1、第 3 講 電容 帶電粒子在電場中的運動 I、隨堂檢測演練| 1如圖 6 3- 14 所示，電子由靜止開始從 A 板向 B 板運動，當到達 B 極板時速度為 v，保持兩板間電壓 不變，則（ ） A 當增大兩板間距離時，v 也增大 B 當減小兩板間距離時，v 增大 C 當改變兩板間距離時， v 不變 D 當增大兩板間距離時，電子在兩板間運動的時間也增大 解析：電子從靜止開始運動，根據動能定理，從 A 運動到 B 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，平均速度不變，而位移如果增加的話，時間變長. 答案：CD 2平行板電容器的兩極板 A、B 接于電池兩極，一帶

2、正電小球懸掛在電容器內部閉合開關 S,電容器充 電，這時懸線偏離豎直方向的夾角為 0,如圖 6 3 15 所示，則（ ） 圖 6 3 15 A 保持開關 S 閉合，帶正電的 A 板向 B 板靠近，則0增大 B .保持開關 S 閉合，帶正電的 A 板向 B 板靠近，則0不變 C 開關 S 斷開，帶正電的 A 板向 B 板靠近，則0增大 D 開關 S 斷開，帶正電的 A 板向 B 板靠近，則0不變 解析：懸線偏離豎直方向的夾角 0的大小由帶電小球受的電場力和重力兩因素決定因重力不變，故電 場力增大時0就增大在保持開關 S 閉合，即保持電容器兩極板間電壓 U 不變由于 A、B 板靠近，d 變小，極板

3、間電場強度 E =號就增大，因而帶電小球受電場力 F = qE = 口書增大，則0增大；若斷開開關 S, rS Q 即表明電容器極板上的電荷量 Q 不變.當 A、B 板靠近后，電容器的電容 C= 4 *d 將增大，根據 U = C, 電容器兩板間電壓 U 減小.電容器兩板間的場強 E =嚴有無變化呢？把上述各關系代入， 得 E = U =3.= d d Cd 4 n0）不同，有的粒子將在電場中直接通過 y 軸，有的將穿出電場后再通過 y 軸.設粒子通過 y 軸時，離坐標原點的距離為 h，從 P 到 y 軸所需的時 間為 t,則（ ） A 由題設條件可以判斷出粒子的帶電性質 B .對 h d 的

4、粒子，h越大，t 越大 C. 對 h2mg2t2.選項 A、C、D 錯誤. 答案：ACD 9 如圖 6 3 26 所示，勻強電場方向與水平線間夾角 0= 30 斜向右上方，電場強度為 E，質量為 m 的 小球帶負電，以初速度 V0開始運動，初速度方向與電場方向一致. （1）若小球的帶電荷量為 q= mg/E,為使小球能做勻速直線運動， 應對小球施加的恒力 F1的大小和方向各 如何？ 若小球的帶電荷量為 q= 2mg/E，為使小球能做直線運動，應對小球施加的最小恒力 F2的大小和方向 各如何？ 解析：（1）如圖甲所示，欲使小球做勻速直線運動，必使其合外力為 =mg+ qEsi n 30 解之得

5、a= 60 F1 = Q3mg. 0，所以 F1cos a= qEcos 30 , F 1sin a 圖 6 3 （2）為使小球能做直線運動，則小球受的合力必和運動方向在一條直線上，故要求力F2和 mg 的合力和電 場力在一條直線上，故 F2= mgsin 60 丄mg，方向如圖乙所示，斜向左上 60 答案：(1) ；3mg 與水平線夾 60。角斜向右上方 mg與水平線夾 60。角斜向左上方 10如圖 6-3-27 所示，M、N 為兩塊水平放置的平行金屬板，板長為 I，兩板間的距離也為 I，板間電壓 恒定今有一帶電粒子 (重力不計)以一定的初速度沿兩板正中間垂直進入電場，最后打在距兩平行板右

6、端距離為 I的豎直屏上粒子落點距 O 點的距離為 2.若大量的上述粒子(與原來的初速度一樣，并忽略粒 子間相互作用)從 MN板間不同位置垂直進入電場試求這些粒子打到豎直屏上的范圍并在圖中畫出. 1 + P J N n t - -1- 圖 6 3 27 解析：設粒子質量為 m,帶電荷量為 q,初速度為 V0, 1 O Vy at I V0t = l, y= 2at2, tan 0= &=匚,y+ ltan 0= , 1 l2 al l 2 所以 2a0+l = 2，3al=v2 由題意可分析出大量粒子垂直射入偏轉電場后情況，如上圖甲、乙所示其范圍是 1 v2 l2 1 5 1 和 V0=

7、 6l，范圍是 6l. 答案：5l圖略 11.在光滑絕緣的水平面上， 用長為 2L 的絕緣輕桿連接兩個質量均為 m 的帶電小球 A 和 B.A 球的帶電荷 量為+ 2q, B 球的帶電荷量為一 3q,組成一帶電系統.如圖 6 3 28 所示，虛線 MP 為 AB 兩球連線的 垂直平分線，虛線 NQ與 MP 平行且相距為 4L.最初 A 球和 B 球分別靜止于虛線 MP 的兩側，距 MP 的 距離均為 L,且 A 球距虛線 NQ 的距離為 3L.若視小球為質點，不計輕桿的質量，在虛線 MP、NQ 間加 上水平向右的勻強電場 E 后，求： (1) B 球剛進入電場時，A 球與 B 球組成的帶電系統

8、的速度大小. (2) 帶電系統從開始運動到速度第一次為零時所需的時間以及 B 球電勢能的變化量.l y淇中 圖 6 3 28 對帶電系統進行分析，假設球 A 能達到 NQ,且 A 球到達 NQ 時電場力對系統做功為 Wi,有 Wi = 2qE X 3L + ( 3qE X 2L) = 0,故帶電系統速度第一次為零時，球 A 恰好到達 NQ vi tl,貝y t1 =，解得：t1 = a i 顯然，B 球進入電場后帶電系統做勻減速運動設減速所需時間為 qE 可知，帶電系統從靜止運動到速度第一次為零時所需的時間為: t = ti +12= 3 .mr，B 球電勢能增加了： Ep= E 3q 2L = 6EqL 答案： 2qEL m 6EqL qE 解析：帶電系統剛開始運動時，設加速度為 刁，由牛頓第二定