一、电容器与电容器 带电粒子在电场中的运动 【学习目标】 1.了解电容器、电容器的概念，经常掌握平行板作为容器的电容问题分析方法，了解常用电容器的结构。
2.掌握处理电场中带电粒子加速和偏转的方法，了解示波器的原理和应用。
【自主学习】一、电容器和电容器 1、电容器、电容器 （1）电容器 两个导体相互连接可以形成电容器。
(2)电容的物理意义表示电容器充电容量的物理量。
定义 电容器所带电荷（一块极板所带电荷的绝对值）与两块极板所带电荷的比值称为电容器的电容。
定义公式2、电容器的充放电过程（1）充电过程特性（如图1.31所示）充电电流的方向为方向，电流由大到小； 电容器携带的电荷量； 电容器两极板之间的电压； 电容器中的电场强度； 当电容器充电时。
2、充电后，电容器所在电路中的电流、电容器两极板之间的电压以及充电电压； 充电后，电容器从电源获得的能量称为（2）放电过程的特点（如图1.32所示）放电电流，电流的方向是从正极板流出，电流变化从大到小变小； 开始时的最大电流为电容充电； 电容器两极板之间的电压； 电容器中的电场强度； 电容器转换成其他形式放电的过程实际上就是电容器的正负极板。 负电荷中和的过程。 当放电结束时，电路中没有电流。
3、等板电容器（1）平行板电容器的电容计算公式（即电容与两极板的面对面积成正比，与两极板之间的距离成反比，与介电常数成正比） (2) 平行带电 平板电容器两极板之间的电场可视为均匀电场，且 E 4. 测量电容器两极板之间电势差的仪器是静电计电容。
3、设备充电后，两块极板之间存在电位差U，但U的大小是用电压表测量的（因为两块极板上的正负电荷会立即被中和），但电位差可以用静电计测量两块板之间的距离。 ，如图1.33所示，静电计是在验电器的基础上改进而成的。 静电计由两部分组成。 静电计和电容器两部分连接在一起。 那么电容上的电位差就等于静电计上的电位差。 如图所示，U 的大小是从静电计上的刻度读取的。
注意，静电计本身也是一个电容器，但其保持电荷的能力很弱，即电容C很小。 当带电的电容器连接到静电计时，可以认为电容器上的电荷量保持不变。
5、电容器两个典型问题的分析方法 (1)首先确定不变量。 如果充电后将电容器与电源断开，则保持不变； 如果电容器始终连接到直流电源，则它将保持不变。
(2)确定电容器尺寸时。
4、当某个因素发生变化时，利用公式确定电容的变化。
(3)利用公式分析Q和U的变化。
(4) 利用公式分析平行板电容器两极板之间场强的变化。
2、带电粒子的加速与偏转1、带电粒子在电场中加速时，应用动能定理，即2。（1）均匀带电粒子偏转问题的分析处理方法电场类似于平面运动的分析和处理，应用运动的合成和分解的知识。
求其运动时间、离开电场时的偏转量、离开电场时的速度大小以及离开电场时的偏转角度 (2) 如果电荷先受到电场加速，然后进入偏转电场，则 y（U1 为加速电压，U2 为偏转电压） 3. 处理带电粒子在均匀电场中运动问题的方法 (1) 等效方法 当带电粒子在均匀电场中运动时场，如果重力不能忽略，则可以将电场和重力视为等效重力，可以这样处理。
5、更容易理解，显得方便简单。
(2)分解方法带电粒子在均匀电场中偏转的较为复杂的曲线运动可以分解为沿初速度方向的匀速直线运动和沿电场力方向的匀加速直线运动进行分析处理。
【典型示例】 示例1 电容器C、电阻器R和电源E连接构成如图1.34所示的电路。 当绝缘板P从电容器板a和b之间拔出时，电路中就没有A了。 产生电流 B. 产生电流。 方向是从a板经过电阻R到b板。 C. 产生电流。 方向是从b板通过电阻R到达a板。 D. 产生电流。 电流方向无法判断 （1）审题（写出或标明题目中的关键词、条件、状态、过程） （2）分析（合理分段，画图，找出联系点段间） ） （3）解题流程 例2如图1.35所示。
6、电路中，电容器的N极板接地，两极板之间的P点固定有一个带负电的点电荷。 经过以下过程，求出电容器的电荷Q、两极间的电压U、以及两极间的场强。 E、P 点电势和 P 点负电荷的电势能 EP 如何变化 (1) S 接通后，将 M 板移动一小段距离。
(2) S接通和断开后，将N板移动一小段距离。
复习题（写出或标明你认为是题中的关键词、条件、状态和过程） 分析（合理分段落，画图，找出段落之间的连接点） 解题过程 例3是研究为了静电除尘，有人设计了一个盒状的容器。 容器的侧面是绝缘的透明有机玻璃。 其上下底板为金属板，面积为A0.04m2，间距为L0.05m。 当连接到高压电源的正负极时，可以在两块金属板之间产生均匀的电场，如图所示。
