2014届高三物理第一轮复习-第六章《静电场》资料.ppt

第六章第六章 静电场静电场主主题题考试说明（考试说明（要求要求）教学指导意见（教学指导意见（不要求不要求）电电场场物质的电结构，电荷守恒物质的电结构，电荷守恒静电现象的解释；点电荷静电现象的解释；点电荷计算感应电荷的场强和静电力计算感应电荷的场强和静电力库仑定律库仑定律静电场静电场电场强度、点电荷的场强电场强度、点电荷的场强电场线；电势能、电势电场线；电势能、电势电势差电势差匀强电场中电势差与电场强匀强电场中电势差与电场强度的关系度的关系带电粒子在匀强电场中的运带电粒子在匀强电场中的运动动只限于垂直电场方向入射且偏转电极加恒只限于垂直电场方向入射且偏转电极加恒定电压的情形；定电压的情形；示波管示波管问题不涉及两个偏问题不涉及两个偏转电极同时加电压的情形转电极同时加电压的情形常见电容器；电容器的电压、常见电容器；电容器的电压、电荷量和电容的关系电荷量和电容的关系不要求用电容的决定式进行计算不要求用电容的决定式进行计算第第1 1课时课时 电荷守恒定律电荷守恒定律 库仑定律库仑定律问题：问题：下面各是什么仪器？其工作原理是什么？测什么？下面各是什么仪器？其工作原理是什么？测什么？能测直流电压吗？能测直流电压吗？能用电压表测电容器两能用电压表测电容器两端的电压吗？端的电压吗？两种电荷两种电荷练习：练习：如图所示如图所示,将带电棒移近两个不带电的导体球甲、乙将带电棒移近两个不带电的导体球甲、乙,两两个导体球开始时互相接触且对地绝缘个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述几种方法中能使下述几种方法中能使两球都带电的是两球都带电的是()()A.A.先把两个球分开先把两个球分开,再移走带电棒再移走带电棒 B.B.先移走带电棒先移走带电棒,再把两个球分开再把两个球分开 C.C.先使甲球瞬时接触地先使甲球瞬时接触地,再移走带电棒再移走带电棒 D.D.使带电棒与甲球瞬时接触使带电棒与甲球瞬时接触,再移走带电棒再移走带电棒 静电感应静电感应静电屏蔽静电屏蔽三个电场的区分三个电场的区分 练习：练习：请用学过的电学知识判断下列说法正确的是请用学过的电学知识判断下列说法正确的是A.A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B.B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C.C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死小鸟停在单根高压输电线上会被电死D.D.打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险你还能举出一些静电现象的应用吗？你还能举出一些静电现象的应用吗？练习练习:光滑绝缘的水平面上固定着三个带电小球光滑绝缘的水平面上固定着三个带电小球A A、B B、C C,它们它们的质量均为的质量均为m m,间距均为间距均为r r,A A、B B带等量正电荷带等量正电荷q q.现对现对C C球施一水球施一水平力平力F F的同时的同时,将三个小球都放开将三个小球都放开,如图所示如图所示,欲使得三个小球在欲使得三个小球在运动过程中保持间距运动过程中保持间距r r不变不变,求求:(1)(1)C C球的电性和电荷量球的电性和电荷量.(2)(2)力力F F及小球的加速度及小球的加速度a a.库仑力作用下的库仑力作用下的静力学、动力学静力学、动力学问题问题绳子模型绳子模型杆子模型杆子模型问题：它们的区别本质上是由什么原因引起？对你有什么问题：它们的区别本质上是由什么原因引起？对你有什么启示（比如在复合场中）？启示（比如在复合场中）？库仑力作用下的库仑力作用下的静力学、动力学静力学、动力学问题问题+Q-q+Q+q-q+q第第2 2课时课时 电场力的性质电场力的性质问题：如何理解电场强度问题：如何理解电场强度E E？练习：练习：在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a a、b b两点，其中两点，其中a a、b b两点电势和场强都两点电势和场强都相同相同的是的是 ()()练习：练习：如图所示，如图所示，xoyxoy平面是无穷大导体的表面，该导体充满平面是无穷大导体的表面，该导体充满z z0 0的空间，的空间，z z0 0的空间为真空。将电荷为的空间为真空。将电荷为q q的点电荷置于的点电荷置于z z轴上轴上z=hz=h处，则在平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的处，则在平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷电场皆是由点电荷q q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z z轴上轴上z=h/2z=h/2处的场处的场强大小为多少？