1、電場專題一、復(fù)習(xí)舊知熟練應(yīng)所學(xué)電場的性質(zhì)，帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動問題。理解電場線，電勢、等勢面，電場線與等勢面之間的關(guān)系的一些性質(zhì)容器的電容，掌握平行板 電容器的電容的決定因素.二、重難、考點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動。教學(xué)難點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動。三、考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動，示波管的分析。1、帶電粒子的加速（1）動力學(xué)分析：帶電粒子沿與電場線平行方向進(jìn)入電場，受到的電場力與運(yùn)動方向在同一直線 上，做加（減）速直線運(yùn)動，如果是勻強(qiáng)電場，則做勻加（減）速運(yùn)動。（2）功能關(guān)系分析：粒子只受電場力作用，動能變化量等于電勢能的變化量。（初21,1, 速度為零）：qU =

2、 mvmv此式運(yùn)用于一切電場.2 23 .帶電粒子的偏轉(zhuǎn)（1）動力學(xué)分析：帶電粒子以速度/垂直于電場線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場中， 受到恒定的與初速度方向成90。角的電場力作用而做勻變速曲線運(yùn)動（類平拋運(yùn)動）.（2）運(yùn)動的分析方法（看成類平拋運(yùn)動）：沿初速度方向做速度為vo的勻速直線運(yùn)動.沿電場力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動.如困所示，兩板間電勢差為U,相距為d,板長為L.一正離子q以平行于極板的速度均射入電場 中，在電場中受到電場力而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電荷的偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角。為多少？電荷在豎直方向做句加速直線運(yùn)動，受到的力F=Eq = Uq/d由牛頓第二定律，加速度g = F/m

3、= Uq/mdw 工 + + + + + +水平方向做勻速運(yùn)動，由七二均1得，=1，0T帶電離子在離開電場時，豎直方向的分速度：="=也離子離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角度8可由下式確定：tan® = ± = v0 巾6 d電荷射出電場時的速度的反向延長線交兩板中心水平線上的位置確定：如圖所示，設(shè)交點(diǎn)P到右端Q的距離為x,則由幾何關(guān)系得：tan<9 = y/xy _ qL：U / 2 扇 d _ 1tan。 qLU /mvd 2倜轉(zhuǎn)電極圖 I -8-24 .示波管的原理（1）構(gòu)造及功能如圖所示電子槍：發(fā)射并加速電子.偏轉(zhuǎn)電極yy ：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)（加信號電壓）xx

4、 ：使電子束水平偏轉(zhuǎn)（加掃描電壓）.熒光屏.（2）工作原理如圖偏轉(zhuǎn)電極xx和rr不加電壓，電子打到屏幕中心；若電壓只加xx ,只有x方向偏;若電壓 只加rr,只有），方向偏；若xx加掃描電壓，丫丫加信號電壓，屏上會出現(xiàn)隨信號而變化的圖象.四、例題講解【例1】：已知如圖，點(diǎn)電荷A、8的電荷分別為Qa、Qb，0A=OB,都用長L的絲線懸掛在。點(diǎn)。靜止時A、8相距為"。若將A的電荷量增大到3Q八，重新平衡時月8間距離將是多大？【對應(yīng)練習(xí)1】：如圖所示，豎直絕緣墻壁上的。處有一固定的質(zhì)點(diǎn)A,在。正上方的P點(diǎn)用絲線 懸掛另一質(zhì)點(diǎn)以 A、8兩質(zhì)點(diǎn)因?yàn)閹щ姸嗷ヅ懦?，致使懸線與豎直方向成6角。由于

5、漏電使A、B兩質(zhì)點(diǎn)的帶電量逐漸減少，在電荷漏完之前，懸線對懸點(diǎn)P的拉力大?。ǎ〢.保持不變B.先變小后變大C.逐漸減小D.逐漸增大【例2】：處在如圖所示的四種電場中P點(diǎn)的帶電粒子，由靜止釋放后只受電場力作用，其加速度一定變大的是（）【對應(yīng)練習(xí)2】：如圖所示，帶箭頭的線段表示某一電場中的電場線的分布情況.一帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡如圖中虛線所示.若不考慮其他力，則下列判斷中正確的是（A,若粒子是從A運(yùn)動到8,則粒子帶正電：若粒子是從B運(yùn)動到A,則粒子帶負(fù)電B.不論粒子是從A運(yùn)動到8,還是從B運(yùn)動到A,粒子必帶負(fù)電C.若粒子是從8運(yùn)動到A,則其加速度減小D.若粒子是從8運(yùn)動到A,則其速度減小例3

