電容器與電容-帶電粒子在電場中的運動-wenkub.com
2025-05-13 07:08 本頁面
【正文】 20)圖6是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強電場后，分落在收集板中央的兩側(cè)．對礦粉分離的過程，下列表述正確的有 ( )A．帶正電的礦粉落在右側(cè)B．電場力對礦粉做正功C．帶負(fù)電的礦粉電勢能變大D．帶正電的礦粉電勢能變小 圖6答案 BD解析 由題圖可知，電場方向水平向左，帶正電的礦粉所受電場力方向與電場方向相同，所以落在左側(cè)；帶負(fù)電的礦粉所受電場力方向與電場方向相反，所以落在右側(cè)．選項A錯誤；無論礦粉所帶電性如何，礦粉均向所受電場力方向偏轉(zhuǎn)，電場力均做正功，選項B正確；電勢能均減少，選項C錯誤，選項D正確．9．如圖7所示，從熾熱的金屬絲漂出的電子(速度可視為零)，經(jīng)加速電場加速后從兩極板中間垂直射入偏轉(zhuǎn)電場．電子的重力不計．在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是 ( )圖7A．僅將偏轉(zhuǎn)電場極性對調(diào)B．僅增大偏轉(zhuǎn)電極間的距離C．僅增大偏轉(zhuǎn)電極間的電壓D．僅減小偏轉(zhuǎn)電極間的電壓答案 C解析 設(shè)加速電場電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電壓為U，極板長度為L，間距為d，電子加速過程中，由U0q＝，得v0＝ ，電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運動，時間t＝，a＝，vy＝at，tan θ＝＝，由此可判斷C正確． 10．如圖8所示，一電荷量為q的帶電粒子以一定的初速度由P點射入勻強電場，入射方向與電場線垂直．粒子從Q點射出電場時，其速度方向與電場線成30176。＝qEh＝mg重力加速度為g，且mg＝Eq，則( ) 圖2A．電場方向豎直向上B．小球運動的加速度大小為gC．小球上升的最大高度為D．若小球在初始位置的電勢能為零，則小球電勢能的最大值為答案 BD解析 由于帶電小球在豎直面內(nèi)做勻變速直線運動，其合力沿ON方向，而mg＝qE，由三角形定則，可知電場方向與ON方向成120176。福建海南單科等效重力的方向與斜面垂直指向右下方，小球在斜面上勻速運動．因要使小球能安全通過圓軌道，在圓軌道的等效“最高點”(D點)滿足等效重力剛好提供向心力，即有：mg′＝，因θ＝30176。又x＝y(tǒng)＋Ltan α，解得：x＝解法二 x＝vy＝ma可得a＝.(3)電場強度變化后物塊下滑距離L時，重力做正功，電場力做負(fù)功，由動能定理得mgLsin 37176。＝：(1)水平向右電場的電場強度； 圖7(2)若將電場強度減小為原來的1/2，物塊的加速度是多大；(3)電場強度變化后物塊下滑距離為L時的動能．解析 (1)小物塊靜止在斜面上，受重力、電場力和斜面支持力，示意圖如圖所示，則有FNsin 37176。帶電粒子在電場中的運動，．1．[對電容器和電容的理解]關(guān)于電容器及其電容的敘述，正確的是 ( )A．任何兩個彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體，就組成了電容器，跟這兩個導(dǎo)體是否帶電無關(guān)B．電容器所帶的電荷量是指每個極板所帶電荷量的代數(shù)和C．電容器的電容與電容器所帶電荷量成反比D．一個電容器的電荷量增加ΔQ＝10－6 C時，兩板間電壓升高10 V，則電容器的電容無法確定答案 A2．[帶電粒子在板間的加速問題]如圖1所示，電子由靜止開始從A板向B板運動，當(dāng)?shù)竭_(dá)B極板時速度為v，保持兩板間電壓不變，則( )A．當(dāng)增大兩板間距離時，v也增大B．當(dāng)減小兩板間距離時，v增大 圖1C．當(dāng)改變兩板間距離時，v不變D．當(dāng)增大兩板間距離時，電子在兩板間運動的時間也增大答案 CD解析 電子從靜止開始運動，根據(jù)動能定理，從A板運動到B板動能的變化量等于電場力做的功．因為保持兩個極板間的電勢差不變，所以末速度不變，而位移(兩板間距離)如果增加的話，電子在兩板間運動的時間變長，故C、D正確．3．[帶電粒子在板間的偏轉(zhuǎn)問題]如圖2所示，靜止的電子在加速電壓為U1的電場作用下從O經(jīng)P板的小孔射出，又垂直進(jìn)入平行金屬板間的電場，在偏轉(zhuǎn)電壓為U2的電場作用下偏轉(zhuǎn)一段距離．現(xiàn)使U1加倍，要想使電子的運動軌跡不發(fā)生變化，應(yīng)該 ( ) 圖2A．使U2加倍B．使U2變?yōu)樵瓉淼?倍C．使U2變?yōu)樵瓉淼谋禗．使U2變?yōu)樵瓉淼拇鸢浮解析 電子經(jīng)U1加速后獲得的動能為Ek＝mv2＝qU1，電子在偏轉(zhuǎn)電場中的側(cè)移量為：y＝at2＝＝，可見當(dāng)U1加倍時，要使y不變，需使U2加倍，顯然A正確．考點梳理一、電容器的充、放電和電容的理解1．電容器的充、放電(1)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異種電荷，電容器中儲存電場能．(2)放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．2．電容(1)定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值．(2)定義式：C＝.(3)物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)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正對面積成正比，與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比，與兩板間的距離成反比．(2)決定式：C＝，k為靜電力常量．特別提醒 C＝(或C＝)適用于任何電容器，但C＝僅適用于平行板電容器．二、帶電粒子在電場中的運動1．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動能的增量．(1)在勻強電場中：W＝qEd＝qU＝mv2－mv或F＝qE＝q＝ma.(2)在非勻強電場中：W＝qU＝mv2－mv.2．帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)(1)條件分析：帶電粒子垂直于電場線方向進(jìn)入勻強電場．(2)運動性質(zhì)：勻變速曲線運動．(3)處理方法：分解成相互垂直的兩個方向上的直線運動，類似于平拋運動．(4)運動規(guī)律：①沿初速度方向做勻速直線運動，運動時間②沿電場力方向，做勻加速直線運動特別提醒 帶電粒子在電場中的重力問題(1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說明或有明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)．(2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力．4．[控制變量法的應(yīng)用]如圖3所示，設(shè)兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，極板所帶電荷量不變，若 ( )圖3A．保持S不變，增大d，則θ變大B．保持S不變，增大d，則θ變
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