电容器电场中带电粒子的运动.ppt

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1、一、电容器、电容一、电容器、电容1电容电容(1)定义：电容器所带的定义：电容器所带的与电容器两极板间的与电容器两极板间的的比值的比值(2)意义：表示电容器容纳电荷意义：表示电容器容纳电荷的物理量的物理量(3)定义式：定义式：C.(4)单位：单位：1法拉法拉(F)微法微法(F)皮法皮法(pF)电势差电势差U电荷量电荷量Q本领本领10610122平行板电容器的电容平行板电容器的电容(1)决定因素：平行板电容器的电容决定因素：平行板电容器的电容C跟板间电介质的介电跟板间电介质的介电常数常数成成，跟正对面积，跟正对面积S成成，跟极板间的距离，跟极板间的距离d成成(2)决定式：决定式：C.(3)熟记两点

2、熟记两点保持两极板与电源相连，则电容器两极板间保持两极板与电源相连，则电容器两极板间不不变变充电后断开电源，则电容器所带的充电后断开电源，则电容器所带的不变不变正比正比正比正比反比反比电压电压电荷量电荷量动能动能qEdqU2带电粒子在电场中的偏转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，轨迹为抛物线类平抛运动，轨迹为抛物线垂直于场强方向做垂直于场强方向做运动：运动：vxv0，xv0t.平行于场强方向做初速度为零的平行于场强方向做初速度为零的运动：运动：匀速直线匀速直线匀加速直线匀加速直线图图931三、示波管三、

3、示波管1示波管装置示波管装置示波管由示波管由和和组成，管内组成，管内抽成真空如图抽成真空如图932所示所示电子枪、偏转电极电子枪、偏转电极荧光屏荧光屏图图9322示波器是用来观察示波器是用来观察随时间变化情况的仪器，随时间变化情况的仪器，其核心部件是其核心部件是3工作原理：利用带电粒子在电场中的工作原理：利用带电粒子在电场中的和和的的运动规律运动规律电信号电信号示波管示波管加速加速偏转偏转1关于电容器的电容关于电容器的电容C、电压、电压U和所带电荷量和所带电荷量Q之间的关之间的关系，以下说法正确的是系，以下说法正确的是()AC由由U确定确定BC由由Q确定确定CC一定时，一定时，Q与与U成正比成

4、正比DC一定时，一定时，Q与与U成反比成反比答案：答案：C2如图如图933所示，在所示，在A板附近有一板附近有一电子由静止开始向电子由静止开始向B板运动，则关于板运动，则关于电子到达电子到达B板时的速度，下列解释正板时的速度，下列解释正确的是确的是()图图933A两板间距越大，运动时间就越长，则获得的速率两板间距越大，运动时间就越长，则获得的速率越大越大B两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大C与两板间的距离无关，仅与加速电压与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关有关D以上解释都不正确以上解释都不正确解析：解析：带电粒子的末速度取决于电场力对粒

5、子做功的情带电粒子的末速度取决于电场力对粒子做功的情况由况由WqU知电场力做的功由两板间的电势差决定，知电场力做的功由两板间的电势差决定，而与板间距无关，故而与板间距无关，故C正确正确答案：答案：C3(2011本溪测试本溪测试)如图如图934所示，所示，质子质子(11H)和和粒子粒子(24He)，以相同的，以相同的初动能垂直射入偏转电场初动能垂直射入偏转电场(粒子不粒子不计重力计重力)，则这两个粒子射出电场，则这两个粒子射出电场图图934时的偏转位移时的偏转位移y之比为之比为()A1 1B1 2C2 1D1 4答案：答案：B4一平行板电容器两极板间距为一平行板电容器两极板间距为d、极板面积为、

