電場的應用一

1、電場的應用一一、電容與電容器1電容器(1)組成：由兩個彼此_又相互_的導體組成(2)帶電量：每個極板所帶電荷量的_(3)電容器的充電和放電充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩極板帶上等量的_，電容器中儲存_放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中_轉(zhuǎn)化為其他形式的能2電容(1)定義：電容器所帶的_與電容器兩極板間的電勢差U的比值(2)定義式：_(3)物理意義：表示電容器_本領大小的物理量3平行板電容器(1)影響因素：平行板電容器的電容與_成正比，與介質(zhì)的_成正比，與_成反比(2)決定式：C_，k為靜電力常量 ：電容器的電容、電容器帶電荷量的變化量以及對應兩極板電壓的變化量，三者之間

2、有什么關系？考點一關于電容兩個公式的意義例1 如圖1所示為一只“極距變化型電容式傳感器”的部分構件示意圖當動極板和定極板之間的距離d變化時，電容C便發(fā)生變化， 通過測量電容C的變化就可知道兩極板之間距離d的變化情況在下列圖中能正確反映C與d之間變化規(guī)律的圖像是 ()圖1跟蹤訓練1根據(jù)電容器電容的定義式C，可知 ()A電容器所帶的電荷量Q越多，它的電容就越大，C與Q成正比B電容器不帶電時，其電容為零C電容器兩極板之間的電壓U越高，它的電容就越小，C與U成反比D以上說法均不對考點二電容器兩類動態(tài)問題的分析方法特別提醒有一種情況我們應當作為結論記?。寒旊娙萜鞒潆姾笈c電源斷開，即電容器所帶電荷量不變時

3、，無論怎樣改變板間距離，板間的場強是不變的例2 一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地兩板間有一個正檢驗電荷固定在P點，如圖2所示，以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場強、表示P點的電勢，W表示正電荷在P點的電勢能，若正極板保持不動，將負極板緩慢向右 圖2平移一小段距離l0的過程中，各物理量與負極板移動距離x的關系圖像中正確的是()跟蹤訓練2如圖甲所示為某同學設計的電容式位移傳感器原理圖，其中右板為固定極板，左板為可動極板，待測物體固定在可動極板上若兩極板所帶電荷量Q恒定，極板兩端電壓U將隨待測物體的左右移動而變化，若U隨時間t的變化關系為Uatb(a、b為大于零的常數(shù))，其圖像如圖乙所

4、示，那么圖丙、丁中反映極板間場強大小E和物體位移x隨時間t變化的圖線是(設t0時物體位移為零) ()A和 B和 C和 D和課堂練習1對于給定的電容器，描述其電容C、電荷量Q、電壓U之間的相應關系的圖像正確的是()2某電容器上標有“25 F、450 V”字樣，下列對該電容器的說法中正確的是()A要使該電容器兩極板之間電壓增加1 V，所需電荷量為2.5×105 CB要使該電容器帶電荷量1 C，兩極板之間需加電壓2.5×105 VC該電容器能夠容納的電荷量最多為2.5×105 CD該電容器能夠承受的最大電壓為450 V3一平行板電容器兩極板間距為d、極板面積為S，電容為

5、，其中0是常量對此電容器充電后斷開電源當增加兩板間距時，電容器極板間()A電場強度不變，電勢差變大 B電場強度不變，電勢差不變C電場強度減小，電勢差不變 D電場強度減小，電勢差減小4如圖所示是測定液面高度h的電容式傳感器示意圖，E為電源，G為靈敏電流計，A為固定的導體芯，B為導體芯外面的一層絕緣物質(zhì)，C為導電液體已知靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關系為：電流從左邊接線柱流進電流計，指針向左偏如果在導電液體的深度h發(fā)生變化時觀察到指針正向左偏轉(zhuǎn)，則()A導體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在增大B導體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在增大C導體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在減小D導

6、體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在減小5如圖所示，兩塊較大的金屬板A、B相距為d，平行放置并與一電源相連，S閉合后，兩板間恰好有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴處于靜止狀態(tài)，以下說法正確的是 ()A若將S斷開，則油滴將做自由落體運動，G表中無電流B若將A向左平移一小段距離，則油滴仍然靜止，G表中有ba的電流C若將A向上平移一小段距離，則油滴向下加速運動，G表中有ba的電流D若將A向下平移一小段距離，則油滴向上加速運動，G表中有ba的電流二、帶電粒子在電場中的運動（一）帶電粒子在電場中的加速帶電粒子在電場中加速，若不計粒子的重力，則電場力對帶電粒子做的功等于帶電粒子_的增量(1)在勻強電場中：