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7、将一定量的均匀分布的烟雾颗粒密封在容器中。 每立方米有1个烟雾颗粒。 假设这些粒子处于静止状态。 每个粒子的电荷为 ，质量为 。 不考虑烟雾颗粒之间的相互作用。 空气阻力，并忽略烟雾颗粒的重力，求1、打开电动按钮后，需要多长时间烟雾颗粒全部被吸附？ 2、除尘过程中电场对烟气颗粒做功有多大？ 3、容器内的烟雾颗粒需要多长时间被吸收？ 总动能达到最大。 检查问题（写出或注明你认为的问题中的关键词、条件、状态和过程）。 分析（合理划分部分，画图，找出各部分之间的连接点）。 解题过程 例4：图A所示为示波管示意图。 图B为荧光屏的界面。 从加热灯丝发射出的电子的初速度非常小，可以视为零。 灯丝与极板p之间施加的电压为U1，两对偏转电极XX、YY上施加的电压分别为。
8.U2和U3，如果U10，U2U30，加速的电子束将击中荧光屏的中心0点。 如果U30和U2的大小随时间变化高中物理带电小球的电势，其图案如下图C所示，则屏幕上会出现一条亮线。 已知每个偏转板的长度l等于4cm，两个偏转板之间的距离为d1cm。 假设极板之间的电场是均匀电场，极板外部没有电场。 在每个电子通过电极板的很短的时间内，电场被认为是不变的。 距X右端的距离最大值是多少伏？ （1）审题（写出或标明题目中的关键词、条件、状态、过程）（2）分析（合理分段，画图，找出各段之间的差异）连接点） （三）解题流程【训练用】 1.图。
9. 1.38示出了由电池、电阻器R、按键S和扁平电容器组成的串联电路。 当按键关闭时，在增加电容器()A两极板之间距离的过程中，电阻RB中没有电流。 电容器中没有电流。 电容变大C。电阻R中有电流D从a流到b。电阻R中有电流从b流到a。 2、如图1.3-9所示，平行板电容器两块板之间的距离d连接至电源。 ，开关S闭合，电容器两极板之间存在一个质量为m、电荷为q的粒子。 下列说法正确的是： () A. 粒子带有正电。 B、电源电动势大小等于C、电压被击穿。 打开开关S，粒子加速向下。 D、保持开关S闭合，并增大电容器两极板之间的距离。 粒子将加速向下。 3、将两块大小、形状相同的金属板并联放置，形成平行板电容器，与其连接的电路如图所示。
10、如图所示，打开开关K，电源对电容充电。
( ) A. 保持K导通，减小两板之间的距离，则两板之间的电场强度会减小。 B、保持K导通，减小两极板之间的距离，则两极板之间的电位差会减小。 C、断开K，减小两极板之间的距离，则两极板之间的电位差会减小。 D、断开K，在两块极板之间插入一块介质，则两块极板之间的电位差将增大。 4.粒子的质量是质子的4倍，其电荷是质子的2倍。 它们从静止状态被同一电场加速后，它们的速度之比为()A、12B、C、D、21 5。如图1.3-11所示，平行金属板内存在均匀电场，电荷为q、质量为m的带电粒子从A点水平注入电场，并以精确的速度v从B点喷出，则()。
A. 如果粒子从 B 点以“-”速度注入，则其速度正好是该速度。
11. 从 B 点从 A 点喷射出的度数为“-0”。如果 q (-q, m) 的反粒子从 B 点以速度“-”喷射，那么它从 C 点喷射的速度为速度“-0”。 ，如果q(-q,m)的反粒子从B点以“-0”的速度喷射，那么它从A点以“-”的速度喷射。 如果粒子从 B 点以“-0”的速度喷射，那么它就会以“-”的速度从 A 点喷射 6. 图 A 显示了示波器的部分结构。 真空室内电极K连续发射的电子（不考虑初速度），经过电压为U0的加速电场后，从小孔中沿中心弹射到水平金属板A、B上。板之间的轴。 板的长度为l，两板之间的距离为d。 电子穿过两块板后，撞击荧光屏，荧光屏到达两块板的边缘。 距离为L，屏幕中点为O，屏幕上的a、b点到O点的距离为S/2。 如果在板 A 和 B 之间添加变化的电压，则当每个电子通过板时 。
12. 在很短的时间内，电场可以视为恒定。 现在要求在时间0时，进入两板之间的电子撞击屏幕上的a点，然后经过时间T匀速向上运动到b点，在屏幕上形成亮点。 一条亮直线，电子的电荷为 e，质量为 m。
(1)求A、B间电压的最大值； (2)写出时刻0到T期间A、B极板施加的电压U与时间t的关系； (3)在图B中画出Ut图像从O到T的示意图。
