静电场复习第三节

1、 (满分样板满分样板15分分)(2014年合肥六中测试年合肥六中测试)一长一长为为L的细线，上端固定，下端拴一质量为的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电、带电荷量为荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放电场中，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，当细线转过，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60角时角时，小球到达，小球到达B点速度恰好为零试求：点速度恰好为零试求： (1)AB两点的电势差两点的电势差UAB； (2)匀强电场的场强大小；匀强电场的场强大小； (3)小球到达小球到达B

2、点时，细线点时，细线对小球的拉力大小对小球的拉力大小力电综合问题分析力电综合问题分析例例4【思路点拨思路点拨】对带电小球由对带电小球由A到到B的过程应用的过程应用动能定理可求出动能定理可求出AB间的电势差间的电势差UAB，再根据，再根据UEd可求出电场强度；由小球到达可求出电场强度；由小球到达B点时的速点时的速度为零，沿半径方向的合力为零可求出细线对度为零，沿半径方向的合力为零可求出细线对小球的拉力小球的拉力图图6211即即【易误警示易误警示】小球到达小球到达B点的速度为零，但不点的速度为零，但不是平衡状态由是平衡状态由B点小球合力为零求出电场强度点小球合力为零求出电场强度的大小，再求电势差的

3、大小，是解答此题时常见的大小，再求电势差的大小，是解答此题时常见的错误的错误基础知识梳理基础知识梳理一、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_的导体组的导体组成成(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，充电后电容器两板充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的带上等量的_，电容器中储存，电容器中储存_放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中过程中_转化为其他形式的能转化为其他形式的能绝缘绝缘靠近

4、靠近绝对值绝对值异种电荷异种电荷电场能电场能电场能电场能第三节电容器与电容带电粒子第三节电容器与电容带电粒子在电场中的运动在电场中的运动2电容电容(1)定义式：定义式： _(2)单位：法拉单位：法拉(F)，1 F_F1012pF3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_成正比，与两极成正比，与两极板间板间_成反比成反比106正对面积正对面积介电常数介电常数距离距离(2)决定式：决定式：C ，k为静电力常量为静电力常量保持两极板与电源相连，则电容器两极板保持两极板与电源相连，则电容器两极板间间_不变不变充电后断

5、开电源，则电容器所带的充电后断开电源，则电容器所带的_不变不变特别提示：特别提示：(1)电容器的电容大小是由本身的电容器的电容大小是由本身的特性决定的，与极板间电压以及电容器带电特性决定的，与极板间电压以及电容器带电多少、带不带电荷无关多少、带不带电荷无关(2)电容器充、放电时，电流的方向可以由正电容器充、放电时，电流的方向可以由正电荷定向移动的方向来确定电荷定向移动的方向来确定电压电压电荷量电荷量二、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(1)处理方法：利用动能定理：处理方法：利用动能定理：qU_(2)适用范围：适用范围：_2带电粒子在

6、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，做类平抛运动，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.任何电场任何电场匀速直线匀速直线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：匀加速直线匀加速直线图图631三、示波管三、示波管1示波管装置示波管装置示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空如图抽成真空如图632所示所示图图6322工作原理工作原理示波器是可以用来观察电信号随时间变化情

7、况示波器是可以用来观察电信号随时间变化情况的一种电子仪器如果在偏转电极的一种电子仪器如果在偏转电极XX上加横向上加横向扫描电压，同时加在偏转电极扫描电压，同时加在偏转电极YY上所要研究的上所要研究的信号电压，电子束随信号电压的变化在纵向做信号电压，电子束随信号电压的变化在纵向做竖直方向的扫描，其竖直方向的扫描，其周期与偏转电极周期与偏转电极XX的扫描的扫描电压的周期相同电压的周期相同，在荧光屏上就显示出信号电，在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线压随时间变化的图线课堂互动讲练课堂互动讲练即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1.(2010年高考北京理综卷年高考北京理综

