内容正文:
专题17 带电粒子在电场中的运动
题型一 平行板电容器的动态分析 1
类型1 两极板间电势差不变 2
类型2 两极板间电荷量不变 3
题型二 带电粒子(带电体)在电场中的直线运动 4
类型1 带电粒子在电场中的直线加速 5
类型2 带电体在静电力和重力下的直线运动(等效重力) 6
题型三 带电粒子(带电体)在电场中的偏转 7
类型1 带电粒子在匀强电场中的偏转 8
类型2 带电粒子在重力场和电场复合场中的偏转 10
题型四 带电粒子在交变电场中的运动 11
题型一 平行板电容器的动态分析
1.电容器的充、放电
(1)充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的异种电荷,电容器中储存电场能.
(2)放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能.
2.对公式C=的理解
电容C=,不能理解为电容C与Q成正比、与U成反比,一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的,与电容器是否带电及带电多少无关.
I-t图
Q-t图
U-t图
3.两种类型的动态分析思路
(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=分析平行板电容器电容的变化.
(3)用定义式C=分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化.
(4)用E=分析电容器两极板间电场强度的变化.
类型1 两极板间电势差不变
[题型专练1]. (2023秋•杭州期中)随着生活水平的提高,电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分,电子秤的种类也有很多,如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时,把物体放到电子秤面板上,压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则( )
A.膜片下移过程中,电流表有a到b的电流
B.电流计的示数逐渐减小
C.电容器储存的电能减小
D.电容器的电容减小
[题型专练2]. (2023秋•五华区校级期中)如图所示,水平放置的平行板电容器与电源连接。闭合开关待稳定后,有一带电油滴恰好能静止在电容器中的P点,则( )
A.保持开关闭合,将上极板往下平移,油滴向下加速
B.保持开关闭合,将上极板向左移动少许,电路中出现从a到b的电流
C.断开开关,将上极板往上平移,P点电势降低
D.断开开关,将上极板向左移动少许,板间电场强度增大
[题型专练3]. (2023秋•李沧区校级月考)如图所示,A、B为平行板电容器的金属板,G为静电计,P为二极管(正向电阻可看作零,反向电阻可看作无穷大),开始时开关S闭合,静电计指针张开一定角度,下列说法正确的是( )
A.若保持开关S闭合,将A、B两极板靠近些,指针张开角度将变小
B.若保持开关S闭合,将A、B两极板正对面积变小些,指针张开角度将不变
C.若断开开关S后,将A、B两极板靠近些,指针张开角度将变小
D.若断开开关S后,将A、B两极板正对面积变小些,指针张开角度将不变
类型2 两极板间电荷量不变
[题型专练4]. (2023秋•沙坪坝区校级期中)研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.只将电容器b板向左平移,静电计指针的张角变大
B.只将电容器b板向下平移,静电计指针的张角变小
C.只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大
D.只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大
[题型专练5]. (2023秋•和平区校级期中)研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.实验中,只将电容器b板向左平移,静电计指针的张角变大
B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小
C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大
D.实验中,只增加极板带电荷量,静电计指针的张角变大,表明电容增大
[题型专练6]. (2023秋•罗湖区校级期中)如图是某实验小组定性探究平行板电容器的电容C与其极板间距离d、极板间正对面积S之间的关系的装置图。充电后与电源断开,A板带正电。平行板电容器的A板与静电计相连,B板和静电计金属壳都接地,A板通过绝缘柄固定在铁架台上,人手通过绝缘柄控制B板的移动。忽略极板边缘效应,中间的电场为匀强电场。下列说法正确的是( )
A.在该实验中,静电计的作用是测定该电容器所带电量的变化
B.甲图中的手水平向左移动增大极板间距离d时,静电计指针的张角变小
C.乙图中的手竖直向上移动减小极板间正对面积S时,极板间的匀强电场场强变小
D.甲图中的手水平向左移动增大极板间距离d时,A板的电势变大
题型二 带电粒子(带电体)在电场中的直线运动
1.做直线运动的条件
(1)粒子所受合外力F合=0,粒子或静止,或做匀速直线运动.
(2)粒子所受合外力F合≠0,且与初速度方向在同一条直线上,带电