知識點一：電容器、電容、平行板電容器
1.電容器
(1)帶電量：乙個極板所帶電荷量的絕對值．
(2)電容器的充、放電．
①充電：使電容器帶電的過程，充電後電容器兩極板帶上等量的異種電荷，電容器中儲存電場能．
②放電：使充電後的電容器失去電荷的過程，放電過程中電場能轉化為其他形式的能．
2．電容
(1)意義：表示電容器容納電荷本領的物理量．
(2)定義式：c＝.
(3)單位：法拉(f)，1 f＝106 μf＝1012 pf.
3．平行板電容器
(1)影響因素：平行板電容器的電容與正對面積成正比，與電介質的相對介電常數成正比，與兩極板間的距離成反比．
(2)決定式：c＝，k為靜電力常量．
【針對訓練】
1．(2012·江蘇高考)一充電後的平行板電容器保持兩極板的正對面積、間距和電荷量不變，在兩極板間插入一電介質，其電容c和兩極板間的電勢差u的變化情況是( )
a．c和u均增大 b．c增大，u減小
c．c減小，u增大 d．c和u均減小
【解析】 由平行板電容器電容決定式c＝知，當插入電介質後，ε變大，則在s、d不變的情況下c增大；由電容定義式c＝得u＝，又電荷量q不變，故兩極板間的電勢差u減小，選項b正確．
【答案】 b
知識點二：帶電粒子在電場中的運動
1.帶電粒子在電場中的加速
(1)處理方法：利用動能定理：qu＝mv2－mv.
(2)適用範圍：任何電場．
2．帶電粒子在勻強電場中的偏轉
(1)研究條件：帶電粒子垂直於電場方向進入勻強電場．
(2)處理方法：類似於平拋運動，應用運動的合成與分解的方法．
①沿初速度方向做勻速直線運動，運動時間t＝.
②沿電場方向，做初速度為零的勻加速直線運動．
【針對訓練】
2．兩平行金屬板相距為d，電勢差為u，一電子質量為m，電荷量為e，從o點沿垂直於極板的方向射出，最遠到達a點，然後返回，如圖6－3－1所示，oa＝h，此電子具有的初動能是( )
圖6－3－1
a. b．eduh c. d.
【解析】 由動能定理得：－eh＝－ek，所以ek＝.
【答案】 d
知識點三：示波管
1.示波管裝置
示波管由電子槍、偏轉電極和螢光屏組成，管內抽成真空．如圖6－3－2所示．
圖6－3－2
2．工作原理
(1)如果在偏轉電極xx′和yy′之間都沒有加電壓，則電子槍射出的電子束沿直線運動，打在螢光屏中心，在那裡產生乙個亮斑．
(2)yy′上加的是待顯示的訊號電壓．xx′上是機器自身產生的鋸齒形電壓，叫做掃瞄電壓．若所加掃瞄電壓和訊號電壓的週期相同，就可以在螢光屏上得到待測訊號在乙個週期內隨時間變化的穩定圖象．
【針對訓練】
3．如圖6－3－3所示，示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉電極和螢光屏組成．如果在螢光屏上p點出現亮斑，那麼示波管中的( )
圖6－3－3
a．極板x應帶正電 b．極板x′應帶正電
c．極板y應帶正電 d．極板y′應帶正電
【解析】 由螢光屏上亮斑的位置可知，電子在xx′偏轉電場中向x極板方向偏轉，故極板x帶正電，a正確，b錯誤；電子在yy′偏轉電場中向y極板方向偏轉，故極板y帶正電，c正確，d錯誤．
【答案】 ac
考點一平行板電容器內部e、u、q變化問題
1.首先要區分兩種基本情況
(1)電容器兩極板電勢差u保持不變；
(2)電容器的帶電荷量q保持不變．
2．賴以進行討論的物理依據主要有三個
(1)平行板電容器的電容c與板間距d、正對面積s、介質介電常數ε間的關係為c＝；
(2)平行板電容器內部是勻強電場，所以場強e＝；
(3)電容器所帶的電荷量q＝cu.