6、：如圖所示，三個同心圓是同一個點(diǎn)電荷周用的三個等勢面，已知這三個圓的半徑成等差數(shù)列，A、8、C分別是這三個等勢而上的點(diǎn)，且這三點(diǎn)在同一條電場線上，A、。兩點(diǎn)的電勢依次為9A=10V和9c=2V,則B點(diǎn)的電勢是（）/ _ 、A、一定等于6VB、一定低于6V/廠、 'C、一定高于6VD、無法確定' i '、'、-/ : 、 ，/-、 一 ”,、J -【對應(yīng)練習(xí)3】：某電場中等勢面分布如圖所示，圖中虛線表示等勢面，過兩點(diǎn)的等勢面電勢分別為40 V和10匕 則4、連線的中點(diǎn)C處的電勢應(yīng)（）A、肯定等于25VB、大于25VC、小于25VD、可能等于25V【例4】：如圖a,

7、 b, c是一條電場線上的三個點(diǎn)，電場線的方向由。到c, 、間的距離等于反C間的距離。用仰、9b、伙和E”反、旦分別表示“、b、。三點(diǎn)的電勢和電場強(qiáng)度，可以斷定（）A、（pa>（pb>cB、 Ea>Eb>Eca h 。 Ec、（pa <Pb =<Pb （PcD、Ea =Eb =EC【對應(yīng)練習(xí)4】：A8連線是某電場中的一條電場線，一正電荷從A點(diǎn)處自由釋放，電荷僅在電場力 作用下沿電場線從A點(diǎn)到8點(diǎn)運(yùn)動過程中的速度圖象如圖所示，比較A、8兩點(diǎn)電勢。的高低和場 強(qiáng)七的大小，下列說法中正確的是（ ） 4 /Cx 9八(08, Ea>EhD、<pA<

8、(pnf Ea <Eb【例5：已知48。處于勻強(qiáng)電場中。將一個帶電量夕=2義10怔的點(diǎn)電荷從a移到8的過程中， 電場力做功M=-1.2X10"：再將該點(diǎn)電荷從B移到C,電場力做功1%= 6X10"。己知A點(diǎn)的電勢 /=5匕則從 C兩點(diǎn)的電勢分別為丫和Vo試在右圖中畫出通過A點(diǎn)的電場線，【對應(yīng)練習(xí)5】：圖中A、B、C、。是勻強(qiáng)電場中一正方形的四個頂點(diǎn)，已知A、B、。三點(diǎn)的電勢分別為夕八=15匕 "=3匕 叱=-3匕 由此可得。點(diǎn)電勢”=V【例6】：如圖光滑絕緣細(xì)桿與水平面成6角固定，桿上套有一帶正電的小球，質(zhì)量為，小帶電荷 量為4.為使小球靜止在桿上，可加一勻

9、強(qiáng)電場.所加電場的場強(qiáng)滿足什么條件時，小球可在桿上保 持靜止（ ）A.垂直于桿斜向上，場強(qiáng)大小為坐詈B.豎直向上，場強(qiáng)大小為呼q洛一C.垂直于桿斜向下，場強(qiáng)大小為座詈D.水平向右，場強(qiáng)大小為經(jīng)詈【對應(yīng)練習(xí)6】：長為L、傾角為。的光滑絕緣斜而處于電場中，一帶電量為+小質(zhì)量為，的小球, 以初速度W從斜面底端A點(diǎn)開始沿斜而上滑，當(dāng)?shù)竭_(dá)斜而頂端3點(diǎn)時，速度仍為依，則（A. A、5兩點(diǎn)間的電壓一定等于竺空B.小球在8點(diǎn)的電勢能一定大于在A點(diǎn)的電勢能C.若電場是勻強(qiáng)電場，則該電場的電場強(qiáng)度的最大值一定為駕 qD.如果該電場由斜而中點(diǎn)正上方某處的點(diǎn)電荷產(chǎn)生，則該點(diǎn)電荷必為負(fù)電荷例7：如圖所示，水平面絕緣且光

10、滑，彈簧左端固定，右端連一輕質(zhì)絕緣擋板，空間存在著水 平方向的勻強(qiáng)電場，一帶電小球在電場力和擋板壓力作用下靜止.若突然將電場反向，則小球加速 度的大小隨位移才變化的關(guān)系圖象可能是下圖中的（ ）a.電場強(qiáng)度的大小人一B.電場強(qiáng)度的大小公幽幽【對應(yīng)練習(xí)7】：如圖所示，兩塊長均為L的平行金屬板M、N與水平而成a角放置在同一豎直平 而，充電后板間有勻強(qiáng)電場。一個質(zhì)量為八帶電量為g的液滴沿垂直于電場線方向射入電場，并 沿虛線通過電場。下列判斷中正確的是（ ）C.液滴離開電場時的動能增量為-吆4”。D.液滴離開電場時的動能增量為-mg/R力夕【例8】：如圖所示，在平行板電容器正中有一個帶電微粒。K閉合時，

