開始逐點清(一)平行板電容器的動態(tài)分析(提能點優(yōu)化)010203目錄逐點清(二)帶電粒子(體)在電場中的直線運動(重難點疏通)逐點清(三)帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)(重難點疏通)第三講電容器

帶電粒子(體)在電場中的運動第1課時“電容器、帶電粒子在電場中運動”的基本知能(系統(tǒng)知能課)|綱舉目張|·|精要回顧|

[微點判斷](1)電容器所帶的電荷量是指每個極板所帶電荷量的代數(shù)和。

()(2)電容器的電容與電容器所帶電荷量成反比。

()(3)放電后的電容器電荷量為零，電容也為零。

()(4)帶電粒子在勻強電場中只能做類平拋運動。

()(5)帶電粒子在電場中，只受電場力時，也可以做勻速圓周運動。

()(6)示波管屏幕上的亮線是由于電子束高速撞擊熒光屏而產(chǎn)生的。

()(7)帶電粒子在電場中運動時重力一定可以忽略不計。

()××××√√×|關(guān)鍵知能|·|升維學(xué)習(xí)|

逐點清(一)平行板電容器的動態(tài)分析(提能點優(yōu)化)

電容器與電源斷開1．如圖所示，平行板電容器充電后與電源斷開，正極板接地，兩板間有一個帶負電的試探電荷固定在P點。靜電計的金屬球與電容器的負極板連接，外殼接地。以E表示兩板間的電場強度，φ表示P點的電勢，Ep表示該試探電荷在P點的電勢能，θ表示靜電計指針的偏角。若保持負極板不動，將正極板緩慢向右平移一小段距離(靜電計所帶電荷量可忽略不計)，各物理量變化情況描述正確的是

(

)A．E增大，φ降低，Ep減小，θ增大B．E不變，φ降低，Ep增大，θ減小C．E不變，φ升高，Ep減小，θ減小D．E減小，φ升高，Ep減小，θ減小答案：C

電容器與電源連接2一位同學(xué)用底面半徑為r的圓桶形塑料瓶制作了一種電容式傳感器，用來測定瓶內(nèi)溶液深度的變化。如圖所示，瓶的外壁涂有一層導(dǎo)電涂層和瓶內(nèi)導(dǎo)電溶液構(gòu)成電容器的兩極，它們通過探針和導(dǎo)線與電源、電流計、開關(guān)相連，中間層的塑料為絕緣電介質(zhì)，其厚度為d，相對介電常數(shù)為εr。若發(fā)現(xiàn)在某一小段時間t內(nèi)有大小為I的電流從下向上流過電流計，電源電壓恒定為U，則瓶內(nèi)液面的高度

(

)答案：C

電容器與二極管連接3.(2023·常州模擬)如圖所示，平行板電容器與直流電源、理想二極管連接，電源負極接地。初始電容器不帶電，閉合開關(guān)，電路穩(wěn)定后，一帶電油滴位于電容器中的P點且處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是(

)A．將上極板下移，則P點的電勢不變B．將下極板上移，則P點的電勢降低C．減小極板間的正對面積，P點的電勢降低D．減小極板間的正對面積，帶電油滴仍然保持靜止答案：B

1．平行板電容器動態(tài)的分析思路續(xù)表2．平行板電容器兩類動態(tài)分析的比較逐點清(二)帶電粒子(體)在電場中的直線運動(重難點疏通)1．電場中重力的處理方法(1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等微觀粒子，除有說明或明確暗示外，一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)。(2)帶電體：如塵埃、液滴、小球等，除有特殊說明或明確暗示外，一般都不能忽略重力。[典例]

(2023·蘇州模擬)如圖所示，固定的光滑絕緣斜面OM與光滑絕緣水平面MN平滑連接，斜面OM長度L＝4.0m，傾角θ＝37°，斜面和水平面所在空間存在著平行于斜面向上的勻強電場?，F(xiàn)有質(zhì)量為m＝1kg、帶電量為q＝2.0×10－3C的帶正電的小滑塊(可視為質(zhì)點)從O點以v＝6m/s的速度沿斜面勻速下滑，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則小滑塊在水平面MN運動的最大位移為

(

)A．1.75m B．2.25mC．3.75m D．4.25m[答案]

C[規(guī)律方法]電場中直線運動問題的解題流程題點1帶電粒子在電場中的加速1.當今醫(yī)學(xué)上對某些腫瘤采用質(zhì)子療法進行治療，該療法用一定能量的質(zhì)子束照射腫瘤殺死癌細胞?，F(xiàn)用一直線加速器來加速質(zhì)子，使其從靜止開始被加速到1.0×107m/s。已知加速電場的場強為1.3×105N/C，質(zhì)子的質(zhì)量為1.67×10－27kg，電荷量為1.6×10－19C，則下列說法正確的是

