靜電屏蔽電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

第3講電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.靜電感應(yīng)：把金屬導(dǎo)體放在外電場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場(chǎng)力作用而__________，使導(dǎo)體的兩面出現(xiàn)等量的_____電荷，這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)；2．靜電平衡：當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動(dòng)_____時(shí)，導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)．3．靜電屏蔽：金屬殼或金屬網(wǎng)罩所包圍的區(qū)域，不受_____電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽．考點(diǎn)一靜電現(xiàn)象的解釋(考綱要求Ⅰ)發(fā)生遷移異種停止外部

4．靜電平衡的狀態(tài)導(dǎo)體中(包括表面)沒(méi)有電荷的

。定向移動(dòng)處處為零等勢(shì)面垂直外表面5．靜電平衡的特點(diǎn)

6．靜電現(xiàn)象的應(yīng)用(1)靜電屏蔽：處于靜電平衡的空腔導(dǎo)體，腔外電場(chǎng)對(duì)

不產(chǎn)生影響。(2)尖端放電：所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，與尖端上的

的現(xiàn)象。腔內(nèi)空間電荷中和1．在靜電場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是(

)

A．電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零的區(qū)域內(nèi)，電勢(shì)一定也處處為零

B．電場(chǎng)強(qiáng)度處處相同的區(qū)域內(nèi)，電勢(shì)一定也處處相同

C．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟等勢(shì)面垂直

D．電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向鞏固練習(xí)C2．將懸掛在細(xì)線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(nèi)(不和球壁接觸)，另有一個(gè)懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)電的小球B向C靠近，如圖下列說(shuō)法正確的是(

)A．A往左偏離豎直方向，B往右偏離豎直方向

B．A的位置不變，B往右偏離豎直方向

C．A往左偏離豎直方向，B的位置不變

D．A和B的位置都不變

B1．常見(jiàn)電容器

(1)組成：由兩個(gè)彼此_____又相互_____的導(dǎo)體組成．

(2)帶電荷量：一個(gè)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(guò)程，充電后電容器兩板帶上等量的__________，電容器中儲(chǔ)存________． 放電：使充電后的電容器失去電荷的過(guò)程，放電過(guò)程中________轉(zhuǎn)化為其他形式的能．

考點(diǎn)二常見(jiàn)電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系(考綱要求Ⅰ)絕緣靠近絕對(duì)值異種電荷電場(chǎng)能電場(chǎng)能2．電容(1)定義：電容器所帶的______Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值．(2)定義式：C＝________.(3)物理意義：表示電容器__________本領(lǐng)大小的物理量．(4)單位：法拉(F)1F＝_____μF＝1012pF

電荷量容納電荷1063．平行板電容器

(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，與兩板間的距離成反比．正對(duì)面積介電常數(shù)熱點(diǎn)一平行板電容器的動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析題1．如圖設(shè)兩極板正對(duì)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(

)

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，減小S，則θ變小

D．保持d不變，減小S，則θ不變鞏固練習(xí)A題2.如圖先接通S使電容器充電，然后斷開(kāi)S.當(dāng)增大兩極板間距離時(shí)，電容器所帶電荷量Q、電容C、兩極板間電勢(shì)差U、兩極板間場(chǎng)強(qiáng)E的變化情況是(

)

A．Q變小，C不變，U不變，E變小

B．Q變小，C變小，U不變，E不變

C．Q不變，C變小，U變大，E不變

D．Q不變，C變小，U變小，E變小

C題3(多選）．如圖兩塊平行金屬板正對(duì)著水平放置，兩板分別與電源正、負(fù)極相連．當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，一帶電液滴恰好靜止在兩板間的M點(diǎn)．則(

)A．當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，若減小兩板間距，液滴仍靜止B．當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，若增大兩板間距，液滴將下降C．開(kāi)關(guān)再斷開(kāi)后，若減小兩板間距，液滴仍靜止D．開(kāi)關(guān)再斷開(kāi)后，若增大兩板間距，液滴將下降BC題4.如圖平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)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，則(

