一、電容器與電容器 帶電粒子在電場中的運動 【學(xué)習目標】 1.了解電容器、電容器的概念，經(jīng)常掌握平行板作為容器的電容問題分析方法，了解常用電容器的結(jié)構(gòu)。
2.掌握處理電場中帶電粒子加速和偏轉(zhuǎn)的方法，了解示波器的原理和應(yīng)用。
【自主學(xué)習】一、電容器和電容器 1、電容器、電容器 （1）電容器 兩個導(dǎo)體相互連接可以形成電容器。
(2)電容的物理意義表示電容器充電容量的物理量。
定義 電容器所帶電荷（一塊極板所帶電荷的絕對值）與兩塊極板所帶電荷的比值稱為電容器的電容。
定義公式2、電容器的充放電過程（1）充電過程特性（如圖1.31所示）充電電流的方向為方向，電流由大到小； 電容器攜帶的電荷量； 電容器兩極板之間的電壓； 電容器中的電場強度； 當電容器充電時。
2、充電后，電容器所在電路中的電流、電容器兩極板之間的電壓以及充電電壓； 充電后，電容器從電源獲得的能量稱為（2）放電過程的特點（如圖1.32所示）放電電流，電流的方向是從正極板流出，電流變化從大到小變小； 開始時的最大電流為電容充電； 電容器兩極板之間的電壓； 電容器中的電場強度； 電容器轉(zhuǎn)換成其他形式放電的過程實際上就是電容器的正負極板。 負電荷中和的過程。 當放電結(jié)束時，電路中沒有電流。
3、等板電容器（1）平行板電容器的電容計算公式（即電容與兩極板的面對面積成正比，與兩極板之間的距離成反比，與介電常數(shù)成正比） (2) 平行帶電 平板電容器兩極板之間的電場可視為均勻電場，且 E 4. 測量電容器兩極板之間電勢差的儀器是靜電計電容。
3、設(shè)備充電后，兩塊極板之間存在電位差U，但U的大小是用電壓表測量的（因為兩塊極板上的正負電荷會立即被中和），但電位差可以用靜電計測量兩塊板之間的距離。 ，如圖1.33所示，靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上改進而成的。 靜電計由兩部分組成。 靜電計和電容器兩部分連接在一起。 那么電容上的電位差就等于靜電計上的電位差。 如圖所示，U 的大小是從靜電計上的刻度讀取的。
注意，靜電計本身也是一個電容器，但其保持電荷的能力很弱，即電容C很小。 當帶電的電容器連接到靜電計時，可以認為電容器上的電荷量保持不變。
5、電容器兩個典型問題的分析方法 (1)首先確定不變量。 如果充電后將電容器與電源斷開，則保持不變； 如果電容器始終連接到直流電源，則它將保持不變。
(2)確定電容器尺寸時。
4、當某個因素發(fā)生變化時，利用公式確定電容的變化。
(3)利用公式分析Q和U的變化。
(4) 利用公式分析平行板電容器兩極板之間場強的變化。
2、帶電粒子的加速與偏轉(zhuǎn)1、帶電粒子在電場中加速時，應(yīng)用動能定理，即2。（1）均勻帶電粒子偏轉(zhuǎn)問題的分析處理方法電場類似于平面運動的分析和處理，應(yīng)用運動的合成和分解的知識。
求其運動時間、離開電場時的偏轉(zhuǎn)量、離開電場時的速度大小以及離開電場時的偏轉(zhuǎn)角度 (2) 如果電荷先受到電場加速，然后進入偏轉(zhuǎn)電場，則 y（U1 為加速電壓，U2 為偏轉(zhuǎn)電壓） 3. 處理帶電粒子在均勻電場中運動問題的方法 (1) 等效方法 當帶電粒子在均勻電場中運動時場，如果重力不能忽略，則可以將電場和重力視為等效重力，可以這樣處理。
5、更容易理解，顯得方便簡單。
(2)分解方法帶電粒子在均勻電場中偏轉(zhuǎn)的較為復(fù)雜的曲線運動可以分解為沿初速度方向的勻速直線運動和沿電場力方向的勻加速直線運動進行分析處理。
