電場中的帶電粒子內容基本要求略咼要求較咼要求靜電感應靜電感應的原理，靜電平衡的定義處于靜電平衡的導體的特征根據靜電平衡的特征判斷導體的帶電情況電容器電容大小的計算式、決定式有關電容及電荷量的計算帶電粒子在電場了解帶電粒子在電場帶電粒子在電場及重中的運動中的運動規律力場的綜合計算一、靜電場中的導體1、 靜電感應：把金屬導體放在外電場E中，由于導體內的自由電子受電場力作用而定向運動，使導體的兩個端面出現等量的異種電荷，這種現象叫靜電感應．2、 靜電平衡：發生靜電感應的導體兩端感應的等量異種電荷形成一附加電場，當附加電場與外電場完全抵消，即E'=EB寸，自由電子的定向移動停止，這時的導體處于靜電平衡狀態.3、 導體處于靜電平衡的特點（1） 導體內部各點的場強為零．（2） 導體表面任意點的場強方向與該表面垂直．（3） 導體為等勢體，導體表面為等勢面．（4） 帶電導體的凈電荷分布在導體外表面，曲率半徑大的地方電荷的密度小，曲率半徑小的地方電荷的密度大．4、 靜電屏蔽處于電場中的空腔導體或金屬網罩，其空腔部分的場強處處為零，即能把外電場遮住，使內

部不受外部電場的影響，這就是靜電屏蔽．若導體空腔或網罩內沒有帶電體，則空腔內的電場恒為零，不受空腔外部電場的影響．5、靜電屏蔽在實際有重要應用（1）電學儀器或電子設備外面會有金屬罩，通信電纜外面包有一層鉛皮可防止外電場的干擾．（2）電力工人在高壓帶電作業時，全身穿戴金屬絲網制成的衣帽、手套、鞋子，可以對人體起靜電屏蔽作用，使人安全作業．1、如圖所示，一個帶正電的球體靠近一個原來不帶電的枕形導體，然后用導線將枕形導體和地接通，則下列說法中正確的是（）枕形導體接地后不帶電在接地前，枕形導體上A端的電勢小于零；A端接地后，枕形導體應帶正電在接地前，枕形導體上B端電勢大于零，只有B端接地后，枕形導體才帶負電接地前，枕形導體是等勢體，且電勢大于零，枕形導體上任意一點接地，枕形導體都帶負電2、如圖所示，不帶電的枕形導體的A、B兩端各貼有一對金箔?當枕形導體的A端靠近一個帶電導體C時（）A端金箔張開，B端金箔閉合用手觸摸枕形導體時，A端金箔仍張開，B端金箔閉合用手觸摸枕形導體后，將手和導體C都移走，兩端金箔均張開選項A中兩端金箔分別帶異種電荷，選項C中兩端金箔帶同種電荷3、如圖所示，把原來不帶電的金屬球殼B的外表面接地，將一帶正電的小球A從小孔中放入球殼內，但不與B發生接觸，達到靜電平衡后（ ）B的空腔內電場強度為零 B.B不帶電C.B的外表面帶正電 D.B的內表面帶負電4、如圖，在真空中把一原來不帶電的絕緣導體AB向帶負電的金屬小球P緩慢地靠近（不相碰），下列說A法正確的是（）AB端的感應電荷越來越多導體內部場強越來越強導體的感應電荷在M點產生的場強恒大于在N點產生的場強導體的感應電荷在M、N兩點產生的場強相等