6、极板面积为S，电容，电容为为0S/d，其中，其中0是常量对此电容器充电后断开电源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，电势差变大电场强度不变，电势差变大B电场强度不变，电势差不变电场强度不变，电势差不变C电场强度减小，电势差不变电场强度减小，电势差不变D电场强度减小，电势差减小电场强度减小，电势差减小解析：解析：平行板所带电荷量平行板所带电荷量Q、两板间电压、两板间电压U，有，有CQ/U、C0S/d、两板间匀强电场的场强、两板间匀强电场的场强EU/d，可得，可得EQ/0S.电容器充电后断开，电容器电荷量电容器充电后断开，电

7、容器电荷量Q不变，则不变，则E不不变根据变根据C0S/d可知可知d增大、增大、C减小，又根据减小，又根据CQ/U可可知知U变大变大答案：答案：A5A、B两导体板平行放置，在两导体板平行放置，在t0时将电子从时将电子从A板附近由板附近由静止释放则在静止释放则在A、B两板间加上下列哪种电压时，有两板间加上下列哪种电压时，有可能使电子到不了可能使电子到不了B板板()图图935解析：解析：加加A图电压，电子从图电压，电子从A板开始向板开始向B板做匀加速直线板做匀加速直线运动加运动加B图电压，开始向图电压，开始向B板匀加速，再做相同大小加板匀加速，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

8、，由对速度的匀减速，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到不了B板加板加C图电压，电子先匀加速，再匀减速到静图电压，电子先匀加速，再匀减速到静止，完成一个周期，所以电子一直向止，完成一个周期，所以电子一直向B板运动，即电子板运动，即电子一定能到达一定能到达B板加板加D图电压，电子的运动与图电压，电子的运动与C图情形相图情形相同，只是加速度变化，所以电子也一直向同，只是加速度变化，所以电子也一直向B板运动，即板运动，即电子一定能到达电子一定能到达B板综上所述可知选项板综上所述可知选项B正确正确答案

9、：答案：B2电容器两类问题比较电容器两类问题比较分分类类充充电电后与后与电电池两极相池两极相连连 充充电电后与后与电电池两极断开池两极断开不不变变量量UQd变变大大C变变小小Q变变小小E变变小小C变变小小U变变大大E不不变变S变变大大C变变大大Q变变大大E不不变变C变变大大U变变小小E变变小小变变大大C变变大大Q变变大大E不不变变C变变大大U变变小小E变变小小关键一点关键一点判断场强判断场强E的变化时，除了应用公式进行讨的变化时，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论外，还可根据电场线的疏密变化来判断如图如图936所示，平行板电容器与电动势为所示，平行板电容器与电动势为E的直

10、流电源的直流电源(内阻不计内阻不计)连接，下极板接地一带电油滴位连接，下极板接地一带电油滴位于电容器中的于电容器中的P点且恰好处于平衡状态现将平行板电容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，则器的上极板竖直向上移动一小段距离，则()图图936A带电油滴将沿竖直方向向上运动带电油滴将沿竖直方向向上运动BP点的电势将降低点的电势将降低C带电油滴的电势能将减小带电油滴的电势能将减小D若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大答案答案B在分析平行板电容器的电容及其他参量的动态变化时，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

11、意两个方面：要注意两个方面：(1)确定不变量；确定不变量；(2)选择合适的公式分析选择合适的公式分析1两块大小、形状完全相同的金属两块大小、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容器，与它相连接的电路如图9图图93737所示，接通开关所示，接通开关S，电源即给电容器充电，电源即给电容器充电()A保持保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小的电场强度减小B保持保持S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大电荷量增大C断开断开S

12、，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小减小D断开断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大势差增大解析：解析：本题旨在考查本题旨在考查U一定时一定时Q随随C的变化和的变化和Q一定时一定时U随随C的变化，关键是审题时确定是的变化，关键是审题时确定是Q一定还是一定还是U一定，然后再一定，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物理量间的关系不清保持保持S处于接通状态，因电容器与电源保持连接，则电容处于接通状态，因电容器与电

