人教版版本高三物理第一轮总复习课件六：静电场课件

1、高三物理第一轮总复习2022/9/29高三物理第一轮总复习2022/9/272022/9/292022/9/272022/9/292022/9/271、两种电荷：在自然界中存在两种电荷，即正电荷和负电荷，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电第一课时库仑定律电场强度3、起电方式：使物体带电的三种方式有摩擦起电、接触起电、感应起电，物体带电的本质是电子的转移2、电荷的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，任何带电物体都能吸引轻小物体一、电荷及电荷守恒定律注意：完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分2022/9/291、两种电荷：在自然界中

2、存在两种电荷，即正电荷和负电荷，毛皮5、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体，在任何转移的过程中，电荷的总量不变，这个规律叫做电荷守恒定律4、电荷量概念：电荷的多少叫电荷量在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，符号是C最小的电荷量叫做元电荷，用e表示， e1.601019C.2022/9/295、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球 a，a的表面镀有铝膜，在 a 的近旁有一绝缘金属球 b，开始时 a、b都不带电，如图所示，现使 b 带电，则( )Aa、b 之间不发生相互作

3、用Bb 将吸引 a，吸住后不放开Cb 立即把 a 排斥开Db 先吸引 a，接触后又把 a 排斥开D例与练2022/9/29绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球 a，a的表面镀有铝膜，内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力的大小，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向沿着它们的连线二、库仑定律1、点电荷：是一种理想化模型，只要带电体的大小、形状等因素对它们之间相互作用力的影响可忽略时，带电体可视为点电荷，均匀带电球体可视为位置在球心的点电荷注意：两带电体的距离远大于带电体的尺寸，带电体就可视为点电荷2、库仑定律表达式： (其中k9.0109 Nm2/C2，叫静电力常

4、量) 2022/9/29内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力的大小，跟它们的电荷适用条件：.真空； 点电荷注意：对于两个带电金属球间的相互作用力的计算，要考虑金属表面电荷的重新分布，只有均匀带电球体才可视为电荷集中于球心的点电荷若两球带同种电荷时，实际距离比两球心距离大，如图(a)所示，若两球带异种电荷时，实际距离比两球心距离小，如图(b)所示2、库仑定律2022/9/29适用条件：.真空； 点电荷注意：对于两个带电关于点电荷，下列说法中正确的是( )A只有体积很小的带电体才能看成是点电荷B体积较大的带电体一定不能看成是点电荷C当两个带电体的大小形状对它们之间的相互作用的影响可忽略时，可看成

5、点电荷D当带电体带电量很少时，可看成点电荷C例与练2022/9/29关于点电荷，下列说法中正确的是( )C例两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为r/2，则两球间库仑力的大小为( )A.(1/12)F B.(3/4)FC.(4/3)F D.12FC例与练两个相同的金属小球(可视为点电荷)所带电量之比为 17，在真空中相距为 r，把它们接触后再放回原处，则它们间的静电力可能为原来的( )A4/7 B3/7 C9/7 D16/7CD2022/9/29两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(

6、均可视为点电荷“真空中两个静止点电荷相距10 cm，它们之间的相互作用力大小为910-4 N。当它们合在一起时，成为一个带电荷量为310-8 C的点电荷。问原来两电荷的带电荷量各为多少？”某同学求解如下：根据电荷守恒定律： 根据库仑定律：，以q2=b/q1代入式得q12-aq1+b=0，解得 ，根号中的数值小于0，经检查，运算无误。试指出求解过程中的问题并给出正确的解答。答案： q1=510-8 C; q2=210-8 C；q1、q2异号例与练2022/9/29“真空中两个静止点电荷相距10 cm，它们之间的相互作用力大(1)正、负电荷必须相互间隔 (两同夹异)(2)QAQB，QCQB (两大

7、夹小)(3)若QCQA则QB靠近QA (近小远大)3、三点电荷平衡问题二、库仑定律如图所示，在一条直线上的三点A、B、C，自由放置点电荷QA、QB、QC，每个电荷在库仑力作用下均处于平衡状态的条件是：解决方法是根据三点电荷合力（场强）均为零列方程求解。（A平衡）（B平衡）2022/9/29(1)正、负电荷必须相互间隔 (两同夹异)3、三点电荷平如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q (q0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接。当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l。已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为( )A.l+5kq2/(2k0