二、電容器1．電容器（1）定義：兩塊彼此絕緣且又相互靠近的導體就組成一個電容器，電容器可以容納電荷．（2）充放電過程：充電過程放電過程示意I+亠▼■I十 十*圖-~11 4 （1）電流的方向為逆時針方（1）電流方向由電容器正極向，強度由大到小板流出，強度由大到小（2）極板所帶電量增多（2）電容器的電荷量減少特點（3）兩極板間電壓增高（3）兩極板間電壓降低（4）兩極板間電場強度增強（4）兩極板間電場強度減小（5）充電過程從電源獲取能（5）放電過程由電場能轉化量轉化為電場能為其他形式的能（如內能）2．擊穿電壓、額定電壓（1）擊穿電壓是電容器的極限電壓，超過這個電壓，電容器內的介質將被擊穿．（2）額定電壓是電容器長期工作時所承受的電壓，它低于擊穿電壓，電容器在不高于額定電壓下工作都是安全可靠的，不要誤認為電容器只有在額定電壓下工作才是正常的．3．電容（1）定義：電容器所帶的電荷量（是指一個極板所帶電荷量的絕對值）與電容器兩極板間電壓的比值．

（2）公式：C=Q/U，單位：法拉；IF=106止=IO12PF.（3）物理意義：電容反映電容器容納電荷的本領的物理量，和電容器是否帶電無關．（4）制約因素：電容器的電容與Q、U的大小無關，是由電容器本身情況決定，對一個確定的電容器，它的電容是一定的，與電容器是否帶電及帶電多少無關.注意：由C=—知，對確定的電容器，Q與U成正比，比值不變；對不同的電容器，U相U同時，Q越大，則C越大，因此說C是反映電容器容納電荷本領的物理量.4.平行板電容器的電容（1）決定因素：C與極板正對面積、電介質的相對介電常數成正比，與極板間距離成反比.（2）公式：C=誥’式中k為靜電力常量.3)3)C=—與C=釜的比較公式C=—弋是電容的定義式’對任何電容器都適用?對一個確定的電容器其電容已確定，不會隨其帶電量的改變而改變，電容大小由電容器本身的因素決定，是用來表示電容器容納電荷本領的物理量.公式C=空是平行板電容器電容的決定式，只對平行板電容器適用?電容C隨&、S、d4兀kd等因素的變化而變化.5.平行板電容器的動態分析（1）平行板電容器變化的兩種模式電容器兩極板電勢差U保持不變（與電源連接）.電容器的帶電量Q保持不變（與電源斷開）?（2）進行討論的物理依據主要是三個①平行板電容器的電容與極板距離d，正對面積S，電介質的相對介電常數e間的關系eSX——d平行板電容器內部是勻強電場，E=-d電容器所帶電量Q=CU（3）平行板電容器動態分析的基本步驟認清分析的前提是Q與U中的哪個量恒定不變：一是電容器兩板間的電勢差U保持不變（與電源連接）；二是電容器所帶的電荷量Q保持不變（與電源斷開）.用決定式C二旦判斷電容C的變化趨勢.4兀kd由定義式C=Q判斷Q與U中會發生變化的那個量的變化趨勢.U由E=-（常用于U不變時）或ExQ（常用于Q不變時）分析場強的變化.dS（因為E=U=里=4^kQ，所以ExQ）dCd ￡S S由F=qE分析電場中的點電荷受力變化，進一步分析其運動狀態?例如：合力為零時，帶電體將處于靜止或勻速直線運動狀態；合力方向與初速度方向在同一直線上時，帶電體將被加速或減速（初速為零必加速）；合力恒定且方向與初速度方向垂直時，帶電體將做類平拋運動等．選定某一極板為零電勢，用U=±Ed'計算場中某點的電場以及判斷其變化，其中d，為該點到零電勢極板的垂直距離，當該點垂直指向零電勢極板的方向與電場方向相同時取'+”,反之取“-”?進一步判斷場中任意兩點間的電勢差U=9-9，由E二q（p確定點電荷q在abab該點的電勢能E的變化，此時要注意E、q和9都有正負之分.1、關于電容器和電容，下列說法中正確的是（）電容器的電容越大，則所帶電荷量越多電容器不帶電荷時，其電容為零對一個確定的電容器來說，其電容與帶電情況無關，是個定值由C=Q可知C與Q成正比，C與U成反比2、利用靜電計研究平行板電容器的電容與哪些因素有關的實驗裝置如圖所示，則下面哪些敘述符合實驗中觀察到的結果（）N板向左平移，靜電計指針偏角變大N板向上平移，靜電計指針偏角變大保持N板不動，在M、N間插入一塊絕緣介質板，靜電計指針偏角變大保持N板不動，在M、N間插入一塊金屬板，靜電計指針偏角變大3、如圖是測定液面高度h的傳感器.在導線芯的外面涂上一層絕緣物質，放入導電液體中，在計算機上就可以知道h的變化情況，并實現自動控制，下列說法中正確的是（ ）液面高度h變大，電容變大液面高度h變小，電容變大金屬芯線和導電液體構成電容器的兩個電極金屬芯線的兩側構成電容器的兩電極4、傳感器廣泛應用在我們的生產生活中，常用的計算機鍵盤就是一種傳感器.如圖所示，鍵盤上每一個鍵的下面都連一小金屬片，與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一小的固定金屬片，這兩金屬片組成一個小電容器.當鍵被按下時，此小電容器的電容發生變化，與之相連的電子線路就能夠檢測出哪個鍵被按下，從而給出相應的信號.這種計算機鍵盤使用的是（）溫度傳感器 B.壓力傳感器 C.磁傳感器D?光傳感器X-5、如圖所示，C為中間插有電介質的電容器，a和b為其兩極板；a板接地；P和Q為兩豎直放置的平行金屬板，在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球；P板與b板用導線相連，Q板接地?開始時懸線靜止在豎直方向，在b板帶電后，懸線偏轉了角度a.在以下方法中，能使懸線的偏角?變大的是（ ）X-縮小a、b間的距離加大a、b間的距離取出a、b兩極板間的電介質換一塊形狀大小相同、介電常數更大的電介質6、兩塊平行金屬板帶等量異種電荷，要使兩板間的電壓加倍，兩板間的電場強度減半，采用的辦法是（ ）兩板的電荷量加倍，而距離變為原來的四倍兩板的電荷量加倍，而距離變為原來的二倍兩板的電荷量減半，而距離變為原來的四倍兩板的電荷量減半，而距離變為原來的二倍7、 一個電容器帶電荷量為Q,兩極板間的電壓為U,若使帶電荷量增加4X10-7C,電勢差則增加20V,貝它的電容是（）A.1X10-8F B.2X10-8F C.4x10-8F D.8x10-8F