13、源保持连接，则电容器两极板间电势差器两极板间电势差U保持不变保持不变减小两极板间距离，极板间电场的电场强度减小两极板间距离，极板间电场的电场强度EU/d变大，变大，选项选项A错误错误在两极板间插入一块介质，则电容器电容在两极板间插入一块介质，则电容器电容C变大，由变大，由CQ/U知，极板上的电荷量增大，选项知，极板上的电荷量增大，选项B正确正确断开断开S，电容器带电荷量保持不变，减小两极板间距离，电，电容器带电荷量保持不变，减小两极板间距离，电容容C变大，由变大，由U知，两极板间电势差知，两极板间电势差U变小，选项变小，选项C正确正确在两极板间插入一块介质，电容在两极板间插入一块介质，电容C变

14、大，由变大，由UQ/C知，知，两极间的电势差两极间的电势差U变小，选项变小，选项D错误错误答案：答案：BC1.研究对象研究对象(1)基本粒子：如电子、质子、基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等除有说明粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽但并不忽略质量略质量)(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明带电颗粒：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

15、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，匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做匀加速直线运动做匀加速直线运动关键一点关键一点若带电粒子在非匀强电场中运动时，可优先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考虑应用动能定理或能量守恒定律如图如图938甲所示，在水平地面上固定一倾角甲所示，在水平地面上固定一倾角为为的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为E、方向沿、方向沿斜面向下的匀强电场中一劲度系数为斜面向下的匀强电场中一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的绝缘轻质弹簧的一端固定在

16、斜面底端，整根弹簧处于自然状态一质量的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态一质量为为m、带电荷量为、带电荷量为q(q0)的滑块从距离弹簧上端为的滑块从距离弹簧上端为s0处静处静止释放，滑块在运动过程中电荷量保持不变，设滑块与弹止释放，滑块在运动过程中电荷量保持不变，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，簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为重力加速度大小为g.图图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若滑块在沿斜

17、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，求滑块从静止释放到速度大小为vm的过程中弹簧的的过程中弹簧的弹力所做的功弹力所做的功W；(3)从滑块静止释放瞬间开始计时，请在图从滑块静止释放瞬间开始计时，请在图938乙中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关系vt图象图中横坐标轴上的图象图中横坐标轴上的t1、t2及及t3分别表示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，纵坐标轴上的及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的v1

18、为滑块为滑块在在t1时刻的速度大小，时刻的速度大小，vm是题中所指的物理量是题中所指的物理量解题思路解题思路解答本题可按以下思路分析：解答本题可按以下思路分析：讨论带电粒子在电场中做直线运动讨论带电粒子在电场中做直线运动(加速或减速加速或减速)的方法：的方法：(1)能量方法能量方法能量守恒定律；能量守恒定律；(2)功能关系功能关系动能定理；动能定理；(3)力和加速度方法力和加速度方法牛顿运动定律，匀变速直线运动公式牛顿运动定律，匀变速直线运动公式2如图如图939所示，一带电荷量为所示，一带电荷量为q、质量为、质量为m的小物块，处于一的小物块，处于一倾角为倾角为37的光滑绝缘的固定斜面的光滑绝缘

19、的固定斜面图图939上，当整个装置处于一水平方向的匀强电场中时，小物上，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：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，小物块下滑距离场强变化后，小物块下滑距离L时其电势能的变化时其电势能的变化(已知：已知：sin370.6，cos370.8，重力加速度为，重力加速度为g)(2)场强减小为原来的一半，则小

20、物块受到的电场力减场强减小为原来的一半，则小物块受到的电场力减小为原来的一半，设为小为原来的一半，设为F电电，由牛顿运动定律得：，由牛顿运动定律得：mgsin37F电电cos37ma解得：解得：a0.3g.(3)设当小物块下滑距离为设当小物块下滑距离为L时，电场力做的功为时，电场力做的功为W，则，则WF电电cos37L0.3mgL所以电势能增加了所以电势能增加了0.3mgL.图图9310关键一点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若所讨论的问题中，带电粒