)A．帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)

B．P點(diǎn)的電勢(shì)將降低

C．帶電油滴的電勢(shì)能將減小

D．若電容器的電容減小，則極板帶電荷量將增大B1.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速 帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入電場(chǎng)，帶電粒子將做________運(yùn)動(dòng)．有兩種分析方法：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(考綱要求Ⅱ)加(減)速2．帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)

(1)條件分析：帶電粒子垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)．

(2)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：_____________運(yùn)動(dòng)．

(3)處理方法：分解成相互____的兩個(gè)方向上的________，類(lèi)似于__________．

(4)運(yùn)動(dòng)規(guī)律： ①沿初速度方向做__________運(yùn)動(dòng)． ②沿電場(chǎng)方向，做初速度為零的_____________運(yùn)動(dòng)．勻變速曲線垂直直線運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)勻速直線勻加速直線帶電體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析方法熱點(diǎn)二帶電粒子(帶電體)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題題1．如圖所示，電子由靜止開(kāi)始從A板向B板運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B板的速度為v，保持兩板間電壓不變，則(

)

A．當(dāng)減小兩板間的距離時(shí)，速度v增大B．當(dāng)減小兩板間的距離時(shí)，速度v減小C．當(dāng)減小兩板間的距離時(shí)，速度v不變D．當(dāng)減小兩板間的距離時(shí)，電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變長(zhǎng)C鞏固練習(xí)題2.如圖水平放置的平行板電容器與一直流電源相連，在兩板中央有一帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)通過(guò)瞬間平移和緩慢平移兩種方法將A板移到圖中虛線位置。下列關(guān)于帶電液滴運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是(

)

A．上述兩種方法中，液滴都向B板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．采用瞬間平移的方法，液滴運(yùn)動(dòng)到B板經(jīng)歷的時(shí)間短C．采用緩慢平移的方法，液滴運(yùn)動(dòng)到B板時(shí)速度大D．采用緩慢平移的方法，液滴運(yùn)動(dòng)到B板過(guò)程中電場(chǎng)力做功多B題3．(2012·浙江聯(lián)考)如圖所示，在某一真空中，只有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和豎直向下的重力場(chǎng)，在豎直平面內(nèi)有初速度為v0的帶電微粒，恰能沿圖示虛線由A向B做直線運(yùn)動(dòng)。那么(

)A．微粒帶正、負(fù)電荷都有可能B．微粒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C．微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．微粒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B題3．(2012·課標(biāo)全國(guó)，18)如圖平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相連．若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過(guò)電容器，則在此過(guò)程中，該粒子(

)

A．所受重力與電場(chǎng)力平衡

B．電勢(shì)能逐漸增加

C．動(dòng)能逐漸增加

D．做勻變速直線運(yùn)動(dòng)BD題4．(多選)如圖在等勢(shì)面沿豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶負(fù)電的微粒以一定初速度射入電場(chǎng)，并沿直線AB運(yùn)動(dòng)，由此可知(

)A．電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)B．微粒在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能，在A點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能C．微粒在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能，在A點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能D．微粒在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和等于在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和ABD6．如圖所示，沿水平方向放置的平行金屬板a和b分別與電源的正負(fù)極相連，a、b板的中央沿豎直方向各有一個(gè)小孔，閉合開(kāi)關(guān)S后，帶正電的液滴從小孔正上方的P點(diǎn)由靜止自由落下，當(dāng)液滴穿過(guò)b板小孔到達(dá)a板小孔時(shí)速度為v1.現(xiàn)使a板不動(dòng)，在開(kāi)關(guān)S仍閉合或斷開(kāi)的情況下，b板向上或向下平移一小段距離，相同的液滴仍從P點(diǎn)自由落下，此時(shí)液滴到達(dá)a板小孔時(shí)速度為v2，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．若開(kāi)關(guān)S保持閉合，向下移動(dòng)b板，則v2>v1B．若開(kāi)關(guān)S保持閉合，則無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板，都有

v2＝v1C．若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再斷開(kāi)，向下移動(dòng)b板，則v2>v1