【能力训练】 1.在图1.314所示的实验装置中，平行板电容器的B板与敏感静电计连接，A板接地。 如果A板稍微向上移动，则观察到平行板电容器的电容量因静电计指针的变化而变小的结论的依据是（）A。两板之间的电压保持不变，上的电荷盘子变得更小。 B、两极板之间的电压保持不变，极板上的电荷变小。 功率变大C，板上的功率。
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13. 几乎不变，两极板之间的电压变小 D. 极板上的电量几乎不变，两极板之间的电压变大。 2.平行板电容器，两极板之间的距离d和两极板S的面积可以调节，电容器的两极板连接到电池，Q代表电容器的电荷，E代表两极之间的电场强度，则 ( ) A. 当 d 增大且 S 不变时，Q 减小，E 减小 B. 当 S 增大且 d 不变时，Q 增大，E 增大。 C. 当 d 减小且 S 增大时高中物理带电小球的电势，Q 增大且 E 增大。 D、当S增大、d减小时，Q不变，E不变 3、图1.515所示为一个平行板电容器，其电容为C，电荷为Q，上极板带正电，现从A点移动一个试验电荷q两极板之间 到 B 点，如图所示，A 点和 B 点之间的距离为 s，连线 AB 与极板之间的夹角为 30°，则电场力对极板所做的功测试电荷 q 等于 () A, 。
14、B、C、D、4、质子和初速度为零的粒子，受到同一加速电场加速后，垂直于电场线方向进入同一均匀偏转电场。 离开偏转电场时（ ） A.两种 粒子通过偏转电场的时间相同 B.质子通过偏转电场的时间较短 C.两种粒子的偏转角度相等 D.离开偏转电场时粒子的动能较大 5.在电场中，电子只受到电场力的影响大，可以做到 A.均匀线性运动 B. 匀速直线运动 C. 匀速曲线运动 D. 匀速圆周运动 6. 如图 1.316 所示，板 A 附近有一个电子从静止开始运动到板 B，然后大约 电子到达板时的速度B、下列解释正确的是：（ ） A、两块板之间的距离越大，加速时间越长，获得的速度越大。 B、两块板之间的距离越小，加速度越大。 那么获得的速度越大，C与两板之间的距离就越大。
15、与距离无关，只与加速电压UD有关 以上解释不正确。 7、如图1.317所示，两块平行金属板水平放置，上板带负电荷，下板带等量的正电荷。 3、两个质量相等、分别带正电、带负电、不带电的粒子，以相同的水平初速度从电极板左侧P点进入电场，落在a、b、c三个地方分别在正极板上。 由此可见 ( ) A. 粒子a带正电，b不带电，c带负电。 B、三个粒子在电场中运动的时间相等。 C. 三个粒子在电场中的加速度。 三个粒子到达正极板时的动能。 图1.318是示波管工作原理示意图。 电子经电压U1加速后，以0速度垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量为h，两平行板之间的距离为d，电势差U2，极板长度L，以提高示波管的灵敏度。
16、灵敏度（每单位电压引起的偏转量），可采用的方法有（ ） A、增大两极板之间的电位差U2B，使极板长度L尽可能短C、使距离d 极板之间的距离尽可能小 D. 增大加速电压U1。 9. 在垂直平面上建立xOy 直角坐标系。 Oy表示垂直向上方向，如图1.319所示。 已知该平面内沿X轴正方向有足够大的区域。 在均匀电场下，带电球从坐标原点O沿Oy方向垂直向上抛掷，初始动能为4J。 不考虑空气阻力，其到达的最高点用图中M点表示。
求(1)小球在M点时的动能EKM； (2)假设球落回与抛掷点同一水平面时的位置为N，求球到达N点时的动能EkN。
10、右图为真空示波管示意图。 电子从灯丝K发射（不计算初速度）并通过灯丝与板A之间的加速电压U1。
17、加速，沿中心线KO从A板中心孔弹出，然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场（偏转电场可看作均匀电场）。 电子进入偏转电场时的速度等于 电场方向垂直，电子通过偏转电场武器击中荧光屏上的P点。 已知M、N板之间的电压为U2，两板之间的距离为d，板的长度为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，则电子的质量为m，电荷为e。
求(1)电子通过A板时的速度； (2)电子从偏转电场射出时的横向移动量； (3) P点到O点的距离。
【学后反思】
自主学习参考答案 1. 2. （1）逆时针增加、增加、加强、不等于（2）减少、减少、减弱。 电场能 3. (1) (2) 4. 电位差 U 不能相互绝缘 5. (1) QU ( 2) (3) (4) 2. .