11、該微粒恰好能保持靜止。在（1）保持K閉合：（2）充電后將K斷開：兩種情況下，各用什么方法能使該帶電微粒向上運(yùn)動打 到上極板？A、上移上極板渺B、上移下極板NC、左移上極板MD、把下極板N接地【對應(yīng)練習(xí)8： 一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地，在兩極板間有一正電荷（電量 很?。┕潭ㄔ谑c(diǎn)，如圖所示，以E表示兩極板間的場強(qiáng)，U表示電容器的電壓，W表示正電荷在 P點(diǎn)的電勢能。若保持負(fù)極板不動，將正極板移到圖中虛線所示的位置，則（）A、U變小，石不變 B、E變大，卬變大 C、U變小，W不變 D、U不變，W不變【對應(yīng)練習(xí)8】：如圖所示，四個定值電阻的阻值相同都為H,開關(guān)K閉合時，有一質(zhì)量為,帶電

12、 量為g的小球靜止于平行板電容器板間的中點(diǎn)現(xiàn)在把開關(guān)K斷開，此小球向一個極板運(yùn)動，并 與此極板相碰，碰撞時無機(jī)械能損失，碰撞后小球恰能運(yùn)動到另一極板處，設(shè)兩極板間的距離為乩 電源內(nèi)阻不計(jì)，試計(jì)算：電源電動勢£rT IrT小球和電容器一個極板碰撞后所帶的電量/ o一u=4 r +R例9：如圖所示，在豎直放置的光滑半圓形絕緣細(xì)管的圓心0處放一個點(diǎn)電荷，將一個質(zhì)量為 小、帶電荷量為9的小球從圓弧管的端點(diǎn)A處由靜止釋放，小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)8處時，對管壁 恰好無壓力，則處于圓心。處的電荷在AB弧中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度的大小為（ ）B. E=皿 qD.無法計(jì)算【對應(yīng)練習(xí)9】：如圖所示，在重力加速度為

13、g的空間，有一個帶電量為+ Q的點(diǎn)電荷固定在。點(diǎn),點(diǎn)8、。為以。為圓心，半徑為R的豎直圓周上的兩點(diǎn)，點(diǎn)A、B、0在同一豎直線上，AB = R, 點(diǎn)0、。在同一水平線上.現(xiàn)在有一質(zhì)量為電荷量為一夕的有孔小球，沿光滑絕緣細(xì)桿AC從A 點(diǎn)由靜止開始滑下，滑至。點(diǎn)時速度大小為向左，下列說法正確的是：（A、從點(diǎn)A到點(diǎn)C小球做勻加速運(yùn)動B、兩點(diǎn)反A間的電勢差為竺少2夕C、從點(diǎn)A到點(diǎn)C小球的機(jī)械能守恒D、若從點(diǎn)A自由釋放，則小球下落到3點(diǎn)時的速度大小為國F【例10：如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)電場中有一絕緣的光滑離心軌道，一個帶負(fù)電的小球從斜 軌道上的A點(diǎn)由靜止釋放，沿軌道滑下，已知小球的質(zhì)量為加，電量為一夕

14、，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小 為E,斜軌道的傾角為。（小球的重力大于所受的電場力）0（1）、求小球沿斜軌道下滑的加速度的大??；（2）、若使小球通過圓軌道頂端的8點(diǎn)時不落下來，求A點(diǎn)距水平地面的高度。至少應(yīng)為多大？（3）、若小球從斜軌道/? = 5R處由靜止釋放。假設(shè)其能夠通過B點(diǎn)，求在此過程中小球機(jī)械能的 改變量？【對應(yīng)練習(xí)10：如圖所示，一半徑為R的絕緣圓形軌道豎直放置，圓軌道最低點(diǎn)與一條水平軌道 相連，軌道都是光滑的.軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為£從水平軌道上的A點(diǎn) 由靜止釋放一質(zhì)量為6的帶正電的小球，為使小球剛好在圓軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動，求釋放點(diǎn)A距圓軌道最低點(diǎn)8的距離s.已

15、知小球受到的電場力大小等于小球重力的上倍. 4【例11：如圖所示，水平放置的平行板電容器，原來兩板不帶電，上極板接地，它的極板長L = 0.l"?, 兩板間距離d =0.4a，有一束相同微粒組成的帶電粒子流從兩板中央平行極板射入，由于重力作 用微粒能落到下板上，已知微粒質(zhì)量2 = 2x10",電量4 = 1x10-%,電容器電容為。=10乩/ 求：（1）為使第一粒子能落點(diǎn)范圍在下板中點(diǎn)到緊靠邊緣的3點(diǎn)之內(nèi)，則微粒入射速度%應(yīng)為多少?（2）以上述速度入射的帶電粒子，最多能有多少落到下極板上？屏【對應(yīng)練習(xí)11】：兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板如圖所示，大量電子(質(zhì)量八電量e)由靜止開