21、子受到的重力远远小于电场力，即场力，即mgqE，则可忽略重力的影响，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就不存在了如图如图9311所示，两平所示，两平行金属板行金属板A、B长长L8cm，两板间距，两板间距离离d8cm，A板比板比B板电势高板电势高300V一带正电的粒子电荷量一带正电的粒子电荷量q1010C，图图9311

22、质量质量m1020kg，沿电场中心线，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场，垂直电场线飞入电场，初速度初速度v02106m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后，进入固定在间的无电场区域后，进入固定在O点的点电荷点的点电荷Q形形成的电场区域，成的电场区域，(设界面设界面PS右边点电荷的电场分布不受界右边点电荷的电场分布不受界面的影响面的影响)已知两界面已知两界面MN、PS相距为相距为12cm，D是中心线是中心线RO与界面与界面PS的交点，的交点，O点在中心线上，距离界面点在中心线上，距离界面PS为为9cm，粒子穿过界面，粒子穿过界面PS最后垂直

23、打在放置于中心线上的荧光屏最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上上(静电力常量静电力常量k9.0109Nm2/C2)(1)求粒子穿过界面求粒子穿过界面MN时偏离中心线时偏离中心线RO的距离多远？到达的距离多远？到达PS界面时离界面时离D点多远？点多远？(2)在图上粗略画出粒子运动的轨迹在图上粗略画出粒子运动的轨迹解题思路解题思路解答本题时可按以下思路分析：解答本题时可按以下思路分析：答案答案(1)3cm12cm(2)图见解析图见解析解答此类问题应从以下两方面入手：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，对复杂过程要善于分阶段分析，联系力学中的物

24、理模型，从受力情况、运动情况、能量转化等角度去研究从受力情况、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迁移到电场中去3如图如图9312所示，在水平光滑绝所示，在水平光滑绝缘的平面缘的平面xOy内，水平匀强电场方内，水平匀强电场方向与向与x轴负方向成轴负方向成45角，电场强度角，电场强度E1103N/C.某带电小球所带电荷某带电小球所带电荷量为量为q2106C，质量为，质量为m1图图9312103

25、kg，以初速度，以初速度v02m/s从坐标轴原点出发，初速度从坐标轴原点出发，初速度v0方向与匀强电场方向垂直，当带电小球再次经过方向与匀强电场方向垂直，当带电小球再次经过x轴时轴时与与x轴交于轴交于A点，求：点，求：(1)从坐标原点出发到从坐标原点出发到A点经历的时间；点经历的时间；(2)带电小球经过带电小球经过A点时的速度大小及点时的速度大小及A点的坐标；点的坐标；(3)OA间电势差间电势差UOA.(3)OA间电势差间电势差UOA为为UOAEdEEv0t11034V4103V.功能关系不仅在力学中有重要应用，在电场中也有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

26、问题不可缺少的一个重要很重要的应用，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：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

27、若只有静电力做功，带电粒加量等于动能减少量因此若只有静电力做功，带电粒子在电场中运动时，电势能与动能之和保持不变，即电子在电场中运动时，电势能与动能之和保持不变，即电势能动能定值势能动能定值二、电势能、重力势能与动能之和守恒二、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能的变化(11分分)如图如图9313所示所示，在沿

28、水平方向的匀强电场中有一固在沿水平方向的匀强电场中有一固定点定点O，用一根长度为，用一根长度为l0.40m的的绝缘细线把质量为绝缘细线把质量为m0.20kg、带有、带有图图9313正电荷的金属小球悬挂在正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在点，小球静止在B点时细线与点时细线与竖直方向的夹角为竖直方向的夹角为37.现将小球拉至位置现将小球拉至位置A使细线水平使细线水平后由静止释放，求：后由静止释放，求：(1)小球运动通过最低点小球运动通过最低点C时的速度大小；时的速度大小；(2)小球通过最低点小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小时细线对小球的拉力大小(g取取10m/s2，sin370.60，c

