带电粒子在电场中的运动PPT课件20 人教课标版

B点的电势高于A点的电势,有A、B两点间的电势差为：
竖直方向做初速度为零的匀加速运动，有
2 mv cos 2 mv 2 U El cos cot AB 2 q sin q
2 0 2 2 0
（2）设初速度大小为v0，小球过B点竖直分速度为 vy， 瞬时速度为vB，水平和竖直位移分别为x和y，则有： y=vyt/2 x= v0t 而 y/x=cot θ
A.①和③ B.①和④ C.②和③ D.②和④
C
例、一平行板电容器充电后与电源断开， 负极板接地 。 在两极板间有一正电荷 (电量很小)固定在P点，如图所示。E表 示两极板间的场强， U 表示电容器的电 压，ε表示正电荷在 P 点的电势能。若 保持负极板不动，将正极板移到图中虚 线所示的位置，则 AC A．U变小，E不变 B．E变大，ε不变 C．U变小，ε不变 D．U不变，ε不变
u/V 0 1 2 3 4 t/×10-2s
已知如图，匀强电场方向水平向右，场 强E=1.5×106V/m，丝线长l=40cm，上端 系于O点，下端系质量为m=1.0×10－4kg， 带电量为q=+4.9×10-10C的小球，将小球 从最低点A由静止释放，求：⑴小球摆到 最高点时丝线与竖直方向的夹角多大？⑵ 摆动过程中小球的最大速度是多大？
例2、如图所示电路为测定压力的电容式传感器，A为固 定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容 器．可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上 时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容．下 列说法中正确的是（ B ） A．当待测压力减小时，电容器的电容将增大 B．闭合K，当待测压力减小时，有向右的电流通过R c．先闭合，再断开K后，当待测压力减小时，电容器所 带的电荷量减小 D．先闭合，再断开K后，当待测压力减小时，两极板间 的电势差减小
带电粒子在电场中的运动
考点1
电容器
电容
平行板电容器动态问题的分析方法 1.运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量 变化的思路。 (1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电 荷量不变。 (2)用决定式C=rS/(4kd)分析平行板电容器 电容的变化。 (3)用定义式C=Q/U分析电容器所带电荷量或两 极板间电压的变化。 (4)用E=U/d分析电容器极板间场强的变化。
21.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a。在以下方法中，能使悬线的偏角a变 大的是 BC A. 缩小a、b间的距离 B. 加大a、b间的距离 C. 取出a、b两极板间的电介质 D. 换一块形状大动b板，则V2>V1 B．若开关K闭合一段时间后再打开，向下移动b板，则V2＜V1 C．若开关K保持闭合，无论向上或向下移动b板，则V2=V1
D．若开关K闭合一段时间后再打开，无论向上或向下移动b板， 则V2<V1
如图所示，A、B为两块水平放置的金属板，通 过闭合的开关S分别与电源两极相连，两极中央 各有一个小孔a和b，在a孔正上方某处放一带电 质点由静止开始下落，若不计空气阻力，该质 点到达b孔时速度恰为零，然后返回．现要使带 电质点能穿过b孔，则可行的方法是 B A、保持S闭合，将a板适当上移 B、保持S闭合，将b板适当下移 C、先断开S，再将a板适当上移 D、先断开S，再将b板适当下移
例9. 如图示，水平方向匀强电场中，有一带电体P 自O点竖直向上射出，它的初动能为4J，当它上升到最 高点M时，它的动能为5J，则物体折回并通过与O同一 水平线上的O ′点时，其动能为 （ B） A. 20J B. 24J C. 25J D. 29J 解：带电体受力如图示， 竖直方向做竖直上抛运动, 水平方向做初速度为0的匀加速运动 ， 由上抛的对称性及匀加速运动规律， vy=v0 tOM=tMO′ vx=2vM M 由题意 1/2m v02 =4J vM E v 0 1/2m vM2 =5J P vx 2 qE ∴ EK′=1/2m vt O O′ 2 2 = 1/2m vx +1/2m vy mg vy =4×5+4 =24J v
t
07届12月江苏省丹阳中学试卷17 17 ． (15 分 ) 如图所示，竖直平行直线为匀强电场的电 场线，电场方向未知， A ， B 是电场中的两点， AB 两 点的连线长为 l 且与电场线所夹的锐角为 θ ．一个质量 为 m ，电荷量为－ q 的带电粒子以初速度 v0 。从 A 点垂 直进入电场，该带电粒子恰好能经过 B 点．不考虑带 电粒子的重力大小． (1)根据你学过的物理学规律和题中所给的信息，对反 映电场本身性质的物理量 ( 例如电场方向 ) ，你能作出 哪些定性判断或求得哪些定量结果? v (2)若仅知道带电小球的电荷量－q、初动 A 0 能Ｅk0以及AB两点的连线与电场线所夹的 θ 锐角θ三个量，对反映电场本身性质的物 B 理量，你能求得哪些定量结果?