18. 2. (1) 典型例题1 分析选择B。本题考察电容器的动态变化。
当绝缘体活动板P从电容器板a和b之间拉出时，可以看出电容C减小。 由于施加的电压保持不变，电容器上携带的电量减少。 本来，电容器A板电路板上的正电荷会从A板移动到电源正极，在电路中形成电流。 方向是从a板通过电阻R到b板。
例2 分析 (1) 当S导通时，M、N间电压等于电池电动势，因此U不变，M板移动，板间距离d变大。 据此，C变小，因为QCU，所以Q变小； 因为，随着 d 变大，E 变小； 因为随着 E 变小，电势降低，因此 Ep 增加。
(2)S导通再关断后，电容器的电荷Q保持不变，N板移动，板间距离d变小。 根据，C 变大，因为，C 变大。
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19. ，U变小； 根据 ，可以看出E保持不变； 可以看出，随着变小，它也越来越小； 因为当负电荷从N移动到P时，电场力的功变小，所以当加入实施例3分析1时，最接近上表面的烟雾颗粒被吸附到下板时，所有烟雾都被吸附，作用在烟雾颗粒上的电场力为2。由于烟雾颗粒均匀分布在极板之间，因此可以认为烟雾的质心位于极板之间的中点。 因此，除尘过程中电场力对烟雾所做的总功为3。 解1 假设烟雾颗粒的下落距离为 当极板开启时，系统的总动能最大，那么，所以例4 解析假设电子被加速电场加速后的速度为，根据题意，电子通过YY时没有发生偏转。 经过XX后，偏转距离为x，偏转角度为，则假设电子到达屏幕时距中心的距离为r，则。
20. 为了让电子击中荧光屏，必须满足条件。 当RD/2时，解为训练 1.选择B，C 2.选择B，C，D 3.选择B，C 4.选择B 5，选择A，C6，答案（1）从问题中得出E ，如图A。设(2)电子匀速向上运动，得(3)如图B。 能力训练 1.选择D 2、选择A、C 3.选择C 4.选择B , C, D 5. 选择 B, C, D 6. 选择 C 7. 选择 D 8. 选择 C 9. 解 设 M 点的坐标为 M (x, y) ，即小球在 M 点的动能和N分别为EkM和EkN，从坐标原点被抛起到移动到M点所需的时间为t，球的质量为m，受到的电场力为F电。 从问题中我们知道，在垂直方向上是根据力独立作用的原理。 在X方向上，小球在F电的作用下作匀加速运动。 根据牛顿第二定律和运动等时性，。
[江苏省| 江苏省淮安市淮安中学高中物理电容器与电场中电容性带电粒子的运动复习学习计划新民教版选修]21.有了以上联解，(2)球上升下落时间相同的小球在x方向做匀加速运动。 有一个同时解决方案来获得sN4x。 电场力 W 电 F 电 sN42.25J9J 由于重力所做的功为 0。根据动能定理 10。答案 (1) 假设电子在电压 U1 的作用下加速的速度为 V0。 根据动能定理，可解出（2）电子以速度为0进入偏转电场后，作垂直于电场方向的匀速直线运动，并作匀加速直线运动。沿电场方向以初速度为零的运动。 假设偏转电场为 电场强度为E，电子在偏转电场中运动的时间为t1，电子的加速度为，离开偏转电场时的横向位移量为y1 。 根据牛顿第二定律和运动学公式，解为 (3) 设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为y。 根据运动学公式，得到yat1。 电子离开偏转电场后，以匀速直线运动。 假设电子离开偏转电场后到达荧光屏的时间为t2。 电子撞击荧光屏的侧面。 位移为y2。 如下图所示，得到P点到O点的距离。