8、兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示，接通開關S,電源即給電容器充電（）保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電場強度減小保持S接通，在兩極板間插入一塊介質，則極板上的電荷量增大c.斷開s，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小D.斷開S，在兩極板間插入一塊介質，則兩極板間的電勢差增大9、一平行板電容器兩極板間距為d、極板面積為S，電容為S/d，其中 是常量?對此電容器充電后00斷開電源.當增加兩板間距時，電容器極板間A.電場強度不變，電勢差變大B.電場強度不變，電勢差不變c.電場強度減小，電勢差不變D.電場強度較小，電勢差減小三、帶電粒子在電場中的運動1?平衡：帶電粒子在電場中處于靜止狀態，設勻強電場兩極板電壓為U,板間距離為d,則mgqE，mgdmgmgdmgU帶電粒子在電場中的加速（1）運動狀態的分析：帶電粒子沿與電場線平行的方向進入勻強電場，受到的電場力與運動方向在同一條直線上，做加（減）速直線運動.2）用功能觀點分析：電場力對帶電粒子做的功等于帶電粒子動能的增量.即qU11qUmv2mv2220此方法既適用于勻強電場，也適用于非勻強電場.帶電粒子在電場中的偏轉：帶電粒子以垂直勻強電場的場強方向進入電場后，做類平拋運動（如圖所示）.（1）運動狀態分析：帶電粒子以速度v0（1）運動狀態分析：帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入勻強電場時,4受到恒定的與初速度方向成90。角的電場力作用而做勻變速曲線運動.（2）偏轉問題的分析處理方法：類似于平拋運動的分析處理，應用運動的合成和分解的知沿初速度方向為勻速直線運動，運動時間：t=1 .v

