电容器带电粒子在电场中运动..doc

第3节电容器__带电粒子在电场中的运动 [记一记] 1．电容器 (1)组成：两个彼此绝缘且又相距很近的导体。 (2)带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。 (3)充、放电： 充电：把电容器接在电源上后，电容器两个极板分别带上等量的异号电荷的过程，两极板间有电场存在。充电过程中由电源获得的电能储存在电容器中。 放电：用导线将充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和的过程。放电后的两极板间不再有电场，电场能转化为其他形式的能量。 2．电容 (1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值。 (2)意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。 (3)定义式：C＝。 (4)单位：1法拉(F)＝106微法(μF)＝1012皮法(pF)。 3．平行板电容器的电容 (1)决定因素：平行板电容器的电容C跟板间电介质的相对介电常数εr成正比，跟正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比。 (2)决定式：C＝。 [试一试] 1．(2013·安徽无为四校联考)如图6－3－2所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图。当动极板和定极板之间的距离d变化时，电容C便发生变化，通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化的情况。在下列图中能正确反映C与d之间变化规律的图像是(　　) 6－3－2 6－3－3 解析：选A　C＝，Cd成反比，能正确反映C与d之间变化规律的图像是A。[记一记] 1．带电粒子在电场中的加速 带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量。 (1)在匀强电场中：W＝qEd＝qU＝mv2－mv。 (2)在非匀强电场中：W＝qU＝mv2－mv。 2．带电粒子在匀强电场中的偏转 (1)研究情况：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场。 (2)运动形式：类平抛运动。 (3)处理方法：应用运动的合成与分解。 沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间t＝。 沿电场方向，做初速度为零的匀加速直线运动。 [试一试] 2.如图6－3－4所示，质子(H)和α粒子(He)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时的侧位移y之比为(　　) 6－3－4 A．11　　　　　　 　B．12 C．21 D．14 解析：选B　由y＝和Ek0＝mv，得：y＝可知，y与q成正比，B正确。 [想一想]　 一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上画面的高度缩小，则产生故障的原因可能是什么？ 提示：示波管正常工作时，有关结构的几何尺寸都不会发生变化。画面高度缩小，说明电子从偏转电场射出时的偏转角φ变小，可求出偏转角φ的正切tan φ＝，引起tan φ变小的原因可能是加速电压U1变大，或偏转电压U2变小。 [记一记] 1．构造 电子枪，偏转电极，荧光屏。(如图6－3－5所示) 6－3－5 2．工作原理 (1)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。 (2)观察到的现象： 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，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。 若所加扫描电压和信号电压的周期相等，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图像。 [试一试] 3．(多选)如图6－3－6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点出现亮斑，那么示波管中的(　　) 6－3－6 A．极板X应带正电 B．极板X′应带正电 C．极板Y应带正电 D．极板Y′应带正电 解析：选AC　由亮斑在荧光屏上的位置可以看出，电子受到向X极板和Y极板的电场力。因此，极板X、Y都应带正电，故选项A、C正确。 考点一平行板电容器的动态分析问题 [1]　(2011·)板间距为d的平行板电容器所带电荷量为 Q 时，两极板间电势差为 U1，板间电场强度为E1。现将电容器所带电荷量变为 2Q，板间距变为d，其他条件不变，这时两极板间电势差为 U2, 板间场强为 E2，下列说法正确的是(　　) A．U2＝U1，E2＝E1　　　 　B．U2＝2U1，E2＝4E1 C．U2＝U1，E2＝2E1 D．U2＝2U1，E2＝2E1 [解析]　选C　根据题意可知，平行板电容器的间距d和电荷量Q发生变化，要求讨论电势差U和场强E的变化。设平行板电容器的电容为C，则有C＝＝，又因为U＝Ed，所以解得U＝，E＝，当带电量变为2Q，板间距变为时，U2＝U1，E2＝2E1，C正确。 [例2]　如图6－3－7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(　　) 6－