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1、第3讲,电容器与电容 带电粒子在电场中的运动,一、电容、平行板电容器,绝缘,靠近,1常见电容器(1)组成：由两个彼此_又相互_的导体组成(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的_,(3)电容器的充、放电,绝对值,异种电荷,充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量,的_，电容器中储存_,电场能,放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中,_转化为其他形式的能,电场能,2电容,(1)定义：电容器所带的电荷量与两极板间电势差的比值(2)公式：C_.(3)物理意义：电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理 量它的大小与电容器本身的结构有关，与 U、Q 无关(4)单位：1 法拉(F)_微法(F
2、)_皮法(pF)3平行板电容器的电容(1)影响因素：平行板电容器的电容与两极板的_ 成正比，与两极板的_成反比，并跟板间插入的电介质,有关,正对面积,距离,(2)公式：C_.,2带电粒子的偏转分析,(1)条件分析：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场(2)运动性质：匀变速曲线运动,(3)运动状态：带电粒子受到恒定的与初速度方向垂直的电,场力作用而做类平抛运动,(4)处理方法：类似于平抛运动的处理方法，如图 6-3-1 所,示,图 6-3-1,匀速直线,匀加速直线,三、示波管,1装置：示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内,抽成真空，如图 6-3-2 所示,图 6-3-2,2原理,(1)如果在
3、偏转电极 XX和 YY之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线传播，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑；,(2)YY上加的是待显示的信号电压，XX上是机器自身产生的锯齿形电压，叫做扫描电压若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的图象,图 6-3-3,A32,B21,C52,D31,答案：A,2(多选)如图 6-3-4 所示，示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成如果在荧光屏上 P 点出,)图 6-3-4B极板 X应带正电D极板 Y应带正电,现亮斑，那么示波管中的(A极板 X 应带正电C极板 Y 应带正电,2两类动态变化问题的比较,
4、(1)第一类动态变化：电容器两极板间电压不变,(2)第二类动态变化：电容器所带电荷量不变,图 6-3-5,A增大，E 增大C减小，Ep 增大,B增大，Ep 不变D减小，E 不变,2带电粒子在电场中运动时是否考虑重力的处理方法(1)基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或,有明确的暗示以外，一般都要考虑重力,【考题题组】,2(2016 年四川卷)中国科学院 2015 年 10 月宣布中国将在2020 年开始建造世界上最大的粒子加速器加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品
5、安全、材料科学等方面有广泛应用如图 6-3-6 所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极质子从 K 点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加,考点 3,带电粒子在电场中的偏转问题,图 6-3-7,结论：动能一定时 tan 与 q 成正比，电荷量相同时 tan ,与动能成反比,【考题题组】3(2017 年洛阳一模)如图 6-3-8 所示，质量为 m5108kg 的带电粒子以 v02 m/s 的速度从水平放置的平行金属板 A、B 中央飞入电场，已知板长 L10 cm，板间距离 d2 cm，当 A
6、、B 间电势差 UAB1103 V 时，带电粒子恰好沿直线穿过电场g 取 10 N/kg.求：(1)带电粒子的电性和所带电荷量(2)A、B 间所加电压在什么范围内,带电粒子能从板间飞出？,图 6-3-8,4(多选，2015 年天津卷)如图 6-3-9 所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场 E1，之后进入电场线竖直向下的匀强电场 E2 发生偏转，最后打在屏上整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作,用，那么(,),图 6-3-9,A偏转电场 E2 对三种粒子做功一样多B三种粒子打到屏上时的速度一样大C三种粒子运动到屏上所用时间相同D三种粒子一定打到屏上的
7、同一位置,答案：AD,方法,带电粒子在交变电场中的运动,1常见的交变电场常见的产生交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等2常见的试题类型此类题型一般有三种情况(1)粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解)(2)粒子做往返运动(一般分段研究)(3)粒子做偏转运动(一般根据交变电场特点分段研究),3解答带电粒子在交变电场中运动的思维方法,(1)注重全面分析(分析受力特点和运动规律)，抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征，求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的边界条件(2)分析时从两条思路出发：一是力和运动的关系，根据牛,顿第二定律及运动学规律分析；二是功
8、能关系,(3)注意对称性和周期性变化关系的应用,甲,乙,图 6-3-10,审题突破：(1)由图可知两板间开始时的电势差，由 UEd可求得两板间的电场强度，则可求得电场力，由牛顿第二定律可求得加速度的大小；(2)因粒子受力可能发生变化，故由位移公式可求得粒子通过的距离，通过比较可知粒子恰好到 A 板，由运动学公式可求出速度；(3)要使粒子不能到达 A 板，应让粒子在向 A 板运动中的总位移小于极板间的距离，可得出电势变化的频率,备考策略：因极板间加交变电场，故粒子的受力发生周期性变化，本题应通过受力情况先确定粒子的运动情况，再确定两板间电势的变化频率周期性变化的电场在高考中也经常出现,乙,甲图 6-3-11(1)23 s 内小物块的位移大小(2)23 s 内电场力对小物块所做的功,