如图所示，两块平行金属板M、N竖直放置， 两板间的电势差U=1.5×10-2V，现将一质量 m=1×10-2kg、电荷量q=4×10-5C的带电小 球从两板上方的A点以V0= 4m/s的初速度水 平抛出，之后小球恰好从靠近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h=0.2m，不计空 气阻力，取g= 10 m/s2。求： (1)M、N两板间的距离d ； （2）小球到达B点时的动能.
解：（ 1 ）因粒子带负电且向下偏转，故电场力方向 向下，所以电场方向竖直向上。 水平方向匀速运动，有： l sinθ =v0t
1 2 l cosθ at 2 2 2v0 cosθ a 解得加速度： l sin2 θ 2 mv ma 2 0 cos 由qE=ma，得电场强度大小 E 2 q ql sin
例、如图，沿水平方向放置的平行金属板a和b，分别与电源的 正负极相连。a、b极的中央沿竖直方向各有一个小孔，带正电 的液滴从小孔的正上方P点由静止自由落下，先后穿过两个小 孔后速度为V1。现使a板不动，保持开关K打开或闭合，b板向 上或向下平移一小段距离，相同的液滴仍从P点自由落下，先 后穿过两个小孔后速度为V2；下列说法中正确的是（ ）
2.电容器两类问题的分析流程图
在分析平行板电容器的电容及其他参量的动 态变化时，有两个技巧：(1)确定不变量， (2)选择合适的公式分析。
【例1】用控制变量法，可以研究影响平行 板电容器电容的因素(如图所示)。设两极 板正对面积为S，极板间的距离为d，静电 计指针偏角为。实验中，极板所带电荷量 不变，若( A ) A.保持S不变，增大d，则变大 B.保持S不变，增大d，则变小 C.保持d不变，减小S，则变小 D.保持d不变，减小S，则不变
v 2 v y 0cot
由动能定理得：
12 12 1 2 2 12 12 qU mv mv m ( v v ) mv m AB B 0 0 y 0 y 2 2 2 2 2 所以A、B间的电势差
UAB
4E k0 cot
2
q
题目
如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模 型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内，存在两个场强大 小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ，两电场的边界均是边长为 L的正方形(不计电子所受重力)。 (1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子，求电子离 开ABCD区域的位置； (2)在电场Ⅰ区域内适当位置由静止释放电子，电子恰 能从ABCD区域左下角D处离 开，求所有释放点的位置 (3)若将左侧电场Ⅱ整体水平向右移动L/n(n≥1)，仍 使电子从ABCD区域左下角D处离开(D不随电场移动)， 求在电场Ⅰ区域内由静止释放电子的所有位置。
【答案】 (1)(-2L，L/4) (2)y=L2/(4x) (3)y=L2/(4x)+L2/(2nx)
在真空中速度为u=6．4×107米/秒的电子束连 续地射入两平行极板之间．极板长度为 L=8．0×10-2米,间距为d=5．0×10-3米．两极 板不带电时,电子束将沿两极板之间的中线通 过．在两极板上加50赫兹的交变电压 U=U0sinωt,如果所加电压的最大值U0超过某一 值Uc时,将开始出现以下现象:电子束有时能通 过两极板;有时间断,不能通过．求：⑴Uc的大 小．(2)U0为何值时才能使通过的时间t1跟间断 的时间t2之比为t1：t2=2：1.