【典型示例】 示例1 電容器C、電阻器R和電源E連接構(gòu)成如圖1.34所示的電路。 當絕緣板P從電容器板a和b之間拔出時，電路中就沒有A了。 產(chǎn)生電流 B. 產(chǎn)生電流。 方向是從a板經(jīng)過電阻R到b板。 C. 產(chǎn)生電流。 方向是從b板通過電阻R到達a板。 D. 產(chǎn)生電流。 電流方向無法判斷 （1）審題（寫出或標明題目中的關(guān)鍵詞、條件、狀態(tài)、過程） （2）分析（合理分段，畫圖，找出聯(lián)系點段間） ） （3）解題流程 例2如圖1.35所示。
6、電路中，電容器的N極板接地，兩極板之間的P點固定有一個帶負電的點電荷。 經(jīng)過以下過程，求出電容器的電荷Q、兩極間的電壓U、以及兩極間的場強。 E、P 點電勢和 P 點負電荷的電勢能 EP 如何變化 (1) S 接通后，將 M 板移動一小段距離。
(2) S接通和斷開后，將N板移動一小段距離。
復(fù)習題（寫出或標明你認為是題中的關(guān)鍵詞、條件、狀態(tài)和過程） 分析（合理分段落，畫圖，找出段落之間的連接點） 解題過程 例3是研究為了靜電除塵，有人設(shè)計了一個盒狀的容器。 容器的側(cè)面是絕緣的透明有機玻璃。 其上下底板為金屬板，面積為A0.04m2，間距為L0.05m。 當連接到高壓電源的正負極時，可以在兩塊金屬板之間產(chǎn)生均勻的電場，如圖所示。
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7、將一定量的均勻分布的煙霧顆粒密封在容器中。 每立方米有1個煙霧顆粒。 假設(shè)這些粒子處于靜止狀態(tài)。 每個粒子的電荷為 ，質(zhì)量為 。 不考慮煙霧顆粒之間的相互作用。 空氣阻力，并忽略煙霧顆粒的重力，求1、打開電動按鈕后，需要多長時間煙霧顆粒全部被吸附？ 2、除塵過程中電場對煙氣顆粒做功有多大？ 3、容器內(nèi)的煙霧顆粒需要多長時間被吸收？ 總動能達到最大。 檢查問題（寫出或注明你認為的問題中的關(guān)鍵詞、條件、狀態(tài)和過程）。 分析（合理劃分部分，畫圖，找出各部分之間的連接點）。 解題過程 例4：圖A所示為示波管示意圖。 圖B為熒光屏的界面。 從加熱燈絲發(fā)射出的電子的初速度非常小，可以視為零。 燈絲與極板p之間施加的電壓為U1，兩對偏轉(zhuǎn)電極XX、YY上施加的電壓分別為。
8.U2和U3，如果U10，U2U30，加速的電子束將擊中熒光屏的中心0點。 如果U30和U2的大小隨時間變化高中物理帶電小球的電勢，其圖案如下圖C所示，則屏幕上會出現(xiàn)一條亮線。 已知每個偏轉(zhuǎn)板的長度l等于4cm，兩個偏轉(zhuǎn)板之間的距離為d1cm。 假設(shè)極板之間的電場是均勻電場，極板外部沒有電場。 在每個電子通過電極板的很短的時間內(nèi)，電場被認為是不變的。 距X右端的距離最大值是多少伏？ （1）審題（寫出或標明題目中的關(guān)鍵詞、條件、狀態(tài)、過程）（2）分析（合理分段，畫圖，找出各段之間的差異）連接點） （三）解題流程【訓(xùn)練用】 1.圖。
9. 1.38示出了由電池、電阻器R、按鍵S和扁平電容器組成的串聯(lián)電路。 當按鍵關(guān)閉時，在增加電容器()A兩極板之間距離的過程中，電阻RB中沒有電流。 電容器中沒有電流。 電容變大C。電阻R中有電流D從a流到b。電阻R中有電流從b流到a。 2、如圖1.3-9所示，平行板電容器兩塊板之間的距離d連接至電源。 ，開關(guān)S閉合，電容器兩極板之間存在一個質(zhì)量為m、電荷為q的粒子。 下列說法正確的是： () A. 粒子帶有正電。 B、電源電動勢大小等于C、電壓被擊穿。 打開開關(guān)S，粒子加速向下。 D、保持開關(guān)S閉合，并增大電容器兩極板之間的距離。 粒子將加速向下。 3、將兩塊大小、形狀相同的金屬板并聯(lián)放置，形成平行板電容器，與其連接的電路如圖所示。