29、os370.80)一、带电粒子在两种典型电场中的运动形式一、带电粒子在两种典型电场中的运动形式点点电电荷荷电场电场匀匀强强电场电场初速度与初速度与场场强强方向的关系方向的关系运运动动形式形式初速度与初速度与场场强强方向方向的关系的关系运运动动形式形式点点电电荷荷电场电场匀匀强强电场电场v0/E做做变变速直速直线线运运动动v0/E做匀做匀变变速直速直线线运运动动v0E有可能做匀有可能做匀速速圆圆周运周运动动v0E匀匀变变速曲速曲线线运运动动(类类平抛运平抛运动动)v0与与E有有夹夹角角 曲曲线线运运动动v0与与E有有夹夹角角匀匀变变速曲速曲线线运运动动二、带电粒子在两种典型电场中运动的典例剖析二

30、、带电粒子在两种典型电场中运动的典例剖析(一一)点电荷电场点电荷电场类型一：类型一：v0E(E为点电荷电场为点电荷电场)例例1如图如图9314所示，在点电荷所示，在点电荷Q形成的电场中，一带电粒子形成的电场中，一带电粒子q的初速度的初速度v0恰与电场线恰与电场线QP方向相同，方向相同，图图9314则带电粒子则带电粒子q在开始运动后，将在开始运动后，将()A沿电场线沿电场线QP做匀加速运动做匀加速运动B沿电场线沿电场线QP做加速度逐渐减小的变加速直线运动做加速度逐渐减小的变加速直线运动C沿电场线沿电场线QP做加速度逐渐增大的变减速直线运动做加速度逐渐增大的变减速直线运动D偏离电场线偏离电场线QP

31、做曲线运动做曲线运动解析解析由点电荷形成的静电场，离点电荷越远处，场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度逐渐减小的变加速直线运动答案答案B类型二：类型二：v0 E(E为点电荷电场为点电荷电场)例例2已知氢原子中的质子和电子所带电荷量都是已知氢原子中的质子和电子所带电荷量都是e，电，电子质量为子质量为m，电子绕核做匀速圆周运动，轨道半径为，电子绕核做匀速圆周运动，轨道半径为r，试

32、确定电子做匀速圆周运动的试确定电子做匀速圆周运动的v、T等物理量等物理量 答案答案见解析见解析 类型三：类型三：v0与与E有夹角有夹角(E为点电荷电场为点电荷电场)例例3如图如图9315所示，虚线所示，虚线a、b和和c是某静电场中的三个等势面，这们的是某静电场中的三个等势面，这们的电势分别为电势分别为a、b和和c，abc，一带正电粒子射入电场中，其运，一带正电粒子射入电场中，其运图图9315动轨迹如实线动轨迹如实线KLMN所示由图可知所示由图可知()A粒子从粒子从K到到L的过程中，电场力做负功的过程中，电场力做负功B粒子从粒子从L到到M的过程中，电场力做负功的过程中，电场力做负功C粒子从粒子从

33、K到到L的过程中，电势能增加的过程中，电势能增加D粒子从粒子从L到到M的过程中，动能减少的过程中，动能减少解析解析由题目条件可知，由题目条件可知，a、b、c是孤立点电荷激发的是孤立点电荷激发的电场中的三个等势面，因为运动粒子带正电，且沿电场中的三个等势面，因为运动粒子带正电，且沿KLMN运动，所以受到的是静电斥力，可以判断场运动，所以受到的是静电斥力，可以判断场源电荷必为正电荷，电场力做功情况便确定下来源电荷必为正电荷，电场力做功情况便确定下来因为因为KNML，所以由，所以由K到到L过程中电场力做负功，过程中电场力做负功，电势能增加，电势能增加，A、C正确；由正确；由L到到M过程中，电场力先做

