2015年高考物理一轮复习精品课件9-专题3电容　带电粒子在电场中的运动（ 2014高考）.ppt

5．解决带电粒子在电场中的运动问题时，对粒子的受力情况及运动情况分析不清晰，或不能根据运动特点灵活选择动力学规律求解 (　　) 6．当带电粒子在非匀强电场中加速或偏转时做变加速运动，常盲目套用力学规律求解、分析 (　　) 真题典例·探究 题型1　电容动态分析问题 【例1】　如图所示，平行板电容器A、B板与电源正、负极相连，电容器中有一固定点P.下列说法正确的是(　　) A．闭合K给电容器充电，然后断开K，并向下移动A板，P点电场强度不变，如取A板电势为零，则P点电势升高 B．闭合K，并向下移动A板，P点电场强度不变，如取A板电势为零，P点电势降低 C．闭合K，给电容器充电，然后断开K，并向上移动B板，P点电场强度不变，如取B板电势为零，则P点电势升高 D．闭合K，并向上移动B板，P点电场强度变大，如取B点电势为零，P点电势降低 (2)闭合K，电容器上电压恒定，A向下移动或B向上移动，P点场强如何变化？ 答 由于U一定， 所以P点场强变大． (3)充电后，断开K，A向下移动或B向上移动，分别取A或B电势为零，P点电势如何变化？ 答 充电后再断开K，当A向下移动时，E不变，|UAP|＝Ed，所以|UAP|变小，由于φP为负值，|φP|变小，所以φP变大．当B向上移动时，E不变，|UBP|＝Ed，所以|UBP|变小，由于φP为正值，φP变小． (4)闭合K，A向下移动或B向上移动，分别取A或B电势为零，P点电势如何变化？ 答 闭合K后，当A向下移动时，E增大，|UBP|＝E·dBP增大，|UAP|＝|UAB|－|UPB|，故|UAP|变小，UAP＝φA－φP，即φP＝0－UAP，φP为负值，|φP|变小，即φP变大．当B向上移动时，E增大，|UAP|＝E·dAP增大，|UBP|＝|UAB|－|UAP|，故|UBP|变小，φP为正值，|φP|变小，即φP变小． 【答案】　AD ?思维拓展 当K闭合时，向下移动A板，取B板为零电势，P点电势如何变化？充电后再断开K呢？ 【答案】　闭合K时，φP变大；充电后断开K，φP不变． (5)由F＝qE分析电场中的点电荷受力变化，进一步分析其运动状态． (6)选定某一极板为零电势，用U＝±Ed′计算场中某点的电势以及判断其变化，其中d′为该点到零电势极板的垂直距离，当该点垂直指向零电势极板的方向与电场方向相同时取“＋”，反之取“－”．进一步判断场中任意两点间的电势差Uab＝φa－φb，由E＝qφ确定点电荷q在该点的电势能E的变化，此时要注意E、q和φ都有正负之分． 【备选例题1】　(2009·福建理综)如图所示，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 (　　) A. 带电油滴将沿竖直方向向上运动 B. P点的电势将降低 C. 带电油滴的电势能将减小 D. 若电容器的电容减小，则极板带电量将增大 【答案】　B 题型2　圆周运动、动能定理相关知识与电场相结合的问题 【例2】　如图所示，在方向竖        直向下的匀强电场中，一绝缘轻细        线一端固定于O点，另一端系一带正        电的小球在竖直平面内做圆周运动．        小球的电荷量为q，质量为m，绝缘细线长为L，电场的场强为E.若带电小球恰好能通过最高点A，则在A点时小球的速度v1为多大？小球运动到最低点B时的速度v2为多大？运动到B点时细线对小球的拉力为多大？ 【解析】　(1)小球分别受到哪几个力的作用？各力做功的特点是什么？ 答 小球一共受到重力、电场力及细线拉力三个力的作用．其中细线拉力始终与运动方向垂直，不做功；重力和电场力均为恒力，做功只与初、末位置有关，与过程无关． (2)小球是做匀速圆周运动还是变速圆周运动？ 答 由于拉力不做功，重力与电场力是恒力，且合力不为零，所以小球是做变速圆周运动． (3)此题的突破口在哪里？如何求小球在A点的速率？ 答 此题的突破口是“带电小球恰能通过最高点A”．也就是说小球在A点所需要的向心力刚好等于重力与电场力的合力，而细线拉力TA为零． 在A点对小球作受力分析，利用牛顿第二定律及向心加速度公式求解． (4)如何求小球运动到最低点B的速率？ 答 对A点到B点这一过程用动能定理求解． ?思维拓展 如果要使该小球能在竖直平面内做匀速圆周运动，分析所加匀强电场的大小及方向． 【答案】　要使小球做匀速圆周运动，小球所受合外力就必须全部提供向心力，即合外力的大小始终不变，方向时刻指向圆心，始终不做功． 如右图所示．重力和电场力均是恒力，方向始终不变