8、l2) B.l-kq2/(k0l2)C.l-5kq2/(4k0l2) D.l-5kq2/(2k0l2)C解析：以左边小球为研究对象，它受另外两个带电小球的库仑斥力和弹簧弹力作用而平衡，有F=k0 x=kq2/l2+kq2/(2l)2=5kq2/(4l2),x=5kq2/(4k0l2)，故弹簧原长：l0=l-x=l-5kq2/(4k0l2)。例与练2022/9/29如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q (q0)如图所示，真空中 A、B 两个点电荷的电荷量分别为Q 和q，放在光滑绝缘水平面上，A、B 之间用绝缘的轻弹簧连接当系统平衡时，弹簧的伸长量为 x0.若弹簧发生的均是弹性形变，则

9、( )A保持Q不变，将q 变为2q，平衡时弹簧的伸长量等 于2x0B保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小 于2x0C保持Q不变，将q变为q，平衡时弹簧的缩短量等 于x0D保持q不变，将Q变为Q，平衡时弹簧的缩短量 小于x0例与练B2022/9/29如图所示，真空中 A、B 两个点电荷的电荷量分别为Q 和定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质定义式：定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度2、电场强度三、电场、电场强度1、电场基本性质：对放入其中的电荷有力的作用注意：电场中某点场强的大小和方向与该点放不放电荷及所放电荷的大小和电

10、性无关，由电场本身决定单位：牛/库，符号N/C.2022/9/29定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度的方向电场的叠加：空间同时存在几个电场时，空间某点的场强等于各电场在该点的场强的矢量和，电场强度的叠加遵循平行四边形定则真空中点电荷场强的计算式： (其中Q叫做场源电荷)注意：在 中q为试探电荷，E由电场本身决定与q无关，在 中Q为场源电荷，Q的大小及电性决定电场的性质，E与Q有关2022/9/29矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场3、三种电场强度计算公式的比较2022/9/293、三种电

11、场强度计算公式的比较2022/9/27一带电量为 q 的检验电荷在电场中某点受到的电场力大小为 F，该点场强大小为 E，则下面能正确反映这三者关系的是( )BC例与练2022/9/29一带电量为 q 的检验电荷在电场中某点受到的电场力大小为 F(2010年海南卷)如图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，MOP60.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为( )B例与练2022/9/29(2010年海南卷)如图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上如图所示，A

12、、B、C为一直角三角形的三个顶点，其中B=300，现在A、B两点放置两点电荷qA、qB，测得C点场强方向与AB平行，则qA带 电，两点电荷的电量大小之比qA：qB= 。负1：8例与练2022/9/29如图所示，A、B、C为一直角三角形的三个顶点，其中B=30ab是长为l的均匀带电细杆，P1、P2是位于ab所在直线上的两点，位置如图所示。ab上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E1，在P2处的场强大小为E2。则以下说法正确的是( )A.两处的电场方向相同，E1E2B.两处的电场方向相反，E1E2C.两处的电场方向相同，E1E2D.两处的电场方向相反，E1E2D例与练2022/9/29ab是长为

13、l的均匀带电细杆，P1、P2是位于ab所在直线上的如图所示，均匀带电圆环所带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，P为垂直于圆环平面中心轴上的一点，OP=L，试求P点的场强大小。解析：将圆环分成n小段后，每一小段所带电荷量为q=Q/n，由点电荷场强公式可求得每一小段在P处的场强为由对称性可知，各小段带电圆环在P处垂直于中心轴方向的分量Ey相互抵消，沿中心轴方向分量Ex之和即为带电圆环在P处的场强EP。 例与练2022/9/29如图所示，均匀带电圆环所带电荷量解析：将圆环分成n小段后，每电场线是人们为了形象的描绘电场而想象出的一些线，客观并不存在四、电场线1、定义：画在电场中有方向的曲线，曲线上每点的

14、切线方向表示该点的电场强度的方向2、电场线的特征从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止没有画出电场线的地方不一定没有电场疏密表示该处电场的强弱，即表示该处场强的大小切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向2022/9/29电场线是人们为了形象的描绘电场而想象出的一些线，客观并不存匀强电场的电场线平行且距离相等顺着电场线方向，电势越来越低电场线永不相交也不闭合电场线不是电荷运动的轨迹电场线的方向是电势降落陡度最大的方向，电场线跟等势面垂直2、电场线的特征2022/9/29匀强电场的电场线平行且距离相等电场线永不相交也不闭合点电荷的电场线分布