0沿電場力方向為初速度為零的勻加速直線運動：a=-=qE=qUmmmd離開電場時的偏移量：y=1at22 2mv2d0離開電場時的偏轉角：tan9=乂=業v mv2d00（3）兩個重要結論①不同的帶電粒子從靜止經過同一電場加速后進入同一偏轉電場后，它們在電場中的偏轉角度，偏轉距離總相同，即其軌跡將重合.②粒子從偏轉電場中射出時，速度的反向延長線與初速度延長線的交點平分沿初速度方向的位移，即粒子好像從該中點處沿直線飛離電場一樣.（4）示波管的原理如圖所示為示波管的原理圖亮斑電子槍屏偏轉電極亮斑電子槍屏偏轉電極對示波管的分析有以下三種情形偏轉電極不加電壓：從電子槍射出的電子沿直線運動，射到熒光屏中心的點形成一個亮斑.僅在XX'或（YY'）加電壓：若所加電壓穩定，則電子流被加速、偏轉后射到XX'（或YY'）所在直線上某一點，形成一個亮斑（不在中心），如圖所示.

在上圖中，設加速電壓為U，偏轉電壓為U，電子電荷量為e，質量為m，由W=AE得12keU=—mv2，在電場中側移y=at2=- 212 ，其中d為兩板的間距，水平方向t=—,TOC\o"1-5"\h\z120 2 2dm v0又tan申=十――—2 ，由以上各式得熒光屏上的側移vv dmv2x00y'=y'=y+Ltan屮—2(L'+ )—tan屮(L'+ )mv2d 2 20③若所加電壓按正弦規律變化，如U—Usinwt，偏移也將按正弦規律變化，如x—xsinwtmm或y—ysinwt，即亮斑在水平方向或豎直方向做簡諧運動.m提示：當電壓變化很快時，亮斑移動很快，由于視覺暫留和熒光物質的殘光特性，亮斑的移動看起來就成為一條水平或豎直的亮線．4．帶電粒子在勻強電場和重力場的復合場中的運動的解題基本思路：一是，按照研究力學問題的基本方法，從力和運動或能量轉換兩條途徑展開討論；二是，把該物體看作處于各種場同時存在的復合場中．(1)用力的觀點處理帶電粒子的運動．(1)用力的觀點處理帶電粒子的運動．律是我們可以處理的，然后再按運動合成的觀點去求出復雜運動的相關物理量．F②等效“重力”法：將重力與電場力進行合成，如圖所示，則F合等效于“重力”.a—合等效于“重力加速度”?F于“重力加速度”?F合(2)用功能觀點處理帶電粒子的運動.

首先對物體進行受力分析，分析物體的運動狀態，進而根據題目選擇恰當的規律來解題．如選用動能定理，則要分清有多少個力做功，是恒力還是變力做功，以及初態和末態的動能增量；如選用能量守恒定律，則要分清有多少種形式的能在轉化，哪種能量是增加的，哪種能量是減少的．5．在處理帶電粒子在電場中的運動是否考慮重力的問題．基本粒子：如電子、質子、（X粒子、離子等除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力（但并不忽略質量）．帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的暗示外，一般都不忽略重力．但如果重力遠小于它在電場中受到的電場力，則其重力可忽略不計．但兩力相差不多甚至重力更大時，就不能忽略重力了．帶電粒子在電場中的加速：I、下列粒子從初速度為零的狀態經過電壓為u的電場后，哪種粒子的速度最大（ ）A.質子（iH） b.氘核（2H）c.X粒子?He） D.鈉離子（Na+）1122、在勻強電場中，將質子和a粒子由靜止釋放，若不計重力，當它們獲得相同的動能時，質子經歷的時間'與a粒子經歷的時間t2之比為（）A.i：i B.i：2 c.2：i D.4：iTOC\o"1-5"\h\z3、如圖所示，電子由靜止開始從A板向B板運動，當到達B板時速度為v，保持兩板間的電壓不變則（ ）當增大兩板間距離時，v增大當減小兩板間距離時，v增大當改變兩板間距離時，v不變 "當增大兩板間距離時，電子在兩板間運動的時間增大 『 L4、 在圖裝置中，從A板釋放一個無初速的電子（各板間距相等）向B板方向運動，下列選項對電子的描述正確的是（）電子到達B板時動能為eU電子從B到C動能變化為零電子到D板時動能為3eU