（强大小为多少？（k k为静电力常量）为静电力常量）zxyqo 三个电场的区分三个电场的区分 几种典型电场的电场线几种典型电场的电场线(形象描述电场）形象描述电场）x xy yx xy y1 1、画出丙、丁、画出丙、丁x x、y y轴上场强（向右为正方向）、电势随位置变化的图像；轴上场强（向右为正方向）、电势随位置变化的图像；2 2、如何确定带电粒子的运动轨迹（仅受电场力）与电场线的关系。、如何确定带电粒子的运动轨迹（仅受电场力）与电场线的关系。练习：练习：如图所示如图所示,点电荷的静电场中电场线用实线表示点电荷的静电场中电场线用实线表示,但其方向但其方向未标明未标明,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹.a a、b b是轨迹上的两点是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受到电场力的作用若带电粒子在运动中只受到电场力的作用,根据根据此图你能判断哪些问题。此图你能判断哪些问题。若实线表示的是某电场的等势面，哪问题又如何？若实线表示的是某电场的等势面，哪问题又如何？练习练习 如图所示如图所示,电荷量均为电荷量均为+q q、质量分别为、质量分别为m m和和3 3m m的两小球的两小球A A和和B B,中间连接质量不计的细绳中间连接质量不计的细绳,在竖直方向的匀强电场中以速度在竖直方向的匀强电场中以速度v v0 0匀速上升匀速上升.若不计两带电小球间的库仑力作用若不计两带电小球间的库仑力作用,某时刻细绳断开某时刻细绳断开,求求:(1)(1)电场强度及细绳断开后电场强度及细绳断开后A A、B B两球的加速度两球的加速度.(2)(2)当当B B球速度为零时球速度为零时,A A球速度的大小球速度的大小.电场中的动力学问题电场中的动力学问题受力分析的注意点：受力分析的注意点：（1 1）电荷的正负）电荷的正负（2 2）重力是否考虑）重力是否考虑练习练习 如图所示如图所示,匀强电场方向与水平线间夹角匀强电场方向与水平线间夹角=30=30,斜向右上斜向右上方方,电场强度为电场强度为E E,质量为质量为m m的小球带负电的小球带负电,以初速度以初速度v v0 0开始运动开始运动,初速度方向与电场方向一致初速度方向与电场方向一致.(1)(1)若小球的带电荷量为若小球的带电荷量为q=mg/E,q=mg/E,为使小球能做为使小球能做匀速直线运动匀速直线运动,应应对小球施加的恒力对小球施加的恒力F F1 1的大小和方向各如何的大小和方向各如何?(2)(2)若小球的带电荷量为若小球的带电荷量为q=2mg/E,q=2mg/E,为使小球能做为使小球能做直线运动直线运动,应对应对小球施加的最小恒力小球施加的最小恒力F F2 2的大小和方向各如何的大小和方向各如何?如何理解在磁如何理解在磁场中有洛仑磁力作场中有洛仑磁力作用的直线运动？用的直线运动？练习练习:下述为一个观察带电粒子在平行板电容器板间电场中的下述为一个观察带电粒子在平行板电容器板间电场中的运动状况的实验运动状况的实验.现进行下述操作现进行下述操作:第一步第一步,给如图所示真空中水平放置的平行板电容器充电给如图所示真空中水平放置的平行板电容器充电,让让A A、B B两极板带上一定的电荷量两极板带上一定的电荷量,使得一个带电油滴使得一个带电油滴P P在两板间的匀在两板间的匀强电场中恰能保持静止状态强电场中恰能保持静止状态.第二步第二步,给电容器继续充电使其电荷量突然增加给电容器继续充电使其电荷量突然增加Q Q1 1,让油滴让油滴开始竖直向上运动开始竖直向上运动t t秒秒.第三步第三步,在上一步基础上使电容器突然放电在上一步基础上使电容器突然放电Q Q2 2,观察到又经观察到又经2 2t t秒后秒后,油滴刚好回到原出发点油滴刚好回到原出发点.设油滴在运动过程中未与极设油滴在运动过程中未与极板接触板接触.求求Q Q1 1和和Q Q2 2的比值的比值.4/94/9第第3 3课时课时 电场能的性质电场能的性质练习：练习：将一电荷量为将一电荷量为+Q+Q的小球放在不带电的金属球附近的小球放在不带电的金属球附近,所形所形成的电场线分布如图所示成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等金属球表面的电势处处相等.a.a、b b为电场中的两点为电场中的两点,则则A.aA.a点的电场强度比点的电场强度比b b点的大点的大B.aB.a点的电势比点的电势比b b点的高点的高C.C.