15、：正电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远，负电荷的电场线从无穷远处发出，终止于负电荷 3、几种常见电场的电场线分布两个等量点电荷的电场线分布：电场线从正电荷(或者从无限远)出发到负电荷终止(或者延伸到无限远)点电荷与带电平板的电场线分布平行板电容器间的电场线分布2022/9/29点电荷的电场线分布：正电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远，4、等量异种电荷和等量同种电荷电场强度分布规律(1)(2)2022/9/294、等量异种电荷和等量同种电荷电场强度分布规律(1)(2)2法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场。图为点电荷a、b所形成电场线分布图，以下几种说法正确的是( )A.a、b为异种电荷

16、，a带的电荷量大于b带的电荷量B.a、b为异种电荷，a带的电荷量小于b带的电荷量C.a、b为同种电荷，a带的电荷量大于b带的电荷量D.a、b为同种电荷，a带的电荷量小于b带的电荷量B例与练2022/9/29法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场。图为点电荷a、b所两带电量分别为 q 和q 的点电荷放在 x 轴上，相距为 L，能正确反映两电荷连线上场强大小 E 与 x 关系的是 ( )A例与练由右图分析2022/9/29两带电量分别为 q 和q 的点电荷放在 x 轴上，相距为 第二课时电势电势差电势能电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，即WABEpAEpB.一、电场力

17、做功的特点与电势能1、电场力做功的特点在电场中移动电荷时，电场力做功与路径无关，只与始末位置有关，可见电场力做功与重力做功相似在匀强电场中，电场力做的功WqEd，其中d为沿电场线方向的位移2、电势能定义：电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从这点移到选定的参考点的过程中电场力所做的功电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零2022/9/29第二课时电势电势差电势能电场力做功与电势能变化的关系与电场方向的关系：沿电场(电场线)方向电势降低二、电势与等势面1、电势定义：电荷在电场中某点具有的电势能Ep与本身电荷量q的比值公式： ，国际单位是伏特(V)或焦耳/库仑

18、(J/C)正负：电势是标量，但有正负，电势的正或负表示该点电势比零电势点高或低注意：电势的大小与电场本身以及零电势点的选取有关，与试探电荷的电荷量及电势能无关 2022/9/29与电场方向的关系：沿电场(电场线)方向电势降低二、电势与对非匀强电场，在电场线密集的地方，等差等势面也密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面也稀疏2、等势面定义：电场中电势相等的点构成的面，与地图中的等高线相似特点等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面在同一等势面上移动电荷时电场力不做功在空间中两等势面不相交。2022/9/29对非匀强电场，在电场线密集的地方，等差等势面也

19、密集；在电场电场线与等势面的关系2022/9/29电场线与等势面的关系2022/9/27如图表示某电场的电场线和等势面，如果要求任意相邻的等势面间的电势差都相等，则等势面画得正确的是图（ ）ABCDA例与练2022/9/29如图表示某电场的电场线和等势面，如果要求任意相邻的等势面间的(2011 年佛山一模)在图中，实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线，则下列有关 P、Q两点的相关说法中正确的是( )A两点的场强等大、反向BP 点电场更强C两点电势一样高DQ 点的电势较低例与练C2022/9/29(2011 年佛山一模)在图中，实线和虚线分别表示等量异种点如图甲是某电场中的一条电场线

20、，a、b是这条线上的两点，一负电荷只受电场力作用，沿电场线从a运动到b在这过程中，电荷的速度一时间图线如图乙所示，比较a、b两点电势的高低和场强的大小（ ）AB C Dab甲乙0tvB例与练2022/9/29如图甲是某电场中的一条电场线，a、b是这条线上的两点，一负电如图甲所示，AB 是某电场中的一条电场线若有一电子以某一初速度并且仅在电场力的作用下，沿 AB由 A 点运动到 B 点，其速度时间图象如图乙所示下列关于 A、B 两点的电势和电场强度 E 大小的判断正确的是( )AEAEB BEAB DAOB。一带负电的试探电荷仅受电场力作用，运动轨迹如图中实线所示，设M、N两点的场强大小分别为E

21、M、EN，电势分别为M、N.下列判断中正确的是( )AB点电荷一定带正电BEMND此试探电荷在M处的电势能 小于N处的电势能AB例与练2022/9/29如图所示，真空中有两个等量异种点电荷A、B，M、N、O是AB如图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在电场力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV。当这一点电荷运动到某一位置，其电势能为8 eV时，它的动能为( )A8 eV B15 eVC20 eV D34 eV例与练C2022/9/29如图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势