8、卷)用控制变量法，可以研究用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素影响平行板电容器电容的因素(如图如图633)设两设两极板正对面积为极板正对面积为S，极板间的距离为，极板间的距离为d，静电计指针，静电计指针偏角为偏角为.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，则不变不变图图633A结论：结论：不同的带电粒子从静止经过同一电场不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电

9、场，它们在电场中的加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转角度和偏转距离总是相同的偏转角度和偏转距离总是相同的图图634图图635A偏转角度不同偏转角度不同B偏转距离相同偏转距离相同C运动时间相同运动时间相同D动能相同动能相同答案：答案：B三、带电粒子在复合场中的运动三、带电粒子在复合场中的运动1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：如电子、质子、基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力力(但并不忽略质量但并不忽略质量)(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小

10、球等，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，一般都不能忽除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力略重力经典题型探究经典题型探究有关电容器的动态分析有关电容器的动态分析 (2010年高考重庆理综卷年高考重庆理综卷)某电容式话筒的原某电容式话筒的原理示意图如图理示意图如图637所示，所示，E为电源，为电源，R为电阻，为电阻，薄片薄片P和和Q为两金属极板，对着话筒说话时，为两金属极板，对着话筒说话时，P振动振动而而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

11、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637D 变式训练变式训练1一平行板电容器充电后与电源断开，负一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一极板接地，在两极板间有一正电荷正电荷(电荷量很小电荷量很小)固定固定在在P点，如图点，如图638所示，以所示，以E表示两极板间的场强表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，表示电容器的电压，EP表示正电荷在表示正电荷在P点的电势点的电势能若负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的能若负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置位置( ) AU变小，变小，E不变不变 BE变大，变大，EP变大变大

12、CU变小，变小，EP不变不变 DU不变，不变，EP不变不变图图638AC (2014年铜陵调研年铜陵调研)如图如图6310所示，两块平所示，两块平行金属板行金属板M、N竖直放置，两板间的电势差竖直放置，两板间的电势差U1.5103 V，现将一质量，现将一质量m1102 kg、电荷量、电荷量q4105 C的带电小球从两板上方的的带电小球从两板上方的A点以点以v04 m/s的初速度水平抛出，且小球恰好从靠近的初速度水平抛出，且小球恰好从靠近M板上端处板上端处进入两板间，沿直线运动碰到进入两板间，沿直线运动碰到N板上的板上的B点已知点已知A点距两板上端的高度点距两板上端的高度h0.2 m，不计空气阻

13、力，取，不计空气阻力，取g10 m/s2.求：求：图图6310(1)M、N两板间的距离两板间的距离d；(2)小球到达小球到达B点时的动能点时的动能带电体在匀强电场中的运动带电体在匀强电场中的运动例例2答案：答案：(1)0.3 m(2)0.175 J带电粒子在交变电场中的运动带电粒子在交变电场中的运动例例3 (满分样板满分样板15分分)如图所示，如图所示，真空室中速度真空室中速度v01.6107 m/s的的电子束，连续地沿两水平金属板电子束，连续地沿两水平金属板中心线中心线OO射入，已知极板长射入，已知极板长l4 cm，板间距离，板间距离d1 cm，板右端距离荧光屏板右端距离荧光屏PQ为为L18

14、 cm.【答案答案】10 cm【规律总结规律总结】(1)此题属于带电粒子在交变电场中的此题属于带电粒子在交变电场中的运动问题，但因粒子在电场中运动时间极短，粒子运动问题，但因粒子在电场中运动时间极短，粒子在电场中运动的过程中可认为电场是不变的在电场中运动的过程中可认为电场是不变的(2)打在屏上最上端和最下端的电子是否是沿金属板打在屏上最上端和最下端的电子是否是沿金属板边缘飞出的电子应当通过计算做出判断边缘飞出的电子应当通过计算做出判断变式训练变式训练3真空中足够大的两个相互平行的金真空中足够大的两个相互平行的金属板属板a和和b之间的距离为之间的距离为d，两板之间的电压，两板之间的电压Uab按按如图如图631