检验电荷检验电荷-q-q在在a a点的电势能比在点的电势能比在b b点的大点的大D.D.将检验电荷将检验电荷-q-q从从a a点移到点移到b b点的过程中点的过程中,电场力做负功电场力做负功问题：问题：1 1、如何理解电势？电势高低有哪些判断方法？、如何理解电势？电势高低有哪些判断方法？2 2、如何理解电势能？电势能增、减如何判断？、如何理解电势能？电势能增、减如何判断？3 3、你有哪些方法求电场力做功？、你有哪些方法求电场力做功？练习：练习：“电子能量分析器电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为转器是由两个相互绝缘、半径分别为R RA A和和R RB B的同心圆金属半球面的同心圆金属半球面A A和和B B构成，构成，A A、B B为电势值不等的等势面，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为为电势值不等的等势面，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e e、质量为、质量为m m的电子以不同的动能从偏转器左端的电子以不同的动能从偏转器左端M M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板域，最后到达偏转器右端的探测板N N，其中动能为，其中动能为E Ek0k0的电子沿等势面的电子沿等势面C C做匀速圆做匀速圆周运动到达周运动到达N N板的正中间。忽略电场的边缘效应。板的正中间。忽略电场的边缘效应。（1 1）判断球面）判断球面A A、B B的电势高低，并说明理由；的电势高低，并说明理由；（2 2）求等势面）求等势面C C所在处电场强度所在处电场强度E E的大小；的大小；（3 3）若半球面）若半球面A A、B B和等势面和等势面C C的电势分别为的电势分别为A A、B B和和C C，则到达，则到达N N板左、右板左、右边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量E EK K左左和和E EK K右右分别为多少？分别为多少？（4 4）比较）比较|E EK K左左|和和|E EK K右右|的大小，并说明理由。的大小，并说明理由。对相关问题的判断，你有哪些方法？对相关问题的判断，你有哪些方法？练习练习：如如图图所示，在所示，在绝缘绝缘的斜面上方，存在着匀的斜面上方，存在着匀强强电场电场，电电场场方向平行于斜面向上，斜面上的方向平行于斜面向上，斜面上的带电带电金属金属块块在平行于斜面在平行于斜面的力的力F F作用下沿斜面移作用下沿斜面移动动已知金属已知金属块块在移在移动动的的过过程中，力程中，力F F做功做功32J32J，金属，金属块块克服克服电场电场力做功力做功8J8J，金属，金属块块克服摩擦力做功克服摩擦力做功16J16J，重力，重力势势能增加能增加18J18J，则则在此在此过过程中金属程中金属块块的的()A A动动能减少能减少10 J 10 J B B电势电势能增加能增加24 J24 J C C机械能减少机械能减少24 J 24 J D D内能增加内能增加16 J16 J（A DA D）等势面等势面（电场中电势相等的点构成的面）（电场中电势相等的点构成的面）判断电势的高低及正负？判断电势的高低及正负？等势面与电场线的关系等势面与电场线的关系等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方垂直。等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方垂直。在同一等势面在同一等势面上移动电荷时电场力不做功，而沿电场线移上移动电荷时电场力不做功，而沿电场线移动电场力一定做功。动电场力一定做功。电场线总是从电势高电场线总是从电势高的的等势面指向电势低的等势面。等势面指向电势低的等势面。等势面越密的地方电场强度越大（即电场线越密）；反之等势面越密的地方电场强度越大（即电场线越密）；反之越小。越小。练习：练习：位于位于A A、B B处处的两个的两个带带有不等量有不等量负电负电的点的点电电荷在平面内荷在平面内电势电势分布如分布如图图所示，所示，图图中中实线实线表示等表示等势线势线，则则()A Aa a点和点和b b点的点的电场电场强强度相同度相同 B B正正电电荷从荷从c c点移到点移到d d点，点，电场电场力做正功力做正功 C C负电负电荷从荷从a a点移到点移到c c点，点，电场电场力做正功力做正功 D D正正电电荷从荷从e e点沿点沿图图中虚中虚线线移到移到f f点点电势电势能先减小后增大能先减小后增大（C DC D）练习：练习：如图所示如图所示,匀强电场中有匀强电场中有a a、b b、c c三点三点.