22、面(2009江苏)空间某一静电场的电势在x轴上分布如图所示，x轴上B、C两点电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有( )AEBx的大小大于ECx的大小BEBx的方向沿x轴正方向C电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大D负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功AD例与练2022/9/29(2009江苏)空间某一静电场的电势在x轴上分布如图所示解析：在B点和C点附近分别取很小的一段d，由图象，B点段对应的电势差大于C点段对应的电势差，看做匀强电场有 ，可见EBxECx，A项正确；同理可知O点场强最小，电荷在该点受到的电场力最小，C项错误；沿电场方向电势

23、降低，在O点左侧，EBx的方向沿x轴负方向，在O点右侧，ECx的方向沿x轴正方向，所以B项错误，D项正确。2022/9/29解析：在B点和C点附近分别取很小的一段d，由图象，B点段对应(2010江苏卷)空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示下列说法正确的是( )AO点的电势最低Bx2点的电势最高Cx1和x1两点的电势相等Dx1和x3两点的电势相等C例与练2022/9/29(2010江苏卷)空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度 解析：可画出电场线，如下： 沿电场线电势降落(最快)，所以O点电势可能最高，也可能最低，A、B错误；根据UEd，电场强度是变量，U可用图象面

24、积表示，所以C正确；x1、x3两点电场强度大小相等，电势不相等，D错误2022/9/29 解析：可画出电场线，如下：2022/9/27一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q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，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60角时，小球到达B点速度恰好为零试求：(1)AB两点的电势差UAB；(2)匀强电场的场强大小；(3)小球到达B点时，细线对小球的拉力大小例与练解析（1）下落过程由动能定理：2022/9/29一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小（2）根据匀强电场中电势差与场强的关系，有

25、：（3）在B点对小球受力分析如图，由圆周运动可得：小球速度最大时，绳子与水平方向的夹角为多大？以后小球如何运动？2022/9/29（2）根据匀强电场中电势差与场强的关系，有：（3）在B点对小如图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为E1.25104N/C，一根长 L1.5 m、与水平方向的夹角为37的光滑绝缘细直杆 MN 固定在电场中，杆的下端 M 固定一个带电小球A，电荷量Q 4.5106 C；另一带电小球B 穿在杆上可自由滑动，电荷量 q1.010-6C，质量 m1.010-2kg，现将小球从杆的上端 N 静止释放，小球 B 开始运动(静电力常量k9.0109 Nm2/C2，g 取10 m/

26、s2，sin 370.6，cos 370.8)求：(1)小球 B 开始运动时的加速度为多大？(2)小球 B 的速度最大时，与 M 端的距离 r 为多大？例与练2022/9/29如图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为E1.251042022/9/292022/9/27第四、五课时电容带电粒子在电场中的运动充电：使电容器带电的过程。 充电后电容器两板带上等量 的异种电荷，电容器中储存 电场能一、电容器、电容1、电容器组成：由两个彼此绝缘又相隔很近的导体组成带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值电容器的充、放电RCS12Er2022/9/29第四、五课时电容带电粒子在电场中的运动充电：使电容器带充电

27、过程： A、有电流，电流强度由大变小B、电容器带电量增加C、电容器两极板间电势差增大D、电容器中电场强度增大注意：当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电势差与充电电压相等。E、电源的能量转化为电场能。RCS12Er充电过程通过R的电流方向如何？2022/9/29充电过程： A、有电流，电流强度由大变小B、电容器带电量增放电过程：A、有电流，电流方向是从正极板流 出，电流强度由大变小。B、电容器上电荷量减少C、电容器两极板间电势差减小D、电容器中电场强度减小E、电场能转化为其它形式的能注意：当电容器放电结束后，电容器电路中无电流。放电过程实际上是正负电荷的中和。RCS12E

28、r放电：使充电后的电容器失去电荷的过程。放电过程中电场能转化为其他形式的能充电过程通过R的电流方向如何？2022/9/29放电过程：A、有电流，电流方向是从正极板流B、电容器上电荷量物理意义：表示电容器容纳电荷本领大小的物理量2、电容定义：电容器所带的电荷量与电容器两极板间的电势差的比值定义式：单位：法拉(F)，1F106F1012pF平行板电容器：注意：电容是描述电容器性质的物理量，其大小由电容器本身的性质决定，与Q和U均无关使电容器两极板间的电势差增加1V所需要的电量。1F=1C/V意义：电容器带的电量为1C，两极间的电势差（电压）为1V，电容器的电容就是1F。决定式2022/9/29物理

