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1、一、电容器、电容1电容(1)定义：电容器所带的与电容器两极板间的的比值(2)意义：表示电容器容纳电荷的物理量(3)定义式：C.(4)单位：1法拉(F)微法(F)皮法(pF)电势差U电荷量Q本领1061012动能qEdqU2带电粒子在电场中的偏转带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后，做类平抛运动，轨迹为抛物线垂直于场强方向做运动：vxv0，xv0t.平行于场强方向做初速度为零的运动：匀速直线匀加速直线图931三、示波管1示波管装置示波管由和组成，管内抽成真空如图932所示电子枪、偏转电极荧光屏图9322示波器是用来观察随时间变化情况的仪器，其核心部件是3工作原理：利用带电粒子在电场中的和的
2、运动规律电信号示波管加速偏转1关于电容器的电容C、电压U和所带电荷量Q之间的关系，以下说法正确的是()AC由U确定BC由Q确定CC一定时，Q与U成正比DC一定时，Q与U成反比答案：C2如图933所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关于电子到达B板时的速度，下列解释正确的是()图933A两板间距越大，运动时间就越长，则获得的速率越大B两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大C与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关D以上解释都不正确解析：带电粒子的末速度取决于电场力对粒子做功的情况由WqU知电场力做的功由两板间的电势差决定，而与板间距无关，故C正确答案：C3(2011本溪测试)如图
3、934所示，质子(11H)和粒子(24He)，以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场图934时的偏转位移y之比为()A11B12C21D14答案：B4一平行板电容器两极板间距为d、极板面积为S，电容为0S/d，其中0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，电势差减小解析：平行板所带电荷量Q、两板间电压U，有CQ/U、C0S/d、两板间匀强电场的场强EU/d，可得EQ/0S.电容器充电后断开，电容器电荷量Q不变，则E不变根据C0S/d可知d增大、C
4、减小，又根据CQ/U可知U变大答案：A5A、B两导体板平行放置，在t0时将电子从A板附近由静止释放则在A、B两板间加上下列哪种电压时，有可能使电子到不了B板()图935解析：加A图电压，电子从A板开始向B板做匀加速直线运动加B图电压，开始向B板匀加速，再做相同大小加速度的匀减速，速度减为零后做反向匀加速运动，由对称性可知，电子将做周期性往复运动，所以电子有可能到不了B板加C图电压，电子先匀加速，再匀减速到静止，完成一个周期，所以电子一直向B板运动，即电子一定能到达B板加D图电压，电子的运动与C图情形相同，只是加速度变化，所以电子也一直向B板运动，即电子一定能到达B板综上所述可知选项B正确答案：
5、B2电容器两类问题比较分类类充电电后与电电池两极相连连充电电后与电电池两极断开不变变量UQd变变大C变变小Q变变小E变变小C变变小U变变大E不变变S变变大C变变大Q变变大E不变变C变变大U变变小E变变小变变大C变变大Q变变大E不变变C变变大U变变小E变变小关键一点判断场强E的变化时，除了应用公式进行讨论外，还可根据电场线的疏密变化来判断如图936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电容器中的P点且恰好处于平衡状态现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则()图936A带电油滴将沿竖直方向向上运动BP点的电势将降低C带电油滴的电势能将减小D若
6、电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大答案B在分析平行板电容器的电容及其他参量的动态变化时，要注意两个方面：(1)确定不变量；(2)选择合适的公式分析1两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图9图93737所示，接通开关S，电源即给电容器充电()A保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小B保持S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大C断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大解析：本题旨在考查U一定时Q随C的变化和Q一定时U随C的变化，关键是审题时确定是Q一
7、定还是U一定，然后再按步骤分析，学生易判断不准哪一个量不变，以及几个物理量间的关系不清保持S处于接通状态，因电容器与电源保持连接，则电容器两极板间电势差U保持不变减小两极板间距离，极板间电场的电场强度EU/d变大，选项A错误在两极板间插入一块介质，则电容器电容C变大，由CQ/U知，极板上的电荷量增大，选项B正确断开S，电容器带电荷量保持不变，减小两极板间距离，电容C变大，由U知，两极板间电势差U变小，选项C正确在两极板间插入一块介质，电容C变大，由UQ/C知，两极间的电势差U变小，选项D错误答案：BC1.研究对象(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
8、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，一般都不能忽略重力2带电粒子的加速及处理方法(1)运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做匀加速直线运动关键一点若带电粒子在非匀强电场中运动时，可优先考虑应用动能定理或能量守恒定律如图938甲所示，在水平地面上固定一倾角为的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态一质量为m、带电荷量为q(q0)的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放，滑块在运动过程中电荷量