在以它们在以它们 为顶点的三角形中为顶点的三角形中,a a=30=30,c=90,c=90.电场方向与三角形电场方向与三角形 所在平面平行所在平面平行.已知已知a a、b b和和c c点的电势分别为点的电势分别为(2-)V(2-)V、(2+)V(2+)V和和2 V.2 V.该三角形的外接圆上最低、最高电势分该三角形的外接圆上最低、最高电势分 别为别为 ()()A.(2-)VA.(2-)V、(2+)V B.0 V(2+)V B.0 V、4 V4 V（B）练习：练习：若带正电荷的粒子只受到电场力作用，则它在任意一段若带正电荷的粒子只受到电场力作用，则它在任意一段时间内（时间内（）A.一定沿电场线由高电势处向低电势处运动一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B.一定沿电场线由低电势处向高电势处运动一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C.不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动D.不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动轨迹的问题一定要关注：初速度、力、以及两者的方向。轨迹的问题一定要关注：初速度、力、以及两者的方向。归纳：电场强度、电势能、电势、电势差四个物理量归纳：电场强度、电势能、电势、电势差四个物理量电场强度电场强度电势电势电势差电势差电势能电势能意义意义描述电场的描述电场的力的性质力的性质描述电场的能的描述电场的能的性质性质描述电场做功描述电场做功的本领的本领描述电荷在电场中的能量描述电荷在电场中的能量,电荷做功的本领电荷做功的本领定义定义E=F/qE=F/q A A=U=UABAB(B B=0=0）U UABAB=W=WABAB/q/qE Ep p=q q矢标矢标性性矢量矢量:方向为方向为正电荷的受正电荷的受力方向力方向标量标量:有正负有正负,正正负只表示大小负只表示大小标量标量:有正负有正负,正负只是比较正负只是比较电势的高低电势的高低正电荷在正电势位置有正电正电荷在正电势位置有正电势能势能,简化为简化为:正正得正正正得正,负负正得负正得负,负负得正负负得正决定因决定因素素由电场本身由电场本身决定决定,与试探与试探电荷无关电荷无关由电场本身决定由电场本身决定,大小与参考点的大小与参考点的选取有关选取有关,具有相具有相对性对性由电场本身的两点由电场本身的两点间差异决定间差异决定,与参考与参考点的选取无关点的选取无关由电荷量和该点电势由电荷量和该点电势二者决定二者决定,与参考点的与参考点的选取有关选取有关相互关相互关系系场强为零的场强为零的地方电势不地方电势不一定为零一定为零电势为零的地方电势为零的地方场强不一定为零场强不一定为零零场强区域两点电零场强区域两点电势差一定为零势差一定为零,电势电势差为零的区域场强差为零的区域场强不一定为零不一定为零场强为零场强为零,电势能不一电势能不一定为零定为零,电势为零电势为零,电电势能一定为零势能一定为零 练习：练习：如图所示，水平放置的如图所示，水平放置的A A、B B两平行板相距两平行板相距h h，上板，上板A A带正带正电现有质量为电现有质量为m m、电荷量为、电荷量为q q的小球在的小球在B B板下方距离为板下方距离为H H处，处，以初速度以初速度v v0 0竖直向上从竖直向上从B B板小孔进入板间电场。板小孔进入板间电场。（1 1）欲使小球刚好打到）欲使小球刚好打到A A板，板，A A、B B间电势差间电势差U U应为多大？应为多大？（2 2）若）若U U加倍，则小球能上升的最大高度是多少？加倍，则小球能上升的最大高度是多少？综合应用动力学和功能观点解题综合应用动力学和功能观点解题练习：练习：一水平放置的平行板电容器的两极扳间距为一水平放置的平行板电容器的两极扳间距为d d，极扳分，极扳分别与电池两极相连上极扳中心有一小孔别与电池两极相连上极扳中心有一小孔(小孔对电场的影响小孔对电场的影响可忽略不计可忽略不计)。小孔正上方。小孔正上方d/2d/2处的处的P P点有一带电粒子，该粒子点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落经过小孔进入电容器，并在下极扳处从静止开始下落经过小孔进入电容器，并在下极扳处(未与未与极扳接触、返回。若将下极板向上平移极扳接触、返回。若将下极板向上平移d/3d/3，则从，则从P P点开始下点开始下落的相同粒子将（落的相同粒子将（）A.A.打到下极扳上打到下极扳上 B.B.在下极板处返回在下极板处返回 C.C.在距上极板在距上极板d/2d/2处返回处返回 D.D.