29、意义：表示电容器容纳电荷本领大小的物理量2、电容定电容器A的电容比电容器B的电容大，表明( )A、A所带的电量比B 多。B、A比B能容纳更多的电量。C、A的两极板间能加的电压比B更大。D、两电容器的电压都是1V时，A的电量比B大。D例与练2022/9/29电容器A的电容比电容器B的电容大，表明( 如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地.开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度。在以下方法中，能使悬线的偏角变大的是( )A.缩小ab间的距离B.加大ab间的距离C

30、.取出ab两极板间的电介质D.换一块形状大小相同介电常数更大的电介质BC例与练2022/9/29如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板如图所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电荷量为Q，上极板带正电，两极板间距离为d。现将一个检验电荷+q由两极板间的A点移动到B点，A、B两点间的距离为s，连线AB与极板间的夹角为30,则电场力对检验电荷+q所做的功等于( )例与练C2022/9/29如图所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电荷量为Q，上极板(2008 年全国卷)一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速

31、率成正比若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率 v 匀速下降；若两极板间的电压为 U，经一段时间后，油滴以速率 v 匀速上升若两极板间电压为U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是( )A2v、向下 B2v、向上C3v、向下 D3v、向上 C例与练2022/9/29(2008 年全国卷)一平行板电容器的两个极板水平放置，两二、带电粒子在电场中的加速和偏转1、带电粒子在电场中的加速 带电粒子在电场中的加速直线运动，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在匀强电场中：在非匀强电场中：若v00则：若v00则：此公式适用于一切电场2022/9/29二、带电粒子在电场中的

32、加速和偏转1、带电粒子在电场中的加速 下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后，速度最大的是( )A、质子 B、氘核C、粒子 D、钠离子例与练A2022/9/29下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后，速度最大的是( 如图所示，水平放置的A、B两平行板相距d=35cm，两板间的电势差U=3.5104V。现有质量m=7.010-6kg、电荷量q= -6.010-10C的带电油滴在B板下方距离h=15cm的O处，以初速度v0竖直向上抛出并从B板小孔进入板间电场，欲使油滴到达A板时速度恰为零，油滴上抛的初速度v0应为多大？ABdhv0O例与练解：若 ，由动能定理，有：若 ，由动能定理，有：20

33、22/9/29如图所示，水平放置的A、B两平行板相距d=35cm，两板间的飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的比荷q/m.如图甲，带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB，可测得离子飞越AB所用时间t1.改进以上方法，如图乙，让离子飞越AB后进入场强为E(方向如图)的匀强电场区域BC，在电场的作用下离子返回B端，此时，测得离子从A出发后飞行的总时间t2.(不计离子重力)例与练2022/9/29飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的比荷q/m.如(1)忽略离子源中离子的初速度，用t1计算比荷；用t2计算比荷(2)离子源中相同比荷离子的初速度不同，设两个比荷都为

34、q/m的离子在A端的速度分别为v和v(vv)，在改进后的方法中，它们飞行的总时间通常不同，存在时间差t.可通过调节电场E使t0.求此时E的大小解析：设离子的质量为m，电量为q，经电场加速后的速度为v，则：离子飞越真空管AB做匀速直线运动，则：解得：2022/9/29(1)忽略离子源中离子的初速度，用t1计算比荷；用t2计离子在匀强电场区域BC做往返运动，设加速度a，则：或：设离子在A端的速度分别为v和v时间为t和t,则：要使t=0，则须所以：解得：解得：又：2022/9/29离子在匀强电场区域BC做往返运动，设加速度a，则：或：设真空中足够大的两个相互平行的金属板a和b之间的距离为d，两板之间

35、的电压Uab按如图所示规律变化，其变化周期为T。在t0时刻，一带电粒子(q)仅在该电场的作用下，由a板从静止开始向b板运动，并于tnT(n为自然数)时刻，恰好到达b板求：若粒子在tT/6时刻才开始从a板运动，那么经过同样时间，它将运动到离a板多远的地方？例与练答案：d/32022/9/29真空中足够大的两个相互平行的金属板a和b之间的距离为d，两板制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为d的两平行极板，如图甲所示。加在极板A、B间的电压UAB作周期性变化，其正向电压为U0，反向电压为-kU0(k1)，电压变化的周期为2，如图乙所示。在t=0时，极板B附近的一个电子，质量为m、电荷量为e，