9、保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g.图938(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1；(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为 vm，求滑块从静止释放到速度大小为vm的过程中弹簧的弹力所做的功W；(3)从滑块静止释放瞬间开始计时，请在图938乙中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系vt图象图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小，vm是题中所指的物理量解题思路解答本题可按以下思路分析
10、：讨论带电粒子在电场中做直线运动(加速或减速)的方法：(1)能量方法能量守恒定律；(2)功能关系动能定理；(3)力和加速度方法牛顿运动定律，匀变速直线运动公式2如图939所示，一带电荷量为q、质量为m的小物块，处于一倾角为37的光滑绝缘的固定斜面图939上，当整个装置处于一水平方向的匀强电场中时，小物块恰好处于静止若从某时刻起，只将电场强度大小减小为原来的一半，方向保持不变，求：(1)原来电场强度的大小和方向(2)场强变化后，小物块的加速度大小(3)场强变化后，小物块下滑距离L时其电势能的变化(已知：sin370.6，cos370.8，重力加速度为g)(2)场强减小为原来的一半，则小物块受到的
11、电场力减小为原来的一半，设为F电，由牛顿运动定律得：mgsin37F电cos37ma解得：a0.3g.(3)设当小物块下滑距离为L时，电场力做的功为W，则WF电cos37L0.3mgL所以电势能增加了0.3mgL.图9310关键一点带电粒子在电场中偏转问题的讨论中，经常会遇到是否考虑重力的困惑若所讨论的问题中，带电粒子受到的重力远远小于电场力，即mgqE，则可忽略重力的影响反之，若带电粒子所受的重力跟电场力相差不大，譬如，在密立根油滴实验中，带电油滴在电场中平衡，显然这时就必须考虑重力了若再忽略重力，油滴平衡的依据就不存在了如图9311所示，两平行金属板A、B长L8cm，两板间距离d8cm，A
12、板比B板电势高300V一带正电的粒子电荷量q1010C，图9311质量m1020kg，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场，初速度v02106m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后，进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域，(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响)已知两界面MN、PS相距为12cm，D是中心线RO与界面PS的交点，O点在中心线上，距离界面PS为9cm，粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上(静电力常量k9.0109Nm2/C2)(1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远？到达PS界面时离D点多远？(2)在图上粗略画出粒子运动
13、的轨迹解题思路解答本题时可按以下思路分析：答案(1)3cm12cm(2)图见解析解答此类问题应从以下两方面入手：(1)对复杂过程要善于分阶段分析，联系力学中的物理模型，从受力情况、运动情况、能量转化等角度去研究(2)经常把电场与牛顿定律、动能定理、功能关系、运动学知识、电路知识等综合起来，把力学中处理问题的方法迁移到电场中去3如图9312所示，在水平光滑绝缘的平面xOy内，水平匀强电场方向与x轴负方向成45角，电场强度E1103N/C.某带电小球所带电荷量为q2106C，质量为m1图9312103kg，以初速度v02m/s从坐标轴原点出发，初速度v0方向与匀强电场方向垂直，当带电小球再次经过x
14、轴时与x轴交于A点，求：(1)从坐标原点出发到A点经历的时间；(2)带电小球经过A点时的速度大小及A点的坐标；(3)OA间电势差UOA.(3)OA间电势差UOA为UOAEdEEv0t11034V4103V.功能关系不仅在力学中有重要应用，在电场中也有很重要的应用，它是解决电场问题不可缺少的一个重要途径在电场中，功能关系主要有以下三类应用：一、电势能与动能之和守恒带电粒子在电场中运动时，若只有静电力做功，如果静电力做正功，带电粒子的电势能减少，且根据动能定理知，电势能减少量等于动能增加量；如果静电力做负功，带电粒子的电势能增加，动能减少，且电势能增加量等于动能减少量因此若只有静电力做功，带电粒子
15、在电场中运动时，电势能与动能之和保持不变，即电势能动能定值二、电势能、重力势能与动能之和守恒若只有静电力和重力做功时，电势能、重力势能与动能之和不变，即电势能重力势能动能定值三、机械能的变化除了重力和弹力以外的其他力做的功等于物体机械能的变化(11分)如图9313所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为l0.40m的绝缘细线把质量为m0.20kg、带有图9313正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为37.现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放，求：(1)小球运动通过最低点C时的速度大小；(2)小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小(g取10m/s2
16、，sin370.60，cos370.80)一、带电粒子在两种典型电场中的运动形式点电电荷电场电场匀强电场电场初速度与场场强方向的关系运动动形式初速度与场场强方向的关系运动动形式点电电荷电场电场匀强电场电场v0/E做变变速直线线运动动v0/E做匀变变速直线线运动动v0E有可能做匀速圆圆周运动动v0E匀变变速曲线线运动动(类类平抛运动动)v0与E有夹夹角 曲线线运动动v0与E有夹夹角匀变变速曲线线运动动二、带电粒子在两种典型电场中运动的典例剖析(一)点电荷电场类型一：v0E(E为点电荷电场)例1如图9314所示，在点电荷Q形成的电场中，一带电粒子q的初速度v0恰与电场线QP方向相同，图9314则带电粒子q在开始运动后，将()A沿电场线QP做匀加速运动B沿电场线QP做加速度逐渐减小的变加速直线运动C沿电场线QP做加速度逐渐增大的变减速直线运动D偏离电场线QP做曲线运动解析由点电荷形成的静电场，离点电荷越远处，场强越小，粒子所受的静电力越小，加速度越小由于加速度方向与粒子的初速度方向一致，故粒子做的是加速度逐渐减小的变加速直线运动答案B类型二：v0E(E为点电荷电场)例2已知氢原子中的质子和电
