2022年高中物理 電容 帶電粒子在電場中的運動教案 新人教版選修2-1

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1、2022年高中物理 電容 帶電粒子在電場中的運動教案 新人教版選修2-1 1、影響平行板電容器電容的因素有哪些？并寫出電容與電壓、電荷量的關(guān)系。 2、請分析電容器的兩類動態(tài)變化。 3、帶電粒子在電場中的運動通常可分為哪幾種類型？分析運動規(guī)律。 4、帶電粒子在電場中運動時是否考慮重力？ （1）不考慮重力：基本粒子（電子、質(zhì)子、α粒子等微觀粒子） （2）考 慮 重力：帶電顆粒（帶電液滴、帶電小球等宏觀顆粒） 二、典例分析 1、平行板電容器動態(tài)分析 例1．如圖所示，A、B為兩塊豎直放置的平行金屬板，G是靜電計，開關(guān)S臺上后，靜電計指針張開—個角度.下

2、述哪些做法可使指針張角增大( ) A.使A、B兩板靠近些 B.使A、B兩板正對面積錯開些 C.斷開S后，使B板向右平移拉開些 D.斷開S后，使A、B正對面積錯開些 練習1.如圖所示，A、B為電容器的兩極板，充電后斷開S，由關(guān)于電容器兩板的電勢差U、板間電場強度E的變化的說法中正確的是（ ） A．B板向上運動（不與A接觸），U變大，E變大 B．B板向下運動，U變大，E不變 C．B板向左平移時，電場區(qū)域變小，U不變，E不變 D．B板向左平移時，電場區(qū)域變小，U變大，E變大 2、帶電粒子在電場中的直線運動 例2．相距為d，水平正對放置的兩塊平

3、行金屬板a、b，其電容為C，開始時兩板均不帶電,a板接地，且中央開有小孔現(xiàn)將帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電液滴一滴一滴地從小孔正上方h高處無初速地滴人，豎直落向不b板，到達b板后電荷量全部傳給b板，如圖所示，問: (1)第幾滴液滴在a、b間做勻速直線運動? (2)能夠到達b板的液滴將不會超過多少滴? 練習2.如圖所示，水平放置的A、B兩平行金屬板相距為h，上板A帶正電，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電荷量為+q的小球，在B板下方距離B板H處，以初速v0豎直向上從B板小孔進入板間電場.欲使小球剛好能到A板，則A、B間電勢差是多少？ 3、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 例

4、3．如圖所示一質(zhì)量為m，帶電量為q的粒子沿中線以初速度為v0進入長度為L，間距為d，電壓為U的平行金屬板間的勻強電場中，若不計粒子重力，求出下列物理量： （1）粒子穿越電場的時間t （2）粒子離開電場的速度v （3）粒子離開電場時的側(cè)移距離y （4）粒子穿越電場過程中動能的增量 （5）證明：粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，速度的反向延長線與初速度延長線的交點為粒子水平位移的中點。若縮短平行板的長度，它們的交點還為粒子水平位移的中點嗎？ （6）有一豎直屏距B點的距離為L1，則粒子打到屏上距中心的最遠距離為多少？ A v0 B （7）證明：不同的帶電粒子經(jīng)同一加速度電場加速后，進入此偏轉(zhuǎn)電場

5、，其軌跡總是重合的，與帶電粒子本身無關(guān)。 練習3.如圖所示，水平放置的平行板電容器，原來兩板不帶電，上極板接地，極板長L=0.1m，兩板間距離d=0.4cm.有一束由相同粒子組成的帶電粒子流從兩板中央平行于板射入，由于重力作用，粒子能落到下板上.已知粒子質(zhì)量為m=2.0×10-6kg，電荷量q=1.0×10-8C，電容器的電容C=1.0×10-6F.求: (1)為使第一個粒子能落在下板中點O到緊靠邊緣的B點之間，粒子入射速度v0應(yīng)為多大? (2)若入射粒子的速度為3m/s，最多能有多少個粒子落到下極板上?(g取10m/s2)