34、负过程中，电场力先做负功后做正功，电势能先增加后减小，动能先减小后增加，功后做正功，电势能先增加后减小，动能先减小后增加，B、D错误错误答案答案AC(二二)匀强电场匀强电场类型一：类型一：v0E(E为匀强电场为匀强电场)例例4如图如图9316所示，在匀强电场所示，在匀强电场E中，一带电粒子中，一带电粒子q的初速度的初速度v0恰与电恰与电场线方向相同，则带电粒子场线方向相同，则带电粒子q在开始在开始运动后，将运动后，将()图图9316A沿电场线方向做匀加速直线运动沿电场线方向做匀加速直线运动B沿电场线方向做变加速直线运动沿电场线方向做变加速直线运动C沿电场线方向做匀减速直线运动沿电场线方向做匀减

35、速直线运动D偏离电场线方向做曲线运动偏离电场线方向做曲线运动解析解析带电粒子在匀强电场中受到恒定的静电力，且带电粒子在匀强电场中受到恒定的静电力，且静电力方向与初速度方向相反，故粒子做的是匀减速直静电力方向与初速度方向相反，故粒子做的是匀减速直线运动线运动答案答案C类型二：类型二：v0E(E为匀强电场为匀强电场)例例5如图如图9317所示，质量为所示，质量为m5108kg的带电粒子以的带电粒子以v02m/s的速的速度从水平放置的平行金属板度从水平放置的平行金属板A、B中央中央飞入电场，已知板长飞入电场，已知板长L10cm，板间，板间图图9317距离距离d2cm，当，当AB间加电压间加电压UAB

36、103V时，带电粒子恰时，带电粒子恰好沿直线穿过电场好沿直线穿过电场(设此时设此时A板电势高板电势高)求：求：(1)带电粒子的电性，电荷量为多少？带电粒子的电性，电荷量为多少？(2)A、B间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出？出？答案答案(1)负电负电1011C(2)200VUAB1800V类型三：类型三：v0与与E有夹角有夹角(E为匀强电场为匀强电场)例例6如图如图9318所示，三条平行所示，三条平行等距的直线表示电场中的三个等势等距的直线表示电场中的三个等势面，电势值分别为面，电势值分别为10V、20V、30V，图图9318实线是一带负电的粒子

37、实线是一带负电的粒子(不计重力不计重力)在该区域内的运动轨迹，在该区域内的运动轨迹，对于这轨道上的对于这轨道上的a、b、c三点来说三点来说()A粒子必先过粒子必先过a，再到，再到b，然后到，然后到cB粒子在三点所受的合力粒子在三点所受的合力FaFbFcC粒子在三点的动能大小为粒子在三点的动能大小为EkbEkaEkcD粒子在三点的电势能大小为粒子在三点的电势能大小为WbWaWc解析解析该电场必为匀强电场，电场线垂直等势面向上，该电场必为匀强电场，电场线垂直等势面向上，带负电的粒子所受电场力与电场线方向相反而向下，由做带负电的粒子所受电场力与电场线方向相反而向下，由做曲线运动的条件可知，粒子可先过

38、曲线运动的条件可知，粒子可先过c，往，往b再到再到a，也可先，也可先过过a，往，往b，再到，再到c，选项，选项A是错的，选项是错的，选项B正确；粒子由正确；粒子由a到到b的过程，克服电场力做功，电势能增加，动能减少，的过程，克服电场力做功，电势能增加，动能减少，EkaEkb，WbWa；粒子从；粒子从b到到c的过程，电场力做正功，电的过程，电场力做正功，电势能减少，动能增加，所以有势能减少，动能增加，所以有EkcEkb、WbWc；粒子从；粒子从a往往b再到再到c的全过程，电势能减少，动能增加，且电势能的的全过程，电势能减少，动能增加，且电势能的减少等于动能的增加，则有减少等于动能的增加，则有Ek