在距上极扳在距上极扳2d/52d/5处返回处返回 解决力电综合问题的一般方法解决力电综合问题的一般方法(1)(1)利用力和运动的关系利用力和运动的关系牛顿运动定律和匀变速直线运动牛顿运动定律和匀变速直线运动规律的结合即：受力和运动分析，是一切力学问题的分析基规律的结合即：受力和运动分析，是一切力学问题的分析基础，特别适用于础，特别适用于恒力恒力作用下的匀变速运动作用下的匀变速运动(2)(2)利用功、能关系利用功、能关系动能定理及其他力的功能关系动能定理及其他力的功能关系(如重力、如重力、电场力、摩擦力等电场力、摩擦力等)及能的转化守恒，即：做功引起并量度了及能的转化守恒，即：做功引起并量度了能的改变；无论恒力作用、变力作用、直线运动、曲线运动皆能的改变；无论恒力作用、变力作用、直线运动、曲线运动皆可可 第第4 4课时课时 电容器及其电容电容器及其电容 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动电容器与电容电容器与电容练习：如图所示，设两极板正对面积为练习：如图所示，设两极板正对面积为S S，极板间的距离为，极板间的距离为 d d，静电计指针偏角为，静电计指针偏角为.实验中，极板所带电荷量不变，若实验中，极板所带电荷量不变，若 保持保持S S不变，增大不变，增大d d，则，则_，若保持，若保持d d不变，减小不变，减小S S，则，则_，若保持，若保持d d、S S不变，插入电介质，则不变，插入电介质，则_._.本本实验采用了实验采用了_实验方法。实验方法。练习：练习：某电解电容器上标有某电解电容器上标有“25F25F、450V450V”字样，下列对字样，下列对该电容器的说法中正确的是该电容器的说法中正确的是()A A要使该电容器两极板之间电压增加要使该电容器两极板之间电压增加1V1V，所需电荷量为，所需电荷量为 2.52.510105 5C CB B当工作电压是当工作电压是450V450V时，电容器的电容才是时，电容器的电容才是25F 25F C C该电容器能够在该电容器能够在450V450V的正弦交流电下正常工作的正弦交流电下正常工作D D该电容器能够承受的最大电压为该电容器能够承受的最大电压为450 V450 V电容器的动态分析（两类情况）电容器的动态分析（两类情况）练习：一平行板电容器充电后与电源断开，练习：一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地两板间有一个正试探电荷固负极板接地两板间有一个正试探电荷固定在定在P P点，如图所示，以点，如图所示，以C C表示电容器的电表示电容器的电容、容、E E表示两板间的场强、表示两板间的场强、表示表示P P点的电点的电势，势，E Ep p表示正电荷在表示正电荷在P P点的电势能，若正极点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离段距离x x0 0的过程中，各物理量与负极板移的过程中，各物理量与负极板移动距离动距离x x的关系图象中正确的是：的关系图象中正确的是：接地的变化接地的变化练习：练习：如图所示如图所示,用电池对电容器充电用电池对电容器充电,电路电路a a、b b之间接有一之间接有一灵敏电流表灵敏电流表,两极板之间有一个电荷两极板之间有一个电荷q q处于静止状态处于静止状态.现将两极现将两极板的间距变大板的间距变大,则则 ()()A.A.电荷将向上加速运动电荷将向上加速运动B.B.电荷将向下加速运动电荷将向下加速运动C.C.电流表中将有从电流表中将有从a a到到b b的电流的电流D.D.电流表中将有从电流表中将有从b b到到a a的电流的电流若改为上述电路，哪情况又如何？若改为上述电路，哪情况又如何？对带电粒子进行受力分析时应注意的问题对带电粒子进行受力分析时应注意的问题(1)(1)要掌握电场力的特点要掌握电场力的特点.电场力的大小和方向不仅跟场强的电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关大小和方向有关,还跟带电粒子的电性和电荷量有关还跟带电粒子的电性和电荷量有关.在匀强在匀强电场中电场中,同一带电粒子所受电场力处处是恒力同一带电粒子所受电场力处处是恒力;在非匀强电场在非匀强电场中中,同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同不同.(2)(2)是否考虑重力要依据情况而定是否考虑重力要依据情况而定.基本粒子基本粒子:如电子、质子、如电子、质子、粒子、离子等除有说明或明确的粒子、离子等除有说明或明确的暗示外暗示外,一般不考虑重力一般不考虑重力(但不能忽略质量但不能忽略质量).).