【資源平臺(tái)】帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng)

制備納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為d的兩平行極板，如圖甲所示。加在極板A、B間的電壓UAB做周期性變化，其正向電壓為U0，反向電壓為-kU0(k＞1)，