10、如圖所示，打開開關(guān)K，電源對電容充電。
( ) A. 保持K導(dǎo)通，減小兩板之間的距離，則兩板之間的電場強度會減小。 B、保持K導(dǎo)通，減小兩極板之間的距離，則兩極板之間的電位差會減小。 C、斷開K，減小兩極板之間的距離，則兩極板之間的電位差會減小。 D、斷開K，在兩塊極板之間插入一塊介質(zhì)，則兩塊極板之間的電位差將增大。 4.粒子的質(zhì)量是質(zhì)子的4倍，其電荷是質(zhì)子的2倍。 它們從靜止狀態(tài)被同一電場加速后，它們的速度之比為()A、12B、C、D、21 5。如圖1.3-11所示，平行金屬板內(nèi)存在均勻電場，電荷為q、質(zhì)量為m的帶電粒子從A點水平注入電場，并以精確的速度v從B點噴出，則()。
A. 如果粒子從 B 點以“-”速度注入，則其速度正好是該速度。
11. 從 B 點從 A 點噴射出的度數(shù)為“-0”。如果 q (-q, m) 的反粒子從 B 點以速度“-”噴射，那么它從 C 點噴射的速度為速度“-0”。 ，如果q(-q,m)的反粒子從B點以“-0”的速度噴射，那么它從A點以“-”的速度噴射。 如果粒子從 B 點以“-0”的速度噴射，那么它就會以“-”的速度從 A 點噴射 6. 圖 A 顯示了示波器的部分結(jié)構(gòu)。 真空室內(nèi)電極K連續(xù)發(fā)射的電子（不考慮初速度），經(jīng)過電壓為U0的加速電場后，從小孔中沿中心彈射到水平金屬板A、B上。板之間的軸。 板的長度為l，兩板之間的距離為d。 電子穿過兩塊板后，撞擊熒光屏，熒光屏到達兩塊板的邊緣。 距離為L，屏幕中點為O，屏幕上的a、b點到O點的距離為S/2。 如果在板 A 和 B 之間添加變化的電壓，則當每個電子通過板時 。
12. 在很短的時間內(nèi)，電場可以視為恒定。 現(xiàn)在要求在時間0時，進入兩板之間的電子撞擊屏幕上的a點，然后經(jīng)過時間T勻速向上運動到b點，在屏幕上形成亮點。 一條亮直線，電子的電荷為 e，質(zhì)量為 m。
(1)求A、B間電壓的最大值； (2)寫出時刻0到T期間A、B極板施加的電壓U與時間t的關(guān)系； (3)在圖B中畫??出Ut圖像從O到T的示意圖。
【能力訓(xùn)練】 1.在圖1.314所示的實驗裝置中，平行板電容器的B板與敏感靜電計連接，A板接地。 如果A板稍微向上移動，則觀察到平行板電容器的電容量因靜電計指針的變化而變小的結(jié)論的依據(jù)是（）A。兩板之間的電壓保持不變，上的電荷盤子變得更小。 B、兩極板之間的電壓保持不變，極板上的電荷變小。 功率變大C，板上的功率。
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13. 幾乎不變，兩極板之間的電壓變小 D. 極板上的電量幾乎不變，兩極板之間的電壓變大。 2.平行板電容器，兩極板之間的距離d和兩極板S的面積可以調(diào)節(jié)，電容器的兩極板連接到電池，Q代表電容器的電荷，E代表兩極之間的電場強度，則 ( ) A. 當 d 增大且 S 不變時，Q 減小，E 減小 B. 當 S 增大且 d 不變時，Q 增大，E 增大。 C. 當 d 減小且 S 增大時高中物理帶電小球的電勢，Q 增大且 E 增大。 D、當S增大、d減小時，Q不變，E不變 3、圖1.515所示為一個平行板電容器，其電容為C，電荷為Q，上極板帶正電，現(xiàn)從A點移動一個試驗電荷q兩極板之間 到 B 點，如圖所示，A 點和 B 點之間的距離為 s，連線 AB 與極板之間的夾角為 30°，則電場力對極板所做的功測試電荷 q 等于 () A, 。