带电颗粒带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确暗除有说明或明确暗 示外示外,一般都不能忽略重力一般都不能忽略重力.带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动 +-曲线运动曲线运动某种带电粒子的三种运动情形，你能确定哪些物理间的关系？某种带电粒子的三种运动情形，你能确定哪些物理间的关系？带电粒子在电场中偏转的带电粒子在电场中偏转的有关物理量有关物理量如如图图所示，一所示，一质质量量为为m m、电电荷量荷量为为q q的粒子以初速度的粒子以初速度v v0 0沿中沿中轴线轴线射射入。两极板的入。两极板的电压为电压为u u。1 1、离开、离开电场时电场时的偏的偏转转量量y y；2 2、离开、离开电场时电场时的速度大小的速度大小v v；3 3、离开、离开电场时电场时偏偏转转角角的正切的正切值值。证明证明1 1、粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的、粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的l/2l/2处沿处沿直线射出直线射出证明证明2 2、不论带电粒子的、不论带电粒子的m m、q q如何，只要经过同一加速电场加速，如何，只要经过同一加速电场加速，再垂直进入同一偏转电场，它们飞出的偏移量再垂直进入同一偏转电场，它们飞出的偏移量y y和偏转角和偏转角都是都是相同的，也就是轨迹完全重合相同的，也就是轨迹完全重合粒子打到屏上的位置离屏中心的距离粒子打到屏上的位置离屏中心的距离Y Y的几种方法：的几种方法：(1)(1)Y Yy yLtanLtan (2)(2)Y Y(l/2(l/2L)tanL)tan (3)(3)Y Yy yv vy yL/vL/v0 0 (4)Y (4)Y2y(L+l/2)/l2y(L+l/2)/l请你说明它们的理由？请你说明它们的理由？练习：练习：图（图（a a）为示管的原理图。如果在电极）为示管的原理图。如果在电极YYYY之间所加的之间所加的电压图按图（电压图按图（b b）所示的规律变化，在电极）所示的规律变化，在电极XXXX之间所加的电之间所加的电压按图（压按图（c c）所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是）所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是（）亮斑荧 光 屏YYXXXYY偏转电极电 子枪Xttt12t12t13t1t1UxUyOO图(a)图(b)图(c)ABC D 练习：练习：如图所示，两带电平行板竖直放置，开始时两极板间电压如图所示，两带电平行板竖直放置，开始时两极板间电压为为U U，相距为，相距为d d，两极板间形成匀强电场有一带电粒子，质量为，两极板间形成匀强电场有一带电粒子，质量为m m(重力不计重力不计)、所带电荷量为、所带电荷量为q q，从两极板下端连线的中点，从两极板下端连线的中点P P以竖以竖直速度直速度v v0 0射入匀强电场中，带电粒子落在射入匀强电场中，带电粒子落在A A极板的极板的M M点上点上(1)(1)若将若将A A极板向左侧水平移动极板向左侧水平移动d d/2/2，此带电粒子仍从，此带电粒子仍从P P点以速度点以速度v v0 0竖直射入匀强电场且仍落在竖直射入匀强电场且仍落在A A极板的极板的M M点上，则两极板间电压应增点上，则两极板间电压应增大还是减小？电压应变为原来的几倍？大还是减小？电压应变为原来的几倍？(2)(2)若将若将A A极板向左侧水平移动极板向左侧水平移动d d/2/2并保持两并保持两极板间电压为极板间电压为U U，此带电粒子仍从，此带电粒子仍从P P点竖直射点竖直射入匀强电场且仍落在入匀强电场且仍落在A A极板的极板的M M点上，则应以点上，则应以多大的速度多大的速度v v0 0射入匀强电场？射入匀强电场？答：答：(1)3倍倍(2)v0练习：练习：在平行板电容器之间有匀强电场，一带电粒子以速度在平行板电容器之间有匀强电场，一带电粒子以速度v v垂垂直电场线射入电场，在穿越电场的过程中，粒子的动能由直电场线射入电场，在穿越电场的过程中，粒子的动能由E EK K增增加到加到2E2EK K，若这个带电粒子以，若这个带电粒子以2v2v速度垂直进入电场，则粒子穿出速度垂直进入电场，则粒子穿出时的动能为多少？时的动能为多少？