36、受电场作用由静止开始运动。若整个运动过程中，电子未碰到极板A，且不考虑重力作用。若k=5/4，电子在02时间内不能到达极板A，求d应满足的条件？甲乙例与练2022/9/29制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为d的两平行极板由题知dx1+x2，解得：解析：电子在0时间内做匀加速运动加速度的大小：位移：在2时间内先做匀减速运动，后反向做匀加速运动加速度的大小：匀减速的初速度的大小：匀减速运动阶段的位移：2022/9/29由题知dx1+x2，解得：解析：电子在0时间内做匀加速(2011年长春调研)如图所示，两块平行金属板M、N竖直放置，两板间的电势差U1.5103 V，现将一质量m1102

37、 kg、电荷量q4105 C的带电小球从两板上方的A点以v04 m/s的初速度水平抛出，且小球恰好从靠近M板上端处进入两板间，沿直线运动碰到N板上的B点已知A点距两板上端的高度h0.2 m，不计空气阻力，取g10 m/s2。求：(1)M、N两板间的距离d；(2)小球到达B点时的动能例与练解析：小球进入电场前做平抛运动，竖直方向有：进入电场后做直线运动，速度方向与合力方向相同，有：解得：2022/9/29(2011年长春调研)如图所示，两块平行金属板M、N竖直放置从A点到B点的过程由动能定理，有：由几何关系可知：解得：2022/9/29从A点到B点的过程由动能定理，有：由几何关系可知：解得：2、

38、带电粒子在电场中的偏转模型建立：如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子以速度v0垂直于电场线射入匀强偏转电场，偏转电压为U，极板长度为l，两极板间距为d.受力特点：带电粒子只受一个电场力(恒力)，且初速度方向与电场力方向垂直受力和运动状态分析 ：运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用而做类似平抛的匀变速曲线运动2022/9/292、带电粒子在电场中的偏转模型建立：如图所示，质量为m、电粒子偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动的分析处理方法，即应用运动的合成和分解的知识处理方法：粒子穿越电场的时间t粒子在垂直电场方向以v0做匀速直

39、线运动，粒子穿越电场的时间：粒子离开电场时的速率vt粒子沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度 ，粒子离开电场时平行电场方向的分速度： 所以：2022/9/29粒子偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动的分析处理方法，即应粒子离开电场时的侧移距离y： （偏转距离）粒子离开电场时的速度偏角：提醒：平抛运动的推论在此运动中都适用，如：粒子从两板中间射入时就象是从两板间的中点沿直线射出的 。带同种电荷的不同带电粒子在同一电场(U1)中加速后，射入同一偏转电场(U2)时，若能射出电场，则射出方向一致，和该粒子本身的质量和电荷量都无关 2022/9/29粒子离开电场时的侧移距离y：粒子离开电场时的

40、速度偏角：让质子和氘核的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场，要使它们最后偏转角相同，这些粒子必须具有相同的( )A.初速度 B.动能C.动量 D.质量例与练B2022/9/29让质子和氘核的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场，要使它如图所示，竖直放置的一对平行金属板间的电势差为U1，水平放置的一对平行金属板间的电势差为U2。一电子由静止开始经U1加速后，进入水平放置的金属板间，刚好从下板边缘射出。不计电子重力。下列说法正确的是( )A.增大U1,电子一定打在金属板上B.减少U1,电子一定打在金属板上C.减少U2,电子一定能从水平金属板间射出D.增大U2,电子一定能从水平金属板间射出例与

41、练BC2022/9/29如图所示，竖直放置的一对平行金属板间的电势差为U1，水平放置一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方向。两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的粒子a和b，从电容器边缘的P点(如图)以相同的水平速度射入两平行板之间。测得a和b与电容极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为12。若不计重力，则a和b的比荷之比是( )A12 B18C21 D41P例与练D2022/9/29一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方向。两个比荷(即粒如图所示，一带电粒子以速度v垂直于场强方向沿上板边缘射入匀强电场，刚好贴下边缘飞出，已知产生场强的金属板长为l，如果带电粒子的速度为2v时，当它的竖直位移等于板间距d时，它的水平射程x为 .例与练2.5l2022/9/29如图所示，一带电粒子以速度v垂直于场强方向沿上板边缘射入匀强2022/9/292022/9/27如图所示，两块长3 cm的平行金属板AB相距1 cm，并与300 V直流电源的两极相连接，UAmg，粒子向上偏，有： qU1/d-mg=ma1当刚好能出去时，y=(1/2)a1t2=(1/2)a1(L/v0)2=d/2 解得：U1=1