39、cEka，WaWc，综上所，综上所述有述有EkcEkaEkb，WbWaWc.粒子从粒子从c到到b再到再到a的过的过程，分析方法一样所以选项程，分析方法一样所以选项D正确，而选项正确，而选项C是错的是错的答案答案BD考考情情分分析析带电粒子在电场中的运动包括直线运动和曲线运带电粒子在电场中的运动包括直线运动和曲线运动，应用力学中研究直线运动和曲线运动的方法来研动，应用力学中研究直线运动和曲线运动的方法来研究带电粒子在电场中的运动，实际是力学研究的继续，究带电粒子在电场中的运动，实际是力学研究的继续，因此它是历年高考的热点从近几年的高考题中可以因此它是历年高考的热点从近几年的高考题中可以发现，该命

40、题点主要是以选择题、计算题的形式考查，发现，该命题点主要是以选择题、计算题的形式考查，分值在分值在612分之间题目以中、高难度为主从设题分之间题目以中、高难度为主从设题角度来看主要有以下四个热点：角度来看主要有以下四个热点：考考情情分分析析(1)带电粒子在电场中的变速直线运动，且运动性质一带电粒子在电场中的变速直线运动，且运动性质一般为加速与减速运动相结合般为加速与减速运动相结合(2)带电粒子在电场中的曲线运动带电粒子在电场中的曲线运动(偏转偏转)，在大型计算，在大型计算题中将运动的分解、运动和力的关系、功能关系结题中将运动的分解、运动和力的关系、功能关系结合起来考查，是近年来高考的重点合起来

41、考查，是近年来高考的重点(3)带电粒子在复合场带电粒子在复合场(电场和重力场、磁场电场和重力场、磁场)中的运动中的运动(4)电容器知识与带电粒子的运动、功和能的关系结合起电容器知识与带电粒子的运动、功和能的关系结合起来考查来考查.1.(2010课标全国卷课标全国卷)静电除尘器是目前静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器其除尘普遍采用的一种高效除尘器其除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线图中直线ab为该收尘板的横截面工为该收尘板的横截面工图图9319作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图9319所示；粉尘带负

42、电，在电场力作用下向收尘板运动，最所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上若用粗黑曲线表示原来静止于后落在收尘板上若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，图电粉尘颗粒的运动轨迹，图9320的的4幅图中可能正确幅图中可能正确的是的是(忽略重力和空气阻力忽略重力和空气阻力)()图图9320解析：解析：本题考查带电粒子在电场中的运动，意在考查考生对本题考查带电粒子在电场中的运动，意在考查考生对曲线运动特点的理解与应用能力因为电场中各点的场强方曲线运动特点的理解与应用能力因为电场中各点的场强方向为电场线的切线方向，所以条形金属板所产生的电场为非向为电场线的切

43、线方向，所以条形金属板所产生的电场为非匀强电场，即带电粒子在电场中所受的电场力方向与大小都匀强电场，即带电粒子在电场中所受的电场力方向与大小都将发生变化，故带电粒子在电场中不可能沿电场线运动，将发生变化，故带电粒子在电场中不可能沿电场线运动，C错误；因为带电粒子在电场中将做曲线运动，由曲线运动的错误；因为带电粒子在电场中将做曲线运动，由曲线运动的特点：所受的合外力要指向圆弧内侧可知，带负电的粉尘颗特点：所受的合外力要指向圆弧内侧可知，带负电的粉尘颗粒运动轨迹可为粒运动轨迹可为A图，图，A正确正确答案：答案：A2(2010重庆高考重庆高考)某电容式话筒的原理示某电容式话筒的原理示意图如图意图如图