7、WqEdqUmv2mv或FqEqma.(2)在非勻強電場中：WqUmv2mv.：帶電粒子在電場中的運動是否考慮重力？（二）帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)分析帶電粒子垂直于電場方向進入勻強電場后的運動性質(zhì)(如圖所示) 1進入電場的方式：一個質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，以初速度v0_于電場線方向進入兩平行金屬板間的勻強電場，兩板間的電勢差為U.2受力特點：粒子所受電場力大小_，且電場力的方向與初速度v0的方向垂直3運動特點：做_運動，與力學中的平拋運動類似4運動規(guī)律(兩平行金屬板間距離為d，金屬板長為l)：三、示波管1構造：(1)_，(2)_,(3)熒光屏2工作原理(如圖3所示)圖3(1)如果在偏轉(zhuǎn)電極

8、XX和YY之間都沒有加電壓，則電子槍射出的電子沿直線運動，打在熒光屏_，在那里產(chǎn)生一個亮斑 (2)YY上加的是待顯示的_XX上是機器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓，叫做 _若所加掃描電壓和信號電壓的周期相同，就可以在熒光屏上得到待測信號在一個周期內(nèi)變化的穩(wěn)定圖象.考點一帶電體在電場中的直線運動例1如圖所示，一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上，當整個裝置被置于一水平向右的勻強電場中，小物塊恰好靜止重力加速度取g，sin 37°0.6，cos 37°0.8. 求：(1)水平向右電場的電場強度；(2)若將電場強度減小為原來的1/2，物塊的加速度是多大；

9、(3)電場強度變化后物塊下滑距離L時的動能跟蹤訓練1如圖甲所示，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個質(zhì)量為m0.2 kg、帶電荷量為q2.0×106 C的小物塊處于靜止狀態(tài)，小物塊與地面間的摩擦因數(shù)0.1.從t0時刻開始，空間上加一個如圖乙所示的電場(取水平向右的方向為正方向，g取10 m/s2)求：(1)4秒內(nèi)小物塊的位移大??；(2)4秒內(nèi)電場力對小物塊所做的功甲乙考點二帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)粒子在勻強電場中偏轉(zhuǎn)時的兩個結論(1)粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時，就像是從極板間的處沿直線射出(2)無論帶電粒子的m、q如何，只要經(jīng)過同一加速電場加速，再垂直進入同一偏轉(zhuǎn)電場，它們飛出的偏移量y和

10、偏轉(zhuǎn)角都是相同的，也就是運動軌跡完全重合例2如圖所示，一個帶電粒子從粒子源飄入(初速度很小，可忽略不計)電壓為U1的加速電場，經(jīng)加速后從小孔S沿平行金屬板A、B的中心線射入A、B板長為L，相距為d， 電壓為U2.則帶電粒子能從A、B板間飛出應該滿足的條件是 ()A.< B.<C.< D.<跟蹤訓練2如圖所示，a、b兩個帶正電荷的粒子，以相同的速度先后垂直于電場線從同一點進入平行板間的勻強電場后，a粒子打在B板的a點，b粒子打在B板的b點，若不計重力，則()Aa的電荷量一定大于b的電荷量Bb的質(zhì)量一定大于a的質(zhì)量Ca的比荷一定大于b的比荷Db的比荷一定大于a的比荷考點三帶

11、電粒子在電場中運動的實際應用示波器例3圖11(a)為示波管的原理圖，如果在電極YY之間所加的電壓按圖(b)所示的規(guī)律變化，在電極XX之間所加的電壓按圖(c)所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會看到的圖形是 ()(a)(b)(c)圖 11跟蹤訓練3質(zhì)譜分析技術已廣泛應用于各前沿科學領域湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的質(zhì)譜裝置示意如圖所示，M、N為兩塊水平放置的平行金屬極板，板長為L，板右端到屏的距離為D，且D遠大于L，OO為垂直于屏的中心軸線，不計離子重力和離子在板間偏離OO的距離以屏中心O為原點建立xOy直角坐標系，其中x軸沿水平方向，y軸沿豎直方向設一個質(zhì)量為m0、電荷量為q0的正離子以速度v0沿OO的方向從O點