圖6－3－4
(2013屆長沙一中檢測)如圖6－3－4所示，a、b為平行板電容器的金屬板，g為靜電計．開始時開關s閉合，靜電計指標張開一定角度．為了使指標張開角度增大一些，應該採取的措施是( )
a．斷開開關s後，將a、b兩極板靠近一些
b．斷開開關s後，將a、b兩極板分開一些
c．保持開關s閉合，將a、b兩極板靠近一些
d．保持開關s閉合，將a、b兩極板分開一些
【解析】 使指標張開角度增大一些，就是增大靜電計兩端的電壓，當開關s閉合時，電壓一定，則c、d錯誤；斷開開關s後，電容器帶電荷量一定，由c＝q/u可知要增大電容器兩極板之間電壓，需減小電容c，由平行板電容器電容的決定式c＝知，保持s不變，增大d，電容c減小，則a錯誤、b正確．
【答案】 b
【即學即用】
1．(2011·天津高考)板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為q時，兩極板間電勢差為u1，板間場強為e1.現將電容器所帶電荷量變為2q，板間距變為d，其他條件不變，這時兩極板間電勢差為u2，板間場強為e2，下列說法正確的是( )
a．u2＝u1，e2＝e1 b．u2＝2u1，e2＝4e1
c．u2＝u1，e2＝2e1 d．u2＝2u1，e2＝2e1
【解析】 u1＝，e1＝.當板間距變為d時，由c＝可知電容變為2c，而帶電荷量也變為2q，故u2＝＝u1，e2＝＝2＝2e1，故c選項正確．
【答案】 c
考點二帶電粒子在電場中的平衡與直線運動
1.帶電粒子在電場中運動時重力的處理
(1)基本粒子：如電子、質子、α粒子、離子等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但並不忽略質量)．
(2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力．
2．帶電粒子在電場中的平衡
解題步驟：(1)選取研究物件．
(2)進行受力分析，注意電場力的方向特點．
(3)由平衡條件列方程求解．
3．帶電粒子在電場中的變速直線運動
可用運動學公式和牛頓第二定律求解或從功能角度用動能定理或能量守恆定律求解．
4.規律總結
帶電粒子在勻強電場中所受電場力恆定，方向與電場線平行，所受重力恆定，方向豎直向下，因此粒子在勻強電場與重力場的復合場中一定做勻變速運動．軌跡可能為直線，也可能為曲線．
圖6－3－5
(2011·福建高考)反射式速調管是常用的微波器件之一，它利用電子團在電場中的振盪來產生微波，其振盪原理與下述過程類似．如圖6－3－5所示，在虛線mn兩側分別存在著方向相反的兩個勻強電場，一帶電微粒從a點由靜止開始，在電場力作用下沿直線在a、b兩點間往返運動．已知電場強度的大小分別是e1＝2.0×103 n/c和e2＝4.0×103 n/c，方向如圖所示．帶電微粒質量m＝1.
0×10－20 kg，帶電量q＝－1.0×10－9 c，a點距虛線mn的距離d1＝1.0 cm，不計帶電微粒的重力，忽略相對論效應．求：
(1)b點距虛線mn的距離d2；
(2)帶電微粒從a點運動到b點所經歷的時間t.
【審題視點】 (1)明確帶電微粒的運動過程，微粒在兩個場強大小、方向都不同的電場中先做勻加速後做勻減速直線運動．
(2)由動能定理、牛頓第二定律列方程求解．
【解析】 (1)帶電微粒由a運動到b的過程中，由動能定理有
|q|e1d1－|q|e2d2＝0①
由①式解得d2＝d1＝0.50 cm.②
(2)設微粒在虛線mn兩側的加速度大小分別為a1、a2，由牛頓第二定律有
|q|e1＝ma1③
|q|e2＝ma2④
設微粒在虛線mn兩側運動的時間分別為t1、t2，由運動學公式有
d1＝a1t⑤
d2＝a2t⑥
又t＝t1＋t2⑦
由②③④⑤⑥⑦式解得
t＝1.5×10－8 s.
