电容,带电粒子在电场中的运动讲稿.ppt

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1、关于电容,带电粒子在电场中的运动第一页，讲稿共十九页哦基础导学基础导学一、电容器、电容一、电容器、电容1电容器电容器 (1)组成：由两个彼此组成：由两个彼此 又相互又相互 的导体组成的导体组成 (2)带电量：一个极板所带电量的带电量：一个极板所带电量的 (3)电容器的充、放电电容器的充、放电 充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的 ，电容，电容 器中储存器中储存 放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中 转化为其他形转化为其他形 式的能式的能绝缘绝缘靠近靠近绝对值绝对值异种

2、电荷异种电荷电场能电场能电场能电场能2电容电容 (1)定定义义：电电容器所容器所带带的的 与与电电容器两极板容器两极板间间的的电势电势差差U的比的比值值 (2)定定义义式：式：(3)物理意物理意义义：表示：表示电电容器容器 本本领领大小的物理量大小的物理量 (4)单单位：（）位：（）1 F F1012pF电荷量电荷量QC容纳电荷容纳电荷10法拉法拉(F)第二页，讲稿共十九页哦3平行板电容器平行板电容器 (1)影响因素：平行板电容器的电容与影响因素：平行板电容器的电容与 成正比，与介质的成正比，与介质的 成成 正比，与正比，与 成反比成反比 (2)决定式：决定式：C ，k为静电力常量为静电力常量

3、 特别提醒：特别提醒：电容器的电容大小是由电容器本身的特性决定的，与极板间电压电容器的电容大小是由电容器本身的特性决定的，与极板间电压 以及电容器带电量多少，带不带电荷无关以及电容器带电量多少，带不带电荷无关正对面积正对面积介电常数介电常数两板间的距离两板间的距离第三页，讲稿共十九页哦D第四页，讲稿共十九页哦课堂探究课堂探究突破考点突破考点第五页，讲稿共十九页哦【例例1】(2010北京理综，北京理综，18)用控制用控制变变量法，可以研究影量法，可以研究影 响平行板响平行板电电容器容器电电容的因素容的因素(如如图图638)设设两极板两极板 正正对对面面积为积为S，极板，极板间间的距离的距离为为d

4、，静，静电计电计指指针针偏角偏角为为 .实验实验中，极板所中，极板所带电带电荷量不荷量不变变，若，若 ()A保持保持S不不变变，增大，增大d，则则变变大大 B保持保持S不不变变，增大，增大d，则则变变小小 C保持保持d不不变变，减小，减小S，则则变变小小 D保持保持d不不变变，减小，减小S，则则不不变变图图638第六页，讲稿共十九页哦图图2第七页，讲稿共十九页哦5(2010安徽理综安徽理综)如如图图636所示，所示，M、N是平行板是平行板电电容容 器的两个极板，器的两个极板，R0为为定定值电值电阻，阻，R1、R2为为可可调电调电阻，用阻，用 绝缘细线绝缘细线将将质质量量为为m、带带正正电电的小

5、球的小球悬悬于于电电容器内部容器内部 闭闭合合电键电键S，小球静止，小球静止时时受到受到悬线悬线的拉力的拉力为为F.调节调节R1、R2，关于关于F的大小判断正确的是的大小判断正确的是 ()A保持保持R1不不变变，缓缓慢增大慢增大R2时时，F将将变变大大 B保持保持R1不不变变，缓缓慢增大慢增大R2时时，F将将变变小小 C保持保持R2不不变变，缓缓慢增大慢增大R1时时，F将将变变大大 D保持保持R2不不变变，缓缓慢增大慢增大R1时时，F将将变变小小 图图636B第八页，讲稿共十九页哦二、带电粒子在电场中的运动二、带电粒子在电场中的运动1带电粒子在电场中的加速带电粒子在电场中的加速 带电粒子沿与电