14、B、C、D、4、質(zhì)子和初速度為零的粒子，受到同一加速電場加速后，垂直于電場線方向進入同一均勻偏轉(zhuǎn)電場。 離開偏轉(zhuǎn)電場時（ ） A.兩種 粒子通過偏轉(zhuǎn)電場的時間相同 B.質(zhì)子通過偏轉(zhuǎn)電場的時間較短 C.兩種粒子的偏轉(zhuǎn)角度相等 D.離開偏轉(zhuǎn)電場時粒子的動能較大 5.在電場中，電子只受到電場力的影響大，可以做到 A.均勻線性運動 B. 勻速直線運動 C. 勻速曲線運動 D. 勻速圓周運動 6. 如圖 1.316 所示，板 A 附近有一個電子從靜止開始運動到板 B，然后大約 電子到達板時的速度B、下列解釋正確的是：（ ） A、兩塊板之間的距離越大，加速時間越長，獲得的速度越大。 B、兩塊板之間的距離越小，加速度越大。 那么獲得的速度越大，C與兩板之間的距離就越大。
15、與距離無關(guān)，只與加速電壓UD有關(guān) 以上解釋不正確。 7、如圖1.317所示，兩塊平行金屬板水平放置，上板帶負電荷，下板帶等量的正電荷。 3、兩個質(zhì)量相等、分別帶正電、帶負電、不帶電的粒子，以相同的水平初速度從電極板左側(cè)P點進入電場，落在a、b、c三個地方分別在正極板上。 由此可見 ( ) A. 粒子a帶正電，b不帶電，c帶負電。 B、三個粒子在電場中運動的時間相等。 C. 三個粒子在電場中的加速度。 三個粒子到達正極板時的動能。 圖1.318是示波管工作原理示意圖。 電子經(jīng)電壓U1加速后，以0速度垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時的偏轉(zhuǎn)量為h，兩平行板之間的距離為d，電勢差U2，極板長度L??，以提高示波管的靈敏度。
16、靈敏度（每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量），可采用的方法有（ ） A、增大兩極板之間的電位差U2B，使極板長度L??盡可能短C、使距離d 極板之間的距離盡可能小 D. 增大加速電壓U1。 9. 在垂直平面上建立xOy 直角坐標系。 Oy表示垂直向上方向，如圖1.319所示。 已知該平面內(nèi)沿X軸正方向有足夠大的區(qū)域。 在均勻電場下，帶電球從坐標原點O沿Oy方向垂直向上拋擲，初始動能為4J。 不考慮空氣阻力，其到達的最高點用圖中M點表示。
求(1)小球在M點時的動能EKM； (2)假設(shè)球落回與拋擲點同一水平面時的位置為N，求球到達N點時的動能EkN。
10、右圖為真空示波管示意圖。 電子從燈絲K發(fā)射（不計算初速度）并通過燈絲與板A之間的加速電壓U1。
17、加速，沿中心線KO從A板中心孔彈出，然后進入由兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場（偏轉(zhuǎn)電場可看作均勻電場）。 電子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度等于 電場方向垂直，電子通過偏轉(zhuǎn)電場武器擊中熒光屏上的P點。 已知M、N板之間的電壓為U2，兩板之間的距離為d，板的長度為L1，板右端到熒光屏的距離為L2，則電子的質(zhì)量為m，電荷為e。
求(1)電子通過A板時的速度； (2)電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的橫向移動量； (3) P點到O點的距離。
【學(xué)后反思】
自主學(xué)習參考答案 1. 2. （1）逆時針增加、增加、加強、不等于（2）減少、減少、減弱。 電場能 3. (1) (2) 4. 電位差 U 不能相互絕緣 5. (1) QU ( 2) (3) (4) 2. .
