电容器,偏转粒子在电场中偏转

1、结束放映结束放映返回目录返回目录 1.平行板电容器的动态问题分析平行板电容器的动态问题分析 思想方法思想方法10.带电粒子在交变电场中带电粒子在交变电场中的运动问题的运动问题 素养素养提升提升热点热点突破突破 2.带电粒子带电粒子(带电体带电体)在匀强电场中的直在匀强电场中的直线运动问题线运动问题 本讲概要本讲概要选修选修3-1第六章静电场第六章静电场第第3讲讲 电容器电容器 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动 高考真题高考真题视频展台视频展台 3.带电粒子在匀强电场中的偏转问题带电粒子在匀强电场中的偏转问题 结束放映结束放映返回目录返回目录 1常见电容器(1)组成：由两个彼此 又相

2、互 的导体组成(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的 (3)电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量 的 ，电容器中储存 放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程 中 转化为其他形式的能常见电容器电容器的电压、电荷量常见电容器电容器的电压、电荷量 和电容的关系和电容的关系(考纲要求考纲要求 )绝缘绝缘 靠近靠近 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 结束放映结束放映返回目录返回目录电荷量电荷量 容纳电荷容纳电荷 106 结束放映结束放映返回目录返回目录正对面积正对面积 介电常数介电常数 结束放映结束放映返回目录返回目录带电粒子在匀强电场中的运

3、动带电粒子在匀强电场中的运动 (考纲要求考纲要求 ) 加加(减减)速速 结束放映结束放映返回目录返回目录 2带电粒子在匀强电场中的偏转(1)条件分析：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场(2)运动性质： 运动(3)处理方法：分解成相互 的两个方向上的 ， 类似于 (4)运动规律：沿初速度方向做 运动沿电场方向，做初速度为零的 运动匀变速曲线匀变速曲线 垂直垂直 直线运动直线运动 平抛运动平抛运动 匀速直线匀速直线 匀加速直线匀加速直线 结束放映结束放映返回目录返回目录结束放映结束放映返回目录返回目录 1.构造 ，偏转极板，荧光屏(如图631所示) 图631示波管示波管(考纲要求考纲要求 ) 电子

4、枪电子枪 结束放映结束放映返回目录返回目录 2工作原理(1)YY上加的是待显示的 ，XX上 是 机 器 自 身 产 生 的 锯 齿 形 电 压 ， 叫做 (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 ，在那里产生一个亮斑若所加扫描电压和 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变化的稳定图象信号电压信号电压 扫描电压扫描电压 中心中心 信号电压信号电压 结束放映结束放映返回目录返回目录热点热点1平行板电容器的动态问题分析平行板电容器的动态问题分析 1.分析比较分析比较的思路的思路 确定不变量，分析是电压不变还是所带电确定不变

5、量，分析是电压不变还是所带电荷量不变荷量不变.电容器始终和电源连接，此时电容器始终和电源连接，此时U恒定恒定.电容器充电后电源断开，此时电容器充电后电源断开，此时Q恒定恒定.2.常见类型常见类型用定义式用定义式CQ/U分析电容器所带电荷量分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化或两极板间电压的变化 用用EU/d分析电容器极板间场强的变化分析电容器极板间场强的变化.结束放映结束放映返回目录返回目录审题审题设疑设疑1.电容器充电后与电源断开，隐含了什么条件？电容器充电后与电源断开，隐含了什么条件？ 2.根据哪些公式判定根据哪些公式判定d 增大时增大时,C、U、E的变化情况？的变化情况？ 【典例典例