6、场线平行的方向进入电场，带电粒子将做带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场，带电粒子将做加加(减减)速速运动有两运动有两 种分析方法：种分析方法：(1)用动力学观点分析用动力学观点分析 .(2)用功能观点分析：粒子只受电场力作用，电场力做的功等于物体动能的变用功能观点分析：粒子只受电场力作用，电场力做的功等于物体动能的变 化化2带电粒子在匀强电场中的偏转：带电粒子在匀强电场中的偏转：带电粒子在电场中的运动是否考虑重力带电粒子在电场中的运动是否考虑重力 (1)基本粒子：如基本粒子：如电电子、子、质质子、子、粒子、离子等除有粒子、离子等除有说说明或明确的暗示以外，一明或明确的暗示以外，一 般都不考般

7、都不考虑虑重力重力(但并不忽略但并不忽略质质量量)(2)带电颗带电颗粒：如液滴、油滴、粒：如液滴、油滴、尘尘埃、小球等，除有埃、小球等，除有说说明或有明确的暗示以外，明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力一般都不能忽略重力第九页，讲稿共十九页哦(1)研究条件：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场研究条件：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场(2)处处理方法：理方法：类类似于平抛运似于平抛运动动，应应用运用运动动的的 的方法的方法沿初速度方向做沿初速度方向做 运运动动，运，运动时间动时间t沿沿电场电场力方向，做力方向，做 运运动动 合成与分解合成与分解匀速直线匀速直线匀加速直线匀加速直线第十页，讲

8、稿共十九页哦三、示波管三、示波管1构造：(1)_，(2)_2工作原理(如图3所示)(1)如果在偏转电极XX和YY之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线运动，打在荧光屏_，在那里产生一个亮斑 (2)YY上加的是待显示的_XX上是机器自身产生的锯齿形电压，叫做_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稳定图象.电子枪电子枪 偏转电极偏转电极 中心中心 信号电压信号电压 扫描电压扫描电压 图3第十一页，讲稿共十九页哦1.1.电子打在荧光屏上将出现亮点，若电子打在屏上的位置快速移动，由于电子打在荧光屏上将出现亮点，若电子打在屏上的位置快速移动，由于视觉暂留

9、效应，能在荧光屏上看到一条亮线视觉暂留效应，能在荧光屏上看到一条亮线.2.2.如图所示，如果只在偏转电极如图所示，如果只在偏转电极YYYY上加上如图甲所示上加上如图甲所示U UY Y=U=Um msintsint的电压，的电压，荧光屏上亮点的偏移也将按正弦规律变化，即荧光屏上亮点的偏移也将按正弦规律变化，即y=yy=ym msintsint，并在荧光屏，并在荧光屏上观察到的亮线的形状为图丙上观察到的亮线的形状为图丙A(A(设偏转电压频率较高设偏转电压频率较高).).第十二页，讲稿共十九页哦3.3.如果只在偏转电极如果只在偏转电极XXXX上加上如图乙所示的电压，在荧光屏上观察到上加上如图乙所示的

10、电压，在荧光屏上观察到的亮线的形状为图丙的亮线的形状为图丙B(B(设偏转电压频率较高设偏转电压频率较高).).4.4.如果在偏转电极如果在偏转电极YYYY上加上图甲所示的电压，同时在偏转电极上加上图甲所示的电压，同时在偏转电极XXXX上加上图乙所示的电压，在荧光屏上观察到的亮线的形状为图上加上图乙所示的电压，在荧光屏上观察到的亮线的形状为图丙丙C(C(设偏转电压频率较高设偏转电压频率较高).).第十三页，讲稿共十九页哦如图所示，一个质量为如图所示，一个质量为m,带电荷量为带电荷量为+q的粒子在的粒子在O点以点以v0的初速度跟水平的初速度跟水平方向成方向成角向上射出，如果在某方向上加上一定大小的