【答案】 (1)0.50 cm (2)1.5×10－8 s
【即學即用】
2.圖6－3－6
(2012·新課標全國高考)如圖6－3－6，平行板電容器的兩個極板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相連．若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器，則在此過程中，該粒子( )
a．所受重力與電場力平衡
b．電勢能逐漸增加
c．動能逐漸增加
d．做勻變速直線運動
【解析】 帶電粒子在平行板電容器之間受到兩個力的作用，一是重力mg，方向豎直向下，二是電場力f＝eq，方向垂直於極板向上．因二力均為恒力，已知帶電粒子做直線運動，所以此二力的合力一定在粒子運動的直線軌跡上，根據牛頓第二定律可知，該粒子做勻減速直線運動，選項d正確，選項a、c錯誤；從粒子運動的方向和電場力的方向可判斷出，電場力對粒子做負功，粒子的電勢能增加，選項b正確．
【答案】 bd
考點三帶電粒子在電場中的偏轉問題
1.粒子的偏轉角問題
圖6－3－7
(1)已知電荷情況及初速度
如圖6－3－7所示，設帶電粒子質量為m.帶電荷量為q，以速度v0垂直於電場線方向射入勻強偏轉電場，偏轉電壓為u1.若粒子飛出電場時偏轉角為θ，則tan θ＝，式中vy＝at＝·，vx＝v0，
代入得tan θ＝.①
結論：動能一定時tan θ與q成正比，電荷量相同時tan θ與動能成反比．
(2)已知加速電壓u0
若不同的帶電粒子是從靜止經過同一加速電壓u0加速後進入偏轉電場的，則由動能定理有：
qu0＝mv②
由①②式得：tan θ＝③
結論：粒子的偏轉角與粒子的q、m無關，僅取決於加速電場和偏轉電場．即不同的帶電粒子從靜止經過同一電場加速後進入同一偏轉電場，它們在電場中的偏轉角度總是相同的．
2．粒子的偏轉量問題
(1)y＝at2＝··()2④
做粒子速度的反向延長線，設交於o點，o點與電場邊緣的距離為x，則x＝＝＝.⑤
第21講電容器及帶電粒子在電場中的運動
考綱要求 1.理解電容器及電容的概念，會用電容的定義式和平行板電容器電容的決定式動態分析問題 2.知道帶電粒子在電場中的運動規律，並能分析解決加速和偏轉問題 3.知道示波器原理，會綜合力學知識分析帶電粒子在復合場中的運動問題 知識梳理 一 電容器與電容 1 電容器 1 組成 兩個互相靠近又彼此絕緣的...
第3課時帶電粒子在電場中運動 加速
1 一帶電粒子在電場中只受到電場力作用時，它不可能出現的運動狀態是 a 勻速直線運動b 勻加速直線運動 c 勻變速曲線運動d 勻速圓周運動 2 下列帶電粒子均從靜止開始在電場力作用下做加速運動，經過相同的電勢差u後，哪個粒子獲得的速度最大 a 質子 b 氘核 c 粒子 d 鈉離子 3 電荷量和質量之...
第3課時嘗試與猜想
藍田縣灞源鎮麻村小學電子教案 課題教學目標 第3課時嘗試與猜測 課型新課 1 培養學生的合作意識，在現實情景中，使學生感受到數學思想的運用與解決實際問題的聯絡，提高學生解決問題的能力和自信心，進而讓學生體會數學的價值。2 應用假設的數學思想，在解題中數形結合，提高學生分析問題和解決問題的能力。3 在...