6、1】 如图示如图示,先接通先接通S使电容器充电使电容器充电,然后断开然后断开S.当增大当增大两极板间距离时两极板间距离时,电容器所带电荷量电容器所带电荷量Q、电容、电容C、两极板间电、两极板间电势差势差U、两极板间场强、两极板间场强E的变化情况是的变化情况是().AQ变小，变小，C不变，不变，U不变，不变，E变小变小BQ变小，变小，C变小，变小，U不变，不变，E不变不变CQ不变，不变，C变小，变小，U变大，变大，E不变不变DQ不变，不变，C变小，变小，U变小，变小，E变小变小 解析显隐解析显隐结束放映结束放映返回目录返回目录请完成对应本典例的请完成对应本典例的“跟踪短训跟踪短训”解电容器问题的

7、常用技巧解电容器问题的常用技巧规律方法规律方法 结束放映结束放映返回目录返回目录热点热点2带电粒子带电粒子(带电体带电体)在匀强电场中的直线运动问题在匀强电场中的直线运动问题 1.带电体在匀强电场中的直线运动问题的分析方法带电体在匀强电场中的直线运动问题的分析方法 结束放映结束放映返回目录返回目录【典例典例2】 (2013全国新课标全国新课标，16)一水平放置的平行板电容一水平放置的平行板电容器的两极板间距为器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计小孔对电场的影响可忽略不计)小孔正上方处小孔正上方处d

8、/2的的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处容器，并在下极板处(未与极板接触未与极板接触)返回若将下极板向上平返回若将下极板向上平移移d/3 ，则从，则从P点开始下落的相同粒子将点开始下落的相同粒子将()A打到下极板上打到下极板上 B在下极板处返回在下极板处返回C在距上极板在距上极板d/2处返回处返回 D在距上极板在距上极板2d/5处返回处返回审审题题设设疑疑1.表明平行板电容器两端电压不变表明平行板电容器两端电压不变.2. 电荷的整个下落过程中受几个力作电荷的整个下落过程中受几个力作用？各力做功情况怎样？

9、用哪个物理用？各力做功情况怎样？用哪个物理规律描述此过程最简捷？规律描述此过程最简捷？转转 解析解析d/23. 下极板上移后下极板上移后,电荷在下落过程中受电荷在下落过程中受力情况又怎样？能否碰下极板？如何力情况又怎样？能否碰下极板？如何假设电荷运动情况来解答问题？假设电荷运动情况来解答问题？mgF电电?结束放映结束放映返回目录返回目录转转 原题原题结束放映结束放映返回目录返回目录处理带电粒子在电场中运动的常用技巧处理带电粒子在电场中运动的常用技巧 请完成对应本典例的请完成对应本典例的“跟踪短训跟踪短训”(1)微观粒子微观粒子(如电子、质子、如电子、质子、粒子等粒子等)在电场中的运动，在电场中

10、的运动，通常不必考虑其重力及运动中重力势能的变化通常不必考虑其重力及运动中重力势能的变化(2)普通的带电体普通的带电体(如油滴、尘埃、小球等如油滴、尘埃、小球等)在电场中的运动，在电场中的运动，除题中说明外，必须考虑其重力及运动中重力势能的变除题中说明外，必须考虑其重力及运动中重力势能的变化化 规律方法规律方法 结束放映结束放映返回目录返回目录热点热点3带电粒子在匀强电场中的偏转问题带电粒子在匀强电场中的偏转问题 带电粒子在电场中偏转过程展示带电粒子在电场中偏转过程展示v0vv0vyyy=?m q(1)确定最终偏移距离确定最终偏移距离 思路思路 思路思路 (2)确定偏转后的动能确定偏转后的动能

11、(或速度或速度) 思路思路 思路思路结束放映结束放映返回目录返回目录【典例典例3】 (2013广东卷，广东卷，15)喷墨打印机的简化模型如图示，喷墨打印机的简化模型如图示，重力可忽略的墨汁微滴重力可忽略的墨汁微滴,经带电室带负电后经带电室带负电后,以速度以速度v垂直匀强电垂直匀强电场飞入极板间场飞入极板间,最终打在纸上最终打在纸上,则微滴在极板间电场中则微滴在极板间电场中().A向负极板偏转向负极板偏转B电势能逐渐增大电势能逐渐增大C运动轨迹是抛物线运动轨迹是抛物线D运动轨迹与带电量无关运动轨迹与带电量无关 审题审题设疑设疑(1)负电荷所受电场力的方向怎样？负电荷所受电场力的方向怎样？(2)带

