文档介绍：【重要知识梳理】
一、带电粒子在电场中的运动
一般情况下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。[来源:学科网]
U L d
v0
m,q
y
vt
θ
θ
质量为m电荷量为q的带电粒子以平行于极板的初速度v0射入长L板间距离为d的平行板电容器间,两板间电压为U,求射出时的侧移、偏转角和动能增量。
(1)侧移:千万不要死记公式,要清楚物理过程。根据不同的已知条件,结论改用不同的表达形式(已知初速度、初动能、初动量或加速电压等)。
(2)偏角:,注意到,说明穿出时刻的末速度的反向延长线与初速度延长线交点恰好在水平位移的中点。这一点和平抛运动的结论相同。
⑶穿越电场过程的动能增量:ΔEK=Eqy (注意,一般来说不等于qU)
。
当带电体的重力和电场力大小可以相比时,不能再将重力忽略不计。这时研究对象经常被称为“带电微粒”、“带电尘埃”、“带电小球”等等。这时的问题实际上变成一个力学问题,只是在考虑能量守恒的时候需要考虑到电势能的变化。
二、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。
电容是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。
平行板电容器的电容的决定式是:
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。这里一定要分清两种常见的变化:
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
5. 电容器与恒定电流相联系
【高频考点解读】
图A-9-40-1
【例1】图A-9-40-1所示,是一个由电池、( )
【解析】图中电容器被充电,A极板带正电,,,电容器两极板间电压
保持不变,根据电容的定义,当C减小时电容器两极板所带电量Q要减小,A极板所带正电荷的一部分从a到b经电阻R流向电源正极,即电阻R中有从a流向 b的电流,所以选项BC正确.
图A-9-40-2
【例2】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,电荷量足够小,固定在P点,如图A-9-40-2所示,以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位置,则( )
,ε不变
,ε变大
,ε不变
,ε不变
【解析】因电容器充电后与电源断开,显然电容器的电量不会发生变化,电荷的面密度不发生变化,即 E不发生变化,当正极板下移时,d减小,据U=Ed可知,U变小,但P到负极板间距d/不变,ε=·q=Uq=Edq不变,所以本题的正确选项应为A.
【例3】传感器是一种采集信息的重要器件。如图A-9-40-3所示是一种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。现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电器,已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转。当待测压力增大时,有下列说法:
①电容器的电容将减小 ②电容器的电量将增加 ③灵敏电流表指针向左偏转 ④灵敏电流表指针向右偏转,其中正确的是
图A-9-40-3
A.①② B.②③
C.①③ D.②④
【解析】电容器的电容和正对面积、两极板距离及其中填充物质的电介质有关,当待测压力增大,两极板距离变小,电容器的电容增大,由,U不变,C增大,所以Q增大,电量增加,所以②正确,电量增加电源对外输出电流,所以电流表指针向右偏转,④正确,故本题选D。
【例4】如图A-9-40-4所示,水平放置的两块金属板,a板上开有一个小孔e,b板上开有一个小孔d,e和d在同一竖直线上,现给a、b间加一不变的电压,今从c点自由下落一个带正电的粒子,粒子下落到到d点时速度恰好为零,