在交变电场中的运动在交变电场中的运动练习：如图甲所示，水平放置的平行金属板练习：如图甲所示，水平放置的平行金属板A A和和B B的距离为的距离为d d，它们的右端安，它们的右端安放着垂直于金属板的靶放着垂直于金属板的靶MNMN，现在，现在A A、B B板上加上如图乙所示的方波形电压，电板上加上如图乙所示的方波形电压，电压的正向值为压的正向值为U U0 0，反向值为，反向值为U U0 0/2/2，且每隔，且每隔T T/2/2变向变向1 1次现将质量为次现将质量为m m的带正电、的带正电、电荷量为电荷量为q q的粒子束从的粒子束从A A、B B的中点的中点O O以平行于金属板的方向以平行于金属板的方向OOOO射入，设粒子射入，设粒子能全部打在靶上且所有粒子在能全部打在靶上且所有粒子在A A、B B间的飞行时间均为间的飞行时间均为T T.不计重力的影响，试不计重力的影响，试问：问：(1)(1)定性分析在定性分析在t t0 0时刻从时刻从O O点射入的粒子，在垂直于金属板的方向上的运动点射入的粒子，在垂直于金属板的方向上的运动情况情况(2)(2)在距靶在距靶MNMN的中心的中心O O点多远的范围内有粒子击中？点多远的范围内有粒子击中？(3)(3)要使粒子能全部打在靶要使粒子能全部打在靶MNMN上，电压上，电压U U0 0的数值应满足什么条件？的数值应满足什么条件？(写出写出U U0 0、m m、d d、q q、T T的关系式即可的关系式即可)练习；练习；如图所示如图所示,真空中相距真空中相距d d=5 cm=5 cm的两块平行金属板的两块平行金属板A A、B B与电源与电源相接相接(图中未画出图中未画出),),其中其中B B板接地板接地(电势为零电势为零),),A A板电势的变化规律板电势的变化规律如图乙所示如图乙所示.将一个质量将一个质量m m=2.0=2.01010-27-27 kg,kg,电荷量电荷量q q=+1.6=+1.61010-19-19 C C的带电粒子从紧邻的带电粒子从紧邻B B板处释放板处释放,不计重力不计重力.求求:A A板电势板电势变化频率多大变化频率多大时时,在在t t=T T/4/4到到t t=T T/2/2时间内从紧邻时间内从紧邻B B板处板处无初速度释放该带电粒子无初速度释放该带电粒子,粒子粒子不能到达不能到达A A板板?f5 104HZ 练习：练习：如图甲所示，静电除尘装置中有一长为如图甲所示，静电除尘装置中有一长为L L、宽为、宽为b b、高为、高为d d的矩形通道，的矩形通道，其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料。图乙是装置的截面其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料。图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连。质量为图，上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连。质量为m m、电荷量为、电荷量为-q-q、分、分布均匀的尘埃以水平速度布均匀的尘埃以水平速度v v0 0进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下板后其所进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整两板间距带电荷被中和，同时被收集。通过调整两板间距d d可以改变收集频率可以改变收集频率。当。当d=dd=d0 0时时为为81%81%（即离下板（即离下板0.81d0.81d0 0范围内的尘埃能够被收集）。不计尘埃的重范围内的尘埃能够被收集）。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。力及尘埃之间的相互作用。（1 1）求收集效率为）求收集效率为100%100%时，两板间距的最大值为时，两板间距的最大值为dmdm；（2 2）求收集率）求收集率与两板间距与两板间距d d的函数关系；的函数关系；（3 3）若单位体积内的尘埃数为）若单位体积内的尘埃数为n n，求稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量，求稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量与两板间距与两板间距d d的函数关系，并绘出图线。的函数关系，并绘出图线。1111年年综合运用综合运用练习：练习：如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图示意图.在在OxyOxy平面的平面的ABCDABCD区域内区域内,存在两个场强大小均为存在两个场强大小均为E E的匀的匀强电场强电场和和,两电场的边界均是边长为两电场的边界均是边长为L L的正方形的正方形(不计电子所不计电子所受重力受重力).).