第3課時電容器與電容帶電粒子在電場中運動1/33考點一平行板電容器動態(tài)問題分析2/333/33

【例1】

(·石家莊模擬)如圖所表示，平行板電容器與電動勢為E直流電源(內(nèi)阻不計)連接，下極板接地．一帶電油滴位于電容器中P點且恰好處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)將平行板電容器上極板豎直向上移動一小段距離，則(

)4/33A．帶電油滴將沿豎直方向向上運動B．P點電勢將降低C．帶電油滴電勢能將減小D．若電容器電容減小，則極板帶電荷量將增大5/336/33技巧點撥7/331．(多項選擇)(·岳陽模擬)如圖所表示，兩塊較大金屬板A、B相距為d，平行放置并與一電源相連，開關(guān)S閉合后，兩板間恰好有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q油滴處于靜止狀態(tài)，以下說法正確是()8/33A．若將S斷開，則油滴將做自由落體運動，G表中無電流B．若將A向左平移一小段位移，則油滴依然靜止，G表中有b→a電流C．若將A向上平移一小段位移，則油滴向下加速運動，G表中有b→a電流D．若將A向下平移一小段位移，則油滴向上加速運動，G表中有b→a電流9/3310/33考點二帶電粒子在電場中平衡和加速1．帶電粒子在電場中平衡解題步驟：①選取研究對象；②進行受力分析，注意電場力方向特點；③由平衡條件列方程求解．2．帶電粒子在電場中變速直線運動可用運動學公式和牛頓第二定律求解或從功效角度用動能定理或能量守恒定律求解．11/33【例2】

(·邢臺模擬)如圖所表示，充電后平行板電容器水平放置，電容為C，極板間距離為d，上極板正中有一小孔．質(zhì)量為m，電荷量為＋q小球從小孔正上方高h處由靜止開始下落，穿過小孔抵達下極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計，極板間電場可視為勻強電場，重力加速度為g)．求：(1)小球抵達小孔處速度；(2)極板間電場強度大小和電容器所帶電荷量；(3)小球從開始下落運動到下極板處時間．12/3313/3314/332．(·威海模擬)如圖所表示，一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m小物塊處于一傾角為37°光滑斜面上，當整個裝置被置于一水平向右勻強電場中，小物塊恰好靜止．重力加速度取g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)水平向右電場電場強度大?。?2)若將電場強度減小為原來，物塊加速度是多大；(3)電場強度改變后物塊下滑距離L時動能．15/3316/3317/33考點二帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)18/3319/33【例3】

(·豫北名校模擬)如圖所表示直流電源路端電壓U＝182V．金屬板AB、CD、EF、GH相互平行、彼此靠近．它們分別和變阻器上觸點a，b，c，d連接．變阻器上ab，bc，cd段電阻之比為1∶2∶3.孔O1正對B和E，孔O2正對D和G.邊緣F、H正對．一個電子以初速度v0＝4×106

m/s沿AB方向從A點進入電場，恰好穿過孔O1和O2后，從H點離開電場．金屬板間距離L1＝2cm，L2＝4cm，L3＝6cm.電子質(zhì)量m＝9.1×10－31

kg，電量q＝1.6×10－19

C．正對兩平行板間可視為勻強電場，求：20/33(1)各相對兩板間電場強度；(2)電子離開H點時動能；(3)四塊金屬板總長度(AB＋CD＋EF＋GH)．21/3322/3323/333．如圖所表示，直角坐標系xOy位于豎直平面內(nèi)，在x>0區(qū)域內(nèi)有電場強度大小E＝4N/C、方向沿y軸正方向條形勻強電場，其寬度d＝2.0m．一質(zhì)量m＝6.4×10－27

kg、電荷量q＝－3.2×10－19

C帶電粒子從P點(0，1m)以速度v＝4×104

m/s，沿x軸正方向進入電場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)最終經(jīng)過x軸上Q點(圖中未標出)，不計粒子重力．24/33(1)求當電場左邊界與y軸重合時Q點橫坐標；(2)若只改變上述電場強度大小，且電場左邊界橫坐標x′處于范圍0<x′<3m內(nèi)，要求帶電粒子仍能經(jīng)過Q點，求此電場左邊界橫坐標x′與電場強度大小E′函數(shù)關(guān)系．25/3326/3327/33“等效法”處理帶電體在復合場中運動問題1．等效思維方法就是將一個復雜物理問題，等效為一個熟知物理模型或問題方法．比如我們學習過等效電阻、分力與協(xié)力、合運動與分運動等都表達了等效思維方法．常見等效法有“分解”“合成”“等效類比”“等效替換”“等效變換”“等效簡化”等，從而化繁為簡，化難為易.

方法技巧思維提升28/332．帶電粒子在勻強電場和重力場組成復合場中做圓周運動問題是高中物理教學中一類主要而經(jīng)典題型．對于這類問題，若采取常規(guī)方法求解，過程復雜，運算量大．若采取“等效法”求解，則能避開復雜運算，過程比較簡捷.3．方法應用：(1)求出重力與電場力協(xié)力，將這個協(xié)力視為一個“等效重力”.(2)將物體在重力場中做圓周運動規(guī)律遷移到等效重力場中分析求解.29/33[典例]在水平向右勻強電場中，有一質(zhì)量為m、帶正電小球，用長為l絕緣細線懸掛于O點，當小球靜止時，細線與豎直方向夾角為θ，小球位于B點，A點與B點關(guān)于O點對稱，如圖所表示，現(xiàn)給小球一個垂直于懸線初速度，小球恰能在豎直平面內(nèi)做圓周運動，試問：(1)小球在做圓周運動過程中，在哪一位置速度最??？速度最小值多大？(2)小球在B點初速度多大？30/33[思緒導引]如圖所表示，小球所受到重力、電場力均為恒力，二力協(xié)力為F＝.重力場與電場疊加場為等效重力場，F(xiàn)為等效重力，小球在疊加場中等效重力加速度為g′＝，其方