D．若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再斷開(kāi)，則無(wú)論向上或向下移動(dòng)

b板，都有v2<v1BC反思總結(jié)

1.帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)重力的處理(1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說(shuō)明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)。(2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說(shuō)明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。

2．帶電粒子在電場(chǎng)中的平衡

解題步驟：①選取研究對(duì)象，②進(jìn)行受力分析，注意電場(chǎng)力的方向特點(diǎn)。③由平衡條件列方程求解。

1.構(gòu)造 ①________，②偏轉(zhuǎn)極板，③熒光屏．(如圖6－3－1所示)圖6－3－1示波管(考綱要求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(méi)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(cè)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)變化的穩(wěn)定圖象．信號(hào)電壓掃描電壓中心信號(hào)電壓熱點(diǎn)三帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題題1．示波器是一種多功能電學(xué)儀器，它是由加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)組成。如圖電子在電壓為U1的電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始加速，然后射入電壓為U2的平行金屬板間的電場(chǎng)中，入射方向與極板平行，在滿(mǎn)足電子能射出平行電場(chǎng)區(qū)的條件下，下述情況一定能使電子偏轉(zhuǎn)角度θ變大的是(

)A．U1變大，U2變大 B．U1變小，U2變大C．U1變大，U2變小 D．U1變小，U2變小B題2(2013·廣東卷，15)

噴墨打印機(jī)的簡(jiǎn)化模型如圖所示，重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后，以速度v垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)飛入極板間，最終打在紙上，則微滴在極板間電場(chǎng)中(

)

A．向負(fù)極板偏轉(zhuǎn)

B．電勢(shì)能逐漸增大

C．運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線

D．運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電量無(wú)關(guān)CB題4．(2012·蘭州診斷)如圖一電子槍發(fā)射出的電子(初速度很小，可視為零)進(jìn)入加速電場(chǎng)加速后，垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，射出后偏轉(zhuǎn)位移為Y，要使偏轉(zhuǎn)位移增大，下列哪些措施是可行的(不考慮電子射出時(shí)碰到偏轉(zhuǎn)電極板的情況)(

)A．增大偏轉(zhuǎn)電壓UB．增大加速電壓U0C．增大偏轉(zhuǎn)極板間距離D．將發(fā)射電子改成發(fā)射負(fù)離子

AA3.求解帶電粒子偏轉(zhuǎn)問(wèn)題的思路 在示波管模型中，帶電粒子經(jīng)加速電場(chǎng)U1加速，再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)U2偏轉(zhuǎn)后，需再經(jīng)歷一段勻速直線運(yùn)動(dòng)才會(huì)打到熒光屏上而顯示亮點(diǎn)P，如圖所示．題6．如圖一價(jià)氫離子(H)和二價(jià)氦離子(He)的混合體，經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們(

)

A．同時(shí)到達(dá)屏上同一點(diǎn)

B．先后到達(dá)屏上同一點(diǎn)

C．同時(shí)到達(dá)屏上不同點(diǎn)

D．先后到達(dá)屏上不同點(diǎn)B題7.如圖在兩條平行的虛線內(nèi)存在著寬度為L(zhǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在與右側(cè)虛線相距也為L(zhǎng)處有一與電場(chǎng)平行的屏．現(xiàn)有一電荷量為＋q、質(zhì)量為m的帶電粒子(重力不計(jì))，以垂直于電場(chǎng)線方向的初速度v0射入電場(chǎng)中，v0方向的延長(zhǎng)線與屏的交點(diǎn)為O.試求：(1)粒子從射入到打到屏