12、电微滴进入电场后做什么运动？带电微滴进入电场后做什么运动？ (3)带电微滴在水平方向做什么运动？在竖直方向做什带电微滴在水平方向做什么运动？在竖直方向做什么运动？么运动？转转 解析解析结束放映结束放映返回目录返回目录转转 原题原题结束放映结束放映返回目录返回目录分析带电粒子在匀强电场中的偏转问题的关键分析带电粒子在匀强电场中的偏转问题的关键 请完成对应本典例的请完成对应本典例的“跟踪短训跟踪短训”(1)条件分析：条件分析：只受电场力作用的带电粒子，以初速度只受电场力作用的带电粒子，以初速度v0垂直进入匀强电场后，做类平抛运动垂直进入匀强电场后，做类平抛运动(2)运动分析：运动分析：一般用分解的

13、思想来处理一般用分解的思想来处理.规律方法规律方法 两个结论：两个结论：(1)不同带电粒子由静止开始，经同一电场加速后再从同不同带电粒子由静止开始，经同一电场加速后再从同一偏转电场射出时，偏转角度总相同一偏转电场射出时，偏转角度总相同(2)粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点为粒子水平位移的中点长线的交点为粒子水平位移的中点.结束放映结束放映返回目录返回目录1.常见产生交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等常见产生交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等.思想方法思想方法10.带电粒子在交变电场中的运动问题带电粒子在交

14、变电场中的运动问题2.电荷在交变电荷在交变电场中常见的电场中常见的运动情况运动情况(1)单向直线运动单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解一般用牛顿运动定律求解)(2)往返运动往返运动(一般分段研究一般分段研究)(3)偏转运动偏转运动(一般由交变电场特点分段研究一般由交变电场特点分段研究)结束放映结束放映返回目录返回目录(1)粒子在板间做什么运动？粒子在板间做什么运动？ (2)粒子沿初速度方向做什么运动？粒子沿初速度方向做什么运动？审审题题析析疑疑(3)粒子在垂直初速度方向做什么运粒子在垂直初速度方向做什么运动？动？【典例典例】 如图甲所示如图甲所示,长为长为L、间距为、间距为d的两金属板的两金

15、属板A、B水平放置，水平放置，ab为两板的中心线为两板的中心线,一个带电粒子以速度一个带电粒子以速度v0从从a点水平射入，沿直点水平射入，沿直线从线从b点射出，若将两金属板接到如图乙所示的交变电压上点射出，若将两金属板接到如图乙所示的交变电压上,欲使欲使该粒子仍能从该粒子仍能从b点以速度点以速度v0射出射出,求求:(1)交变电压的周期交变电压的周期T应满足什么条件？应满足什么条件？(2)粒子从粒子从a点射入金属板的时刻应满足点射入金属板的时刻应满足 什么条件？什么条件？ (4)“欲使该粒子仍能从欲使该粒子仍能从b点以点以v0射出射出” 隐含了粒子运动的什么状态？隐含了粒子运动的什么状态？转解析转解析播放播放设设+qv0结束放映结束放映返回目录返回目录转转 原题原题结束放映结束放映返回目录返回目录 带电粒子在交变电场中的运动问题，由于不同时间带电粒子在交变电场中的运动问题，由于不同时间内场强不同，使得带电粒子所受的电场力不同，造成带内场强不同，使得带电粒子所受的电场力不同，造成带电粒子的运动情况发生变化电粒子的运动情况发生变化 解决这类问题，要分段进行分析，根据题意找出满解决这类问题，要