16、始, 經(jīng)電壓為4的電場加速后，連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入兩板之間。當(dāng)兩板均不帶 電時，這些電子通過兩板之間的時間為35當(dāng)在兩板間加如圖所示的周期為2d 幅值恒為4的周 期性電壓時，恰好能使所有電子均從兩板間通過。問：(1)這些電子通過兩板之間后，側(cè)向位移的最大值和最小值分別是多少？ (2)側(cè)向位移分別為最大值和最小值的情況下，電子在剛穿出兩板之間時的動能之比為多少？五、課后練習(xí)1、如圖所示，M、N兩點(diǎn)分別放置兩個等量種異電荷，A為它們連線的中點(diǎn)，8為連線上靠近N的一點(diǎn)，C為連線中垂線上處于A點(diǎn)上方的一點(diǎn)，在A、B、C三點(diǎn)中（）A、場強(qiáng)最小的點(diǎn)是A點(diǎn)，電勢最高的點(diǎn)是8點(diǎn)B、場強(qiáng)最小

17、的點(diǎn)是A點(diǎn),電勢最高的點(diǎn)是。點(diǎn)C、場強(qiáng)最小的點(diǎn)是。點(diǎn),電勢最高的點(diǎn)是8點(diǎn)D、場強(qiáng)最小的點(diǎn)是C點(diǎn),電勢最高的點(diǎn)是A點(diǎn)2、如圖所示，平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電池連接，處有一電荷量非常小的點(diǎn)電荷，S是閉合的，外 表示點(diǎn)的電勢，F(xiàn)表示點(diǎn)電荷受到的電場力.現(xiàn)將電容器的8板向下稍微移動，使兩板間的距離增 大，則（ ）A、仰變大，尸變大 B、如變大，尸變小 C、外不變，尸不變 D、9a不變，F(xiàn)變小2、如圖所示，虛線、2和C是某靜電場中的三個等勢面,它們的電勢分別為外、”和外，<Pa><Pb>/，一帶正電的粒子射入電場中，其運(yùn)動軌跡如實(shí)線KLWN所示，由圖可知（）A、粒子從K到L的過程中

18、，電場力做負(fù)功B、粒子從L到M的過程中，電場力做負(fù)功C、粒子從K到L的過程中，靜電勢能增加D、粒子從L到M的過程中，動能減小3、如圖所示，從F處釋放一個無初速的電子向8極方向運(yùn)動，指出下列對電子運(yùn)動的描述中哪句是錯誤的（設(shè)電源電動勢為U）（）A、電子到達(dá)8板時的動能是UWC、電子到達(dá)。板時動能是34A BDB、電子從8板到達(dá)。板動能變化量為零D、電子在A板和。板之間做往復(fù)運(yùn)動4、在圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，充電后的平行板電容器的A極板與靈敏的靜電計(jì)相接，極板3接地,若極板8稍向上移動一點(diǎn)，由觀察到靜電計(jì)指針的變化，作出電容器電容變小的依據(jù)是（）A、兩極間的電壓不變，極板上電荷量變小B、兩極間的電壓不

19、變，極板上電荷量變大C、極板上的電荷量幾乎不變，兩極間的電壓變小D、極板上的電荷量幾乎不變，兩極間的電壓變大5、如圖所示，電子在電勢差為口的加速電場中由靜止開始運(yùn)動，然后射入電勢差為S的兩塊平行極板間的電場中，射入方向跟極板平行，整個裝置處在真空中, 重力可忽略，在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角。變大的是A、5變大、S變大 B、5變小、S變大 C、S變大、5變小 D、3變小、5變小 6、如圖所示，AB. CO為一圓的兩條直徑，且互相垂直，。點(diǎn)為圓心，空間存在一未知靜電場，方向與圓周所在平面平行，現(xiàn)有一電子，在電場力作用下（重力不計(jì)），先從A點(diǎn)運(yùn)動至。點(diǎn)，動能減少了 W;又從C點(diǎn)運(yùn)動至3點(diǎn)，動能增加了 W,那么關(guān)于此空間存在的靜電場可能是；（A、方向垂直于48并由。指向C的勻強(qiáng)電場,B、方向垂直于A8并由。指向。的勻強(qiáng)電場,C、位于0點(diǎn)的正點(diǎn)電荷形成的電場,D、位于。點(diǎn)的正點(diǎn)電荷形成的電場c6、如圖所示，兩個帶等量的正電荷的小球A、8（可視為點(diǎn)電荷），被固定在光滑的絕緣的水平面上, 尸、N是小球A、8的連線的水平中垂線上的兩點(diǎn)，且尸。=。叱現(xiàn)將一個電荷量很