如图所示，D是一只二极管，AB是平行板电 容器，在电容器两极板间有一带电微粒P 处于静止状态，当两极板A和B间的距离 增大一些的瞬间（两极板仍平行），带电 微粒P的运动情况是（ C ） A.向下运动 B.B. 向上运动 C. 仍静止不动 D. 不能确定
图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上 板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定 的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动 而变化，若Q随时间t的变化关系为Q= （a、b为大 于零的常数），其图象如题21图2所示，那么题21图3、 图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图 线可能是
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
1、聪明的人有长的耳朵和短的舌头。 ——弗莱格 2、重复是学习之母。 ——狄慈根 3、当你还不能对自己说今天学到了什么东西时，你就不要去睡觉。 ——利希顿堡 4、人天天都学到一点东西，而往往所学到的是发现昨日学到的是错的。 ——B.V 5、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。 ——洛 克 6、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。 ——阿卜· 日· 法拉兹 7、学习是劳动，是充满思想的劳动。 ——乌申斯基 8、聪明出于勤奋，天才在于积累 －－华罗庚 9、好学而不勤问非真好学者。 10、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。 11、人的大脑和肢体一样，多用则灵，不用则废 －茅以升 12、你想成为幸福的人吗？但愿你首先学会吃得起苦 －－屠格涅夫 13、成功＝艰苦劳动＋正确方法＋少说空话 －－爱因斯坦 14、不经历风雨，怎能见彩虹 －《真心英雄》 15、只有登上山顶，才能看到那边的风光。 16只会幻想而不行动的人，永远也体会不到收获果实时的喜悦。 17、勤奋是你生命的密码，能译出你一部壮丽的史诗。 1 8．成功，往往住在失败的隔壁！ 1 9 生命不是要超越别人，而是要超越自己． 2 0．命运是那些懦弱和认命的人发明的！ ２1．人生最大的喜悦是每个人都说你做不到，你却完成它了！ ２2．世界上大部分的事情，都是觉得不太舒服的人做出来的． ２3．昨天是失效的支票，明天是未兑现的支票，今天才是现金． ２4．一直割舍不下一件事，永远成不了! ２5．扫地，要连心地一起扫！ ２6．不为模糊不清的未来担忧，只为清清楚楚的现在努力． ２7．当你停止尝试时，就是失败的时候． ２8．心灵激情不在，就可能被打败． ２9．凡事不要说＂我不会＂或＂不可能＂，因为你根本还没有去做！ ３0．成功不是靠梦想和希望，而是靠努力和实践． ３1．只有在天空最暗的时候，才可以看到天上的星星． ３2．上帝说：你要什么便取什么，但是要付出相当的代价． ３3．现在站在什么地方不重要，重要的是你往什么方向移动。 ３4．宁可辛苦一阵子，不要苦一辈子． ３5．为成功找方法，不为失败找借口． ３6．不断反思自己的弱点，是让自己获得更好成功的优良习惯。 ３7．垃圾桶哲学：别人不要做的事，我拣来做！ ３8．不一定要做最大的，但要做最好的． ３9．死的方式由上帝决定，活的方式由自己决定！ ４0．成功是动词，不是名词！ 20、不要只会吃奶，要学会吃干粮，尤其是粗茶淡饭。
Oθθ A B C E
例5、如图所示，从灯丝发射的电子经电压为U1的 加速电场加速后，进入偏转电场U2，若要使电子 在电场中的偏转量增大为原来的2倍，不能选用的 方法是（ C ） A、使U1减为原来的1/2； B、使U2增大为原来的2倍； C、使偏转电极板的长度L增 大为原来的2倍； D、使偏转电极板的距离减小 为原来的1/2。