11、匀强电场后，可使粒子角向上射出，如果在某方向上加上一定大小的匀强电场后，可使粒子沿初速度所在直线方向做直线运动。沿初速度所在直线方向做直线运动。考点一带电体在电场中的直线运动考点一带电体在电场中的直线运动（1）若粒子做匀速直线运动则场强的大小和方向；）若粒子做匀速直线运动则场强的大小和方向；（2）求所加最小匀强电场的场强的大小；）求所加最小匀强电场的场强的大小；（3）若加上水平向左、大小一定的匀强电场，求当粒子速度为零时）若加上水平向左、大小一定的匀强电场，求当粒子速度为零时距距O点的距离。点的距离。第十四页，讲稿共十九页哦5.(20125.(2012常州模拟常州模拟)如图是说明示波如图是说明

12、示波器工作原理的示意图，已知两平行板器工作原理的示意图，已知两平行板间的距离为间的距离为d d、板长为、板长为l，电子经电压，电子经电压为为U U1 1的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场.设电子设电子质量为质量为m me e、电荷量为、电荷量为e.e.(1)(1)求经电场加速后电子速度求经电场加速后电子速度v v的大小的大小;(2)(2)要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大，两平行板间的电压要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大，两平行板间的电压U U2 2应是应是多少？多少？(3)(3)电子离开偏转电场偏转角度最大时，电子的动能多大

13、？电子离开偏转电场偏转角度最大时，电子的动能多大？考点二带电粒子在电场中的偏转考点二带电粒子在电场中的偏转第十五页，讲稿共十九页哦【例2】如图7所示，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为U1的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入A、B板长为L，相距为d，电压为U2.则带电粒子能从A、B板间飞出应该满足的条件是 ()【思维突破思维突破】1 1本题是典型的带电粒子加速再偏转的题目，处理此类题目需要综合运用动本题是典型的带电粒子加速再偏转的题目，处理此类题目需要综合运用动能定理、运动的合成与分解、牛顿运动定律、运动学公式等能定理、运动的合成与分解、牛顿运动定律

14、、运动学公式等2 2粒子恰能飞出极板和粒子恰不能飞出极板，对应着同一临界状态，分析时根据题粒子恰能飞出极板和粒子恰不能飞出极板，对应着同一临界状态，分析时根据题意找出临界状态，由临界状态来确定极值，这是求解极值问题的常用方法意找出临界状态，由临界状态来确定极值，这是求解极值问题的常用方法C图7第十六页，讲稿共十九页哦考点三带电粒子在交变电场中的运动考点三带电粒子在交变电场中的运动 (2011安徽安徽20)如图如图10(a)所示，两平行正对的金属板所示，两平行正对的金属板A、B间加有间加有如图如图(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子

15、被固定在两板的正中间在两板的正中间P处若在处若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向时刻释放该粒子，粒子会时而向A板板运动，时而向运动，时而向B板运动，并最终打在板运动，并最终打在A板上则板上则t0可能属于的时间可能属于的时间段是段是()A0t0TB.t0C.t0TDTt0B第十七页，讲稿共十九页哦如图甲所示，如图甲所示，M、N为水平放置的平行板电容器的两个极板，极板长为水平放置的平行板电容器的两个极板，极板长L=0.2m，两板间距，两板间距d=0.145m，在，在M、N间加上如图乙所示的电压，一个带电间加上如图乙所示的电压，一个带电粒子的电量粒子的电量q=+1.010-6C、质量、质量m=1.010-8kg，粒子重力不计，求：，粒子重力不计，求：（1）若在）若在t=0的时刻，将上述带电粒子从紧靠的时刻，将上述带电粒子从紧靠M板中心处无初速释放，求粒板中心处无初速释放，求粒子从子从M板运动到板运动到N板所经历的时间板所经历的时间t；（2）若在）若在t=0的时刻，上述带电粒子从靠近的时刻，上述带电粒子从靠近M板的左边缘处以初速度板的左边缘处以初速度v0水平射入两极板间水平射入两极板间,且粒子沿水平方向离开电场，求初速度且粒子沿水平方向离开电场，求初速度v0的大小。的大小。第十八页，讲稿共十九页哦感感谢谢大大家家观观看看第十九页，讲稿共十九页哦