6、第3講 電容 帶電粒子在電場中的運動（學生作業(yè)） 1.平行板電容器的電容為C，電荷量為Q，極板間的距離為d，在兩極間的中點放一電荷量很小的點電荷q，它所受的電場力大小等于（ ） A. B. C. D. 2.如圖所示，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始運動，然后射入電勢差為U2的兩場平行極板間的電場中，入射方向跟極板平行，整裝置處于真空中，重力可忽略，在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下列四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是（ ） A．U1變大，U2變大

7、 B．U1變小，U2變大 C．U1變大，U2變小 D．U1變小，U2變小 3．如圖所示，懸線下掛著一個帶正電的小球。它的質(zhì)量為m，電量為q，整個裝置處于水平向右的勻強電場中，電場強度為E，（ ） A．小球平衡時，懸線與豎直方向夾角的正切為 B．若剪斷懸線，則小球做曲線運動 C．若剪斷懸線，則小球做勻速運動 D．若剪斷懸線，則小球做勻變速直線運動 4.一價氫離子、一價氦離子、二價氦離子的混合體初速度均為零，經(jīng)同一電場加速后，在另一勻強

8、電場偏轉(zhuǎn)后到達熒光屏，下列說法正確的是( ) A.到達熒光屏的時間不同 B.到達熒光屏的同一位置 C.到達熒光屏的位置不同 D.到達熒光屏的動能不同 5.如圖所示，一平行板電容器A、B兩極板上，加一個如圖所示的交變電壓，開始時B板電勢比A板高，有一個原來靜止的電子正處在兩板中間，它在電場力作用下開始運動，設(shè)A、B兩板間距離足夠大，下列說法正確的是（ ） A．若電子從t=0開始運動，則電子將以起點為平衡位置來回振動 B．若電子從t=1s開始運動，則電子將以起點為平衡位置來回振動 C．若電子從t=2s開始運動，則電子將一直向A板運動 D．若電子從t=3s開始運動，則電子

9、將一直向A板運動 6.在方向水平的勻強電場中，一不可伸長的細線的一端連著一個質(zhì)量為m的帶電小球，另一端固定在O點。把小球拉起直至細線與場強平行，然后無初速釋放，已知小球擺到最低點的另一側(cè)，線與豎直方向的最大夾角為θ，如下圖所示。求小球經(jīng)過最低點時細線對小球的拉力。 O M v0 E O， 7.如圖所示，在水平的勻強電場中，有一帶電體P如果自點O豎直向上射出，它的初動能是4J，當它上升到最高點M時，它的動能為5J，則帶電體P折回通過是以點O在同一水平線上的點O’時，其動能為多少？ 8.如圖所示，一平行板電容器的板長L= 4 cm，板間距

10、離d= 3 cm， 傾斜放置，使板面與水平方向的夾角α=37°，若兩板間所加電壓U=100V，帶電量q=3×10-10C的微粒以V0=0.5m/s的速度自A板的左邊緣水平進入電場，在電場中沿水平方向運動，并恰好從B板右邊緣水平飛出，求：帶電微粒的質(zhì)量和飛出電場時的速率（忽略邊緣效應(yīng)，g=10m/s2） 9.如右圖所示，一示波管偏轉(zhuǎn)電極的長度d＝1.5cm，兩極間電場是均勻的且垂直于管軸，E＝1.2×104V/m，一個電子以初速度v0＝2.6×107m/s沿管軸注入。已知電子質(zhì)量m＝9.1×10－31kg、電量e＝1.6×10－19C，試求： （1）電子經(jīng)過電極后所發(fā)生的偏轉(zhuǎn)位移y； （2）若出偏轉(zhuǎn)電極的邊緣到熒光屏的距離L＝10cm，則電子打在熒光屏上產(chǎn)生的光點偏離中心O的距離y＇。