44、9321所示，所示，E为电源，为电源，R为为电阻，薄片电阻，薄片P和和Q为两金属极板，对着话为两金属极板，对着话筒说话时，筒说话时，P振动而振动而Q可视为不动在可视为不动在P、Q间距增大过程中间距增大过程中()AP、Q构成的电容器的电容增大构成的电容器的电容增大BP上电荷量保持不变上电荷量保持不变CM点的电势比点的电势比N点的低点的低DM点的电势比点的电势比N点的高点的高图图9321答案答案D3.(2010北京高考北京高考)用控制变量法，可以用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素研究影响平行板电容器电容的因素(如如图图9322)设两极板正对面积为设两极板正对面积为S，极板间的距离为极

45、板间的距离为d，静电计指针偏角为，静电计指针偏角为图图9322 .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()A保持保持S不变，增大不变，增大d，则，则变大变大B保持保持S不变，增大不变，增大d，则，则变小变小C保持保持d不变，减小不变，减小S，则，则变小变小D保持保持d不变，减小不变，减小S，则，则不变不变答案答案A4.(2009全国卷全国卷)图图9323中虚线为中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子平行直线，两粒子M、N质量相等，质量相等，所带电荷的绝对值也相等现将所带电荷的绝对值也相等现将M、图图9323 N从虚线上的

46、从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示点的轨迹分别如图中两条实线所示点a、b、c为实线与虚为实线与虚线的交点，已知线的交点，已知O点电势高于点电势高于c点若不计重力，则点若不计重力，则()AM带负电荷，带负电荷，N带正电荷带正电荷BN在在a点的速度与点的速度与M在在c点的速度大小相同点的速度大小相同CN在从在从O点运动至点运动至a点的过程中克服电场力做功点的过程中克服电场力做功DM在从在从O点运动至点运动至b点的过程中，电场力对它做的功点的过程中，电场力对它做的功等于零等于零解析：解析：由由O点电势高于点电势高于c点电势

47、知，场强方向垂直虚线向点电势知，场强方向垂直虚线向下，由两粒子运动轨迹的弯曲方向可知下，由两粒子运动轨迹的弯曲方向可知N粒子所受电场粒子所受电场力方向向上，力方向向上，M粒子所受电场力方向向下，故粒子所受电场力方向向下，故M粒子带粒子带正电、正电、N粒子带负电，粒子带负电，A错误在匀强电场中相邻等势错误在匀强电场中相邻等势线间的电势差相等，故电场力对线间的电势差相等，故电场力对M、N做的功相等，做的功相等，B正正确因确因O点电势低于点电势低于a点电势，且点电势，且N粒子带负电，故粒子带负电，故N粒粒子运动中电势能减少，电场力做正功，子运动中电势能减少，电场力做正功，C错误错误O、b两两点位于同

48、一等势线上，点位于同一等势线上，D正确正确答案：答案：BD5.(2011烟台模拟烟台模拟)如图如图9324甲在真空中，甲在真空中，O点放置一点点放置一点电荷电荷D，MN与与PS间为无电场区域，间为无电场区域，A、B为两平行金属板，为两平行金属板，两板间距离为两板间距离为b，板长为，板长为2b，O1O2为两板的中心线现有为两板的中心线现有一质量为一质量为m、电荷量为、电荷量为q的带正电粒子从距的带正电粒子从距O点正下方点正下方R处，处，以速度以速度v0垂直垂直MN向左进入点电荷向左进入点电荷D的电场，绕的电场，绕O点做匀速点做匀速圆周运动，通过无电场区域后，恰好沿圆周运动，通过无电场区域后，恰好沿O1O2方向进入板间，方向进入板间，此时给此时给A、B板加上如图乙所示的电压板加上如图乙所示的电压u，最后粒子刚好以，最后粒子刚好以平行于平行于B板的速度，从板的速度，从B板的边缘飞出，不计平行金属板板的边缘飞出，不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受重力，已知静电力常量为两端的边缘效应及粒子所受重力，已知静电力常量为k.图图9324(1)求点电荷求点电荷D的电荷量的电荷量Q，并判断其电性；，并判断其电性；(2)求交变电压的周期求交变电压的周期T和电压和电压U0.点击此图片进入点击此图片进入“课下提知能课下提知能”