2010届高三物理备考专题复习：带电粒子在电场中的运动.doc

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1、2010届高三物理备考专题复习：带电粒子在电场中的运动一、带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在匀强电场中的加速tφU0-U0oT/2T3T/22T一般带电粒子所受的电场力远大于重力，所以可以认为只有电场力做功。由动能定理W=qU=ΔEK，此式与电场是否匀强无关，与带电粒子的运动性质、轨迹形状也无关。【例1】如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。（不计重力作用）下列说法中正确的是ACA.从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板

2、上B.从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动C.从t=T/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D.从t=3T/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上ULdv0m，qyvtθθ2.带电粒子在匀强电场中的偏转[规律①、速度规律[②、位移规律③、角度规律[tanα＝2tanβ速度反向延长平分水平位移就象从水平位移的中点发出来一样[3、重力忽略与否忽略重力――电子、质子、离子等微观的带电粒子[来源:Z,xx,k.Com]不忽略重力――尘埃、液滴、小球等4、示波器和示波管示波管的原理图5、带电物体在电场力和重

3、力共同作用下的运动。-+OC【例2】已知如图，水平放置的平行金属板间有匀强电场。一根长l的绝缘细绳一端固定在O点，另一端系有质量为m并带有一定电荷的小球。小球原来静止在C点。当给小球一个水平冲量后，它可以在竖直面内绕O点做匀速圆周运动。若将两板间的电压增大为原来的3倍，求：要使小球从C点开始在竖直面内绕O点做圆周运动，至少要给小球多大的水平冲量？在这种情况下，在小球运动过程中细绳所受的最大拉力是多大？用心爱心专心解：原来小球受到的电场力和重力大小相等，增大电压后电场力是重力的3倍。在C点，最小速度对应最小的向心力，这时细

4、绳拉力为零，合力为2mg，可求速度为v=，因此给小球的最小冲量为I=m。在最高点D小球受到的拉力最大。从C到D对小球用动能定理：，在D点，解得F=12mg。OACBEθθ【例3】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：（1）小球摆到最高点时丝线与竖直方向的夹角多大？（2）摆动过程中小球的最大速度是多大？解：（1）这是个“歪摆”。由已知电场力Fe=0.75G

5、摆动到平衡位置时丝线与竖直方向成37°角，因此最大摆角为74°。（2）小球通过平衡位置时速度最大。由动能定理：1.25mg0.2l=mvB2/2，vB=1.4m/s。二、电容器1.电容器——两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。[来源:Z§xx§k.Com]2.电容器的电容——电容器带电时，两极板就存在了电势差，电容器的电量跟两极板的电势差的比值叫电容器的电容表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质（导体大小、形状、相对位置及电介质）决定的。单位：法拉（F）、皮法（pF）、微法（μF）1F＝106

6、μF1μF＝106pF[来源:Ks5u.com]3.平行板电容器的电容静电计实验（测量电势差）（1）电计与金属板的连接方法（2）指针的偏角与电势差的关系（3）电容器的电量基本不变[（4）变距离、正对面积、电介质（绝缘体）观察偏角的变化介电常数的定义ε为电介质的介电常数（极板间充满电介质使电容增大的倍数），s为正对面积、d为距离、k为静电力常量（注意：额定电压和击穿电压）4.两种不同变化电容器和电源连接如图，改变板间距离、改变正对面积或改变板间电解质材料，都会改变其电容，从而可能引起电容器两板间电场的变化。这里要分清两种常

7、见的变化：K（1）电键K保持闭合，则电容器两端的电压恒定（等于电源电动势），这种情况下带电量而（2）充电后断开K，保持电容器带电量Q恒定，这种情况下用心爱心专心【例4】如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒。K闭合时，该微粒恰好能保持静止。在①保持K闭合；②充电后将K断开；两种情况下，各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板？（①选B，②选C。）A.上移上极板MB.上移下极板NC.左移上极板MD.把下极板N接地KMN【例5】计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器。电容的计算公式是，其中常量ε=9.0×10

8、-12Fm-1，S表示两金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离。当某一键被按下时，d发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电子线路发出相应的信号。已知两金属片的正对面积为50mm2，键未被按下时，两金属片间的距离为0.60mm。只要电容变化达0.25pF，电子线路就能发出相应的信号。那么为使按键得到反应，至少需