(1)(1)在该区域在该区域ABAB边的中点处由静止释放电子边的中点处由静止释放电子,求电子离开求电子离开ABCDABCD区区域的位置域的位置.(2)(2)在电场在电场区域区域内内适当位置由静止释放电子适当位置由静止释放电子,电子恰能从电子恰能从ABCDABCD区域左下角区域左下角D D处离开处离开,求所有释放点的位置求所有释放点的位置.(3)(3)若将左侧电场若将左侧电场整体水平向右移动整体水平向右移动L/n(n1),L/n(n1),仍使电子从仍使电子从ABCDABCD区域左下角区域左下角D D处离开处离开(D D不随电场移动不随电场移动),),求在电场求在电场区域内由区域内由静止释放电子的所有位置静止释放电子的所有位置.练习：练习：如图所示如图所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场的受力情况可推测其电场和磁场.图中装置由加速器和平移器组成图中装置由加速器和平移器组成,平移器由平移器由两对水平放置、相距为两对水平放置、相距为l l的相同平行金属板构成的相同平行金属板构成,极板长度为极板长度为l l、间距为、间距为d,d,两对两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反极板间偏转电压大小相等、电场方向相反.质量为质量为m m、电荷量为、电荷量为+q+q 的粒子经的粒子经加速电压加速电压U U0 0加速后加速后,水平射入偏转电压为水平射入偏转电压为U U1 1的的平移器平移器,最终从最终从A A点点水平水平射入待测射入待测区域区域.不考虑粒子受到的重力不考虑粒子受到的重力.(1)(1)求粒子射出平移器时的速度大小求粒子射出平移器时的速度大小v v1 1;(2)(2)当加速电压变为当加速电压变为4U4U0 0时时,欲使粒子仍从欲使粒子仍从A A点射入待测区域点射入待测区域,求此时的偏转电压求此时的偏转电压U;U;(3)(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域测区域,刚进入时的受力大小均为刚进入时的受力大小均为F.F.现取水平向右为现取水平向右为x x轴正方向轴正方向,建立如图所建立如图所示的直角坐标系示的直角坐标系OxyzOxyz.保持加速电压为保持加速电压为U U0 0不变不变,移动装置使粒子沿不同的坐标移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域轴方向射入待测区域,粒子刚射入时的受力大小如下表所示粒子刚射入时的受力大小如下表所示.请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向.练习：练习：如图所示，在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心在如图所示，在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心在O O点，半径为点，半径为r r，内壁光滑，内壁光滑，A A、B B两点分别是圆弧的最低点和最高两点分别是圆弧的最低点和最高点该区间存在方向水平向右的匀强电场，一质量为点该区间存在方向水平向右的匀强电场，一质量为m m、带负电、带负电的小球在轨道的小球在轨道内侧内侧做完整的圆周运动做完整的圆周运动(电荷量不变电荷量不变)，经，经C C点时速点时速度度最大最大，O O、C C连线与竖直方向的夹角连线与竖直方向的夹角6060，重力加速度为，重力加速度为g g.(1)(1)求小球所受到的电场力大小；求小球所受到的电场力大小；(2)(2)小球在小球在A A点速度点速度v v0 0多大时，小球经多大时，小球经B B点时对轨道的压力最小？点时对轨道的压力最小？归纳：归纳：1 1动力学观点：动力学观点：是指用匀变速运动的公式来解决实际问题，是指用匀变速运动的公式来解决实际问题，一般有两种情况：一般有两种情况：(1)(1)带电粒子初速度方向与电场线共线，则粒子做匀变速直线带电粒子初速度方向与电场线共线，则粒子做匀变速直线运动；运动；(2)(2)带电粒子的初速度方向垂直电场线，则粒子做匀变速曲线带电粒子的初速度方向垂直电场线，则粒子做匀变速曲线运动运动(类平抛运动类平抛运动)当带电粒子在电场中做匀变速曲线运动时，当带电粒子在电场中做匀变速曲线运动时，一般要采用类平抛运动规律解决问题一般要采用类平抛运动规律解决问题2 2功能观点：功能观点：首先对带电体受力分析，再分析运动形式，然首先对带电体受力分析，再分析运动形式，然后根据具体情况选用相应公式计算后根据具体情况选用相应公式计算(1)(1)若选用动能定理，则要分清有多少个力做功，是恒力做功若选用动能定理，则要分清有多少个力做功，是恒力做功还是变力做功，同