電子在A板與D板間往復運動5、如圖（a）所示，兩個平行金屬板P、Q豎直放置，兩板間加上如圖（b）所示的電壓.t=0時，Q板比P板電勢高5V,此時在兩極的正中央M點有一個電子，速度為零，電子在電場力的作用下運動，電子的位置和速度隨時間變化，假設電子始終未與兩板相碰，在°<t<8x10-10s的時間內，這個電子處于M點的右側、速度方向向左且大小逐漸減小的時間是（）A.A.°<t<2x1°-1°sB.2x1°-i°s<t<4x1°-i°sC.C.4x1°-1°s<t<6x1°-1°sD.6x1°-1°s<t<8x1°-1°s帶電粒子在電場中的偏轉】、讓質子（；H）、氘核帶電粒子在電場中的偏轉】、讓質子（；H）、氘核（2h）的混合物沿著與電場垂直的方向進入勻強電場偏轉’要使它們最后偏轉角相同，這些粒子必須具有相同的（）A.初速度 B.動能 C.動量 D.質量2、一束正離子射入一個用圓管彎成的半圓空腔的一端，在空腔區域內有一個強度穩定的徑向電場，圖中徑向實線表示電場線.欲使電荷量相等的正離子沿圓管內半圓虛線運動，從一端進入，從另一端射出，這些離子必須具有相同的（）A.動能 B.動量 C.質量 D.速率3、一個質子P和一個a粒子，從同一位置垂直電場方向以相同的動量射入勻強電場，它們在電場中的運動軌跡是如圖中的（）4、如圖所示，有三個質量相等，分別帶正電、負電和不帶電小球，從平行板電場中的P點以相同的初速度垂直于E進入電場，它們分別落到A、B、C三點（ ）落到A點的小球帶正電，落到B點的小球不帶電三個小球在電場中運動的時間相等三個小球到達正極時動能關系：EA>EB>EcrkAkBkCD.三個小球在電場中運動的加速度關系：a>a>arABC5、如圖所示，一水平放置的平行板電容器充電后與電源斷開，一帶電小球以初速度v°水平的飛入1電場，落到下極板的P點?若在斷開電源以后將上極板下移一些以減小兩極板間的距離（下極板：二二二■二二二二二-二二二二二不動），此帶電小球仍以V°從原處飛入，則小球將落在P點的（） 、p

A.左側 B.右側仍在P點 D?因不知小球帶電的正負，故無法判斷小球落在P點的左側還是右側6、 如圖所示是一個說明示波管工作的原理圖，電子經加速電場（加速電壓為U］）加速后垂直進入偏轉電場，離開偏轉電場時偏轉量是h，兩平行板間的距離為d,電壓為U2,板長為l,每單位電h一 一 一壓引起的偏移—叫做示波管的靈敏度，為了提高靈敏度，可采用下列哪些方法（ ）2A.增大U2 B.減小lC.減小d D.增大U17、 如圖所示，電子在電勢差為?的加速電場中由靜止開始運動，然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中，在滿足電子能射出平行板區的條件下，下述四種情況，一定能使電子的偏轉角。變大的是（）A.U］變大、U2變大 B.U］變小、U2變大C.U］變大、U2變小 D.U］變小、U2變小8、經過相同的加速電場后的質子和?粒子垂直于電力線的方向飛進兩平行板間的勻強電場，則它們通過該電場所用的時間之比tp:気二—.通過該電場后發生偏轉的角度的正切之比9、如圖所示，在真空中帶電粒子P］和P2先后以相同的初速度從0點射入勻強電場，它們L的初速度垂直于電場強度方向，偏轉之后分別打在B、C點，且AB=BC，P］所帶電荷量為