12、射入，板間不加電場和磁場時，離子打在屏上O點若在兩極板間加一沿y方向場強為E的勻強電場，求離子射到屏上時偏離O點的距離y0.課堂練習1如圖所示，電子由靜止開始從A板向B板運動，當?shù)竭_B極板時速度為v，保持兩板間電壓不變，則 ()A當增大兩板間距離時，v也增大B當減小兩板間距離時，v增大C當改變兩板間距離時，v不變D當增大兩板間距離時，電子在兩板間運動的時間也增大2如圖甲所示，一條電場線與Ox軸重合，取O點電勢為零，Ox方向上各點的電勢隨x變化的情況如圖乙所示，若在O點由靜止釋放一電子，電子僅受電場力的作用，則 ()A電子一直沿Ox負方向運動B電場力一直做正功C電子運動的加速度不變D電子的電勢能

13、逐漸增大3. 如圖所示，質(zhì)量相等的兩個帶電液滴1和2從水平方向的勻強電場中O點靜止釋放后，分別抵達B、C兩點，若ABBC，則它們帶電荷量之比q1q2等于() A12 B21C1 D.1課后作業(yè)1下列關于電容器的說法中正確的是()A電容器是儲存電荷和電能的器件B互相絕緣、相互靠近的兩個導體構成電容器的電極，電容跟這兩個導體是否帶電無關C電容器所帶電荷量是指每個極板所帶電荷量D電容器的充電過程是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電場能的過程，電容器的放電過程是將電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2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(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q，板間距變?yōu)閐，其

14、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()AU2U1，E2E1 BU22U1，E24E1CU2U1，E22E1 DU22U1，E22E13如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計)連接，下極板接地一帶電油滴位于容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離 ()A帶電油滴將沿豎直方向向上運動 BP點的電勢將降低C帶電油滴的電勢能將減少 D若電容器的電容減小，則極板帶電量將增大4如圖所示的電路，水平放置的平行板電容器中有一個帶電液滴正好處于靜止狀態(tài)為了使液滴豎直向上運動，下列操作可行的是 ()A斷開開關，將兩板間的距離拉

15、大一些B斷開開關，將兩板水平地向相反方向移開一些C保持開關閉合，將兩板間的距離減小一些D保持開關閉合，以兩板各自的左側(cè)板沿為軸，同時向上(即逆時針方向)轉(zhuǎn)過一個小角度5如圖所示，長為L，傾角為30°的光滑絕緣斜面處于電場中，一帶電荷量為q，質(zhì)量為m的小球，以初速度v0由斜面底端的A點開始沿斜面上滑，到達斜面頂端的速度仍為v0，則 ()A小球在B點的電勢能一定大于小球在A點的電勢能BA、B兩點的電勢差一定為C若電場是勻強電場，則該電場場強的最大值一定是D若該電場是AC邊中點的點電荷Q產(chǎn)生的，則Q一定是正電荷6一個帶負電荷量為q，質(zhì)量為m的小球，從光滑絕緣的斜面軌道的A點由靜止下滑，小球

16、恰能通過半徑為R的豎直圓形軌道的最高點B而做圓周運動現(xiàn)在豎直方向上加如圖4所示的勻強電場，若仍從A點由靜止釋放該小球，則()A.小球不能過B點 B小球仍恰好能過B點C小球通過B點，且在B點與軌道之間壓力不為0D以上說法都不對7如圖所示，水平放置的兩平行金屬板A、B接在U4 000 V的直流電源上，兩極板距離為2 cm，A極板接地，電場中a點距B極板1 cm，b點和c點均距A極板0.5 cm，求：(1)a點的電場強度；(2)a、c之間的電勢差；(3)電子在b點的電勢能；(4)電子從a點運動到c點，電場力做的功8如圖所示，一平行板電容器水平放置，板間距離為d，上極板開有一小孔，質(zhì)量均為m，帶電荷量均為q的兩個帶電小球(視為質(zhì)點)，其間用長為L的絕緣輕桿相連，處于豎直狀態(tài)，已知d2L，今使下端小球恰好位于小孔中，由靜止釋放，讓兩球豎直下落當