高中物理知识专题讲座2.doc

PAGE  PAGE 10 高中物理知识专题讲座二 电容器、带电粒子在电场中的运动 一、知识综述 本次我们主要研究平行板电容器还有带电粒子在电场中的运动。理解和应用两种典型电容器的求解方法，掌握带电粒子在电场中的加速和偏转，可以和抛体运动类比记忆。能利用等效重力的方法求解复合场有关的题目。 二、重难点知识归纳与讲解 1、电容器的电容、平行板电容器的电容 (1)电容器：两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器. (2)电容：电容器所带的电荷量Q(一个极板所带电荷量的绝对值)与两个极板间的电势差U的比值，即 电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量. (3)平行板电容器：平行板电容器的电容C跟介电常数ε成比，跟两板正对面积S成正比，跟两板间距离d成反比，即 (4)对电容器电容的两个公式的理解.①公式是电容的定义式，适用于任何电容器.对于一个确定的电容器，其电容只由本身的因素决定，而与其电荷量Q和电压U无关. 　　②公式是平行板电容器的决定式，只适用于平行板电容器. 2、带电粒子在电场中加速 　　带电粒子进入电场中加速，若不计粒子重力，根据动能定理，有 　　 　当初速度v0=0时，末速度v的大小只与带电粒子的荷质比和加速电压U有关，而与粒子在电场中的位移无关. 3、带电粒子在电场中的偏转 　　带电粒子沿垂直匀强电场的场强方向进入电场后，做类平抛运动，如图所示，设粒子的电荷量为q，质量为m，初速度为v0，两平行金属板间电压为U，板长为L，板间距离为d，则平行于板方向的分运动是匀速直线运动，L=v0t 　　垂直于板方向的分运动是初速为零的匀加速直线运动 　　 　　所以，侧移距离 偏转角θ满足 4、带电粒子在匀强电场中的运动 　　带电粒子在匀强电场中的运动有两类问题：一是运动和力的关系问题，常用牛顿第二定律结合运动学公式去分析解决；二是运动过程中的能量转化问题，常用动能定理或能量守恒定律去分析解决. 典型例题 例1.如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地.一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态.现将平行板电??器的上极板竖直向上移动一小段距离( ) A.带电油滴将沿竖直方向向上运动 B.P点的电势将降低 C.带电油滴的电势能将减少 D.若电容器的电容减小,则极板带电荷量将增大 例2如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中.在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况下，一定能使电子的偏转角θ变大的是（　） A．U1变大，U2变大　　B．U1变小，U2变大 C．U1变大，U2变小　　D．U1变小，U2变小 例3、如图所示，质量为m、电荷量为－q的粒子(重力不计)，在匀强电场中的A点时速度为v，方向与电场线垂直，在B点时速度大小为2v，已知A、B两点间距离为d，求(1)A、B两点间的电压；(2)电场强度的大小和方向. 专题二电容器、带电粒子在电场中的运动 自我检测 一、选择题 1．一平行板电容器两极板间距为d，极板面积为S，电容为eq \f(ε0S,d)，其中ε0是常量．对此电容器充电后断开电源．当增加两板间距时，电容器极板间(　　) A．电场强度不变，电势差变大 B．电场强度不变，电势差不变 C．电场强度减小，电势差不变 D．电场强度减小，电势差减小 2.(2011天津)板间距为d的平等板电容器所带电荷量为Q时,两极板间电势差为板间场强为现将电容器所带电荷量变为2Q,板间距变为其他条件不变,这时两极板间电势差为板间场强为下列说法正确的是 A. B. C. D. 3．（2012江苏卷）．一充电后的平行板电容器保持两板间的正对面积、间距和电荷量不变，在两板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是 A．C和U均增大 B．C增大，U减小C． C减小，U增大 D．C和U均减小 4.如图所示,一电子沿Ox轴射入电场,在电场中的运动轨迹为OCD,已知电子过C、D两点时竖直方向的分速度为和;电子在OC段和OD段动能变化量分别为和，则 A.∶∶2 B.∶∶4 C.∶∶3 D.∶∶4 5.如图所示,一价氢离子H)和二价氦离子He)的混合体,经同一加速电场加速后,垂直射入同一偏转电场中,偏转后,打在同一荧光屏上,则它们( ) A.同时到达屏上同一点 B.先后到达屏上同一点 C.同时到达屏上不同点 D.先后到达屏上不同点 6．如图3所示，地面上某区域存在着竖直向下的匀强电场，一个质量为m