(

)A．加速過程中質(zhì)子電勢能增加B．質(zhì)子所受到的電場力約為2×10－15NC．質(zhì)子加速需要的時間約為8×10－6sD．加速器加速的直線長度約為4m答案：D

答案：A(1)PQ兩板電勢差UPQ；(2)欲使小球不與下板Q接觸，t的最大值；(3)當t取(2)最大值，為使小球不與P板接觸，當小球返回O點時，改變PQ兩板電勢差，PQ兩板電勢差UPQ′滿足的條件。逐點清(三)帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)(重難點疏通)

1．偏轉(zhuǎn)的一般規(guī)律3．偏轉(zhuǎn)問題的處理方法[答案]

C[解析]由于不知道兩粒子的電性，故不能確定M板和N板的電勢高低，A錯誤；根據(jù)題意，垂直M板向右的粒子，到達N板時速度增加，動能增加，則電場力做正功，電勢能減??；平行M板向下的粒子到達N板時電場力也做正功，電勢能同樣減小，B錯誤；設(shè)兩板間距離為d，對于平行M板向下的粒子剛好從N板下端射出，在兩板間做類平拋運動，[規(guī)律方法]

帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)問題的分析條件分析不計重力，且?guī)щ娏Ｗ拥某跛俣葀0與電場方向垂直，則帶電粒子將在電場中只受電場力作用做類平拋運動運動分析利用運動的合成和分解進行求解①在垂直電場方向上做勻速直線運動，在這個方向上找出平行板的板長和運動時間等相關(guān)物理量②沿電場力方向做勻加速直線運動，在這個方向上找出加速度、偏轉(zhuǎn)位移、偏轉(zhuǎn)速度、偏轉(zhuǎn)角度等相關(guān)物理量題點1帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)1．如圖所示，真空中有一電子以速度v沿著與電場強度垂直的方向自O(shè)點進入勻強電場。以O(shè)為坐標原點建立直角坐標系，x軸垂直于電場方向，在x軸上取OA＝AB＝BC，分別自A、B、C作與y軸平行的線，跟電子的徑跡交于M、N、P三點，電子經(jīng)過M、N、P三點時，沿y軸的分速度分別為vM、vN、vP，則下列說法正確的是(

)A．vM∶vN∶vP＝1∶2∶3 B．vM∶vN∶vP＝1∶3∶5C．AM∶BN∶CP＝1∶2∶3 D．AM∶BN∶CP＝1∶3∶5答案：A解析：電子在電場中運動時，其水平方向為勻速直線運動，豎直方向為初速度為0的勻加速直線運動，由于OA＝AB＝BC，則OA、AB、BC三段的時間相等，在豎直方向由vy＝at知vM∶vN∶vP＝1∶2∶3，A正確，B錯誤；在豎直方向上，根據(jù)初速度為零的勻加速直線運動，在連續(xù)相等的時間內(nèi)位移之比為1∶3∶5，則AM∶BN∶CP＝1∶4∶9，故C、D錯誤。題點2生產(chǎn)生活中帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)的應(yīng)用2．噴墨打印機的結(jié)構(gòu)原理如圖所示，其中墨盒可以發(fā)出半徑為1×10－5m的墨汁微粒。此微粒經(jīng)過帶電室時被帶上負電，帶電的多少由計算機按字體筆畫高低位置輸入信號加以控制。帶電后的微粒以一定的初速度進入偏轉(zhuǎn)電場，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，打到紙上，顯示出字體。無信號輸入時，墨汁微粒不帶電，沿直線通過偏轉(zhuǎn)電場而注入回流槽流回墨盒。設(shè)偏轉(zhuǎn)極板長L1＝1.6cm，兩板間的距離d＝0.50cm，偏轉(zhuǎn)極板的右端到紙的距離L2＝2.4cm。若一個墨汁微粒的質(zhì)量為1.6×10－10kg，所帶電荷量為1.25×10－12C，以20m/s的初速度垂直于電場方向進入偏轉(zhuǎn)電場，打到紙上的點距原射入方向的距離是1.0mm(不計空氣阻力和墨汁微粒的重力，可以認為偏轉(zhuǎn)電場只局限在平行板電容器內(nèi)部，忽略邊緣電場的不均勻性) (

)A．墨汁從進入偏轉(zhuǎn)電場到打在紙上，做類平拋運動B．兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是