18. 2. (1) 典型例題1 分析選擇B。本題考察電容器的動態(tài)變化。
當絕緣體活動板P從電容器板a和b之間拉出時，可以看出電容C減小。 由于施加的電壓保持不變，電容器上攜帶的電量減少。 本來，電容器A板電路板上的正電荷會從A板移動到電源正極，在電路中形成電流。 方向是從a板通過電阻R到b板。
例2 分析 (1) 當S導(dǎo)通時，M、N間電壓等于電池電動勢，因此U不變，M板移動，板間距離d變大。 據(jù)此，C變小，因為QCU，所以Q變小； 因為，隨著 d 變大，E 變小； 因為隨著 E 變小，電勢降低，因此 Ep 增加。
(2)S導(dǎo)通再關(guān)斷后，電容器的電荷Q保持不變，N板移動，板間距離d變小。 根據(jù)，C 變大，因為，C 變大。
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19. ，U變小； 根據(jù) ，可以看出E保持不變； 可以看出，隨著變小，它也越來越小； 因為當負電荷從N移動到P時，電場力的功變小，所以當加入實施例3分析1時，最接近上表面的煙霧顆粒被吸附到下板時，所有煙霧都被吸附，作用在煙霧顆粒上的電場力為2。由于煙霧顆粒均勻分布在極板之間，因此可以認為煙霧的質(zhì)心位于極板之間的中點。 因此，除塵過程中電場力對煙霧所做的總功為3。 解1 假設(shè)煙霧顆粒的下落距離為 當極板開啟時，系統(tǒng)的總動能最大，那么，所以例4 解析假設(shè)電子被加速電場加速后的速度為，根據(jù)題意，電子通過YY時沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 經(jīng)過XX后，偏轉(zhuǎn)距離為x，偏轉(zhuǎn)角度為，則假設(shè)電子到達屏幕時距中心的距離為r，則。
20. 為了讓電子擊中熒光屏，必須滿足條件。 當RD/2時，解為訓(xùn)練 1.選擇B，C 2.選擇B，C，D 3.選擇B，C 4.選擇B 5，選擇A，C6，答案（1）從問題中得出E ，如圖A。設(shè)(2)電子勻速向上運動，得(3)如圖B。 能力訓(xùn)練 1.選擇D 2、選擇A、C 3.選擇C 4.選擇B , C, D 5. 選擇 B, C, D 6. 選擇 C ??7. 選擇 D 8. 選擇 C ??9. 解 設(shè) M 點的坐標為 M (x, y) ，即小球在 M 點的動能和N分別為EkM和EkN，從坐標原點被拋起到移動到M點所需的時間為t，球的質(zhì)量為m，受到的電場力為F電。 從問題中我們知道，在垂直方向上是根據(jù)力獨立作用的原理。 在X方向上，小球在F電的作用下作勻加速運動。 根據(jù)牛頓第二定律和運動等時性，。
[江蘇省| 江蘇省淮安市淮安中學(xué)高中物理電容器與電場中電容性帶電粒子的運動復(fù)習學(xué)習計劃新民教版選修]21.有了以上聯(lián)解，(2)球上升下落時間相同的小球在x方向做勻加速運動。 有一個同時解決方案來獲得sN4x。 電場力 W 電 F 電 sN42.25J9J 由于重力所做的功為 0。根據(jù)動能定理 10。答案 (1) 假設(shè)電子在電壓 U1 的作用下加速的速度為 V0。 根據(jù)動能定理，可解出（2）電子以速度為0進入偏轉(zhuǎn)電場后，作垂直于電場方向的勻速直線運動，并作勻加速直線運動。沿電場方向以初速度為零的運動。 假設(shè)偏轉(zhuǎn)電場為 電場強度為E，電子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間為t1，電子的加速度為，離開偏轉(zhuǎn)電場時的橫向位移量為y1 。 根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式，解為 (3) 設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場時沿電場方向的速度為y。 根據(jù)運動學(xué)公式，得到y(tǒng)at1。 電子離開偏轉(zhuǎn)電場后，以勻速直線運動。 假設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場后到達熒光屏的時間為t2。 電子撞擊熒光屏的側(cè)面。 位移為y2。 如下圖所示，得到P點到O點的距離。
