6.4 带电粒子在电场中的运动

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【复习课题】6.4　带电粒子在电场中的运动(1) 班级 姓名　　　 　学号
【复习目标】带电粒子在匀强电场中的运动 Ⅱ
【复习重点】分析解决带电粒子在匀强电场中的直线运动问题
【复习难点】受力和过程分析
【前置性补偿】
一、电容器和电容
1、电容定义式： 2、平行板电容器的电容决定式：
3、两种不同变化
（1）电键K保持闭合：
（2）充电后断开K：
二、带电粒子在电场中的直线运动
1．平衡状态
带电粒子在电场中处于静止或匀速直线状态，设匀强电场两极板电压为U，板间距离为d，则，
2．带电粒子的加速
⑴运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，电场力与运动方向在同一直线上，做 运动．
⑵用功能观点分析：粒子动能的变化量等于电场力做的功(电场可以是匀强或非匀强电场)．
①若初速度为零，则末速度为　　　　　　　　　　　　　　　
②若初速度为v0，则末速度为　　　　　　　　　　　　　　　
【典例探究】
考点一 平行板电容器的动态分析
（B）例1. (2008年徐州州一模)如图所示，平行板电容器在充电后不切断电源，此时板间有一带电尘粒恰能在电场中静止，当正对的平行板左右错开一些时（ ）
A．带电尘粒将向上运动 B．带电尘粒将保持静止
C．通过电阻R的电流方向为A到B
D．通过电阻R的电流方向为B到A
考点二 带电粒子在电场中的直线加速问题
（B）例2（2008年全国卷2）一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比.若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升.若两极板间电压为－U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是（ ）
A．2v、向下 B．2v、向上 C．3 v、向下 D．3 v、向上
（B）例3、如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔.右极板电势随时间变化的规律如图所示.电子原来静止在左极板小孔处.（不计重力作用）下列说法中正确的是（ ）
A.从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上
B.从t=0时刻释放电子，电子可能在两极板间振动
C.从t=T/4时刻释放电子，电子可能在两极板间振动，
也可能打到右极板上
D.从t=3T/8时刻释放电子，电子必将从左极板上的小孔中穿出
（B）例4.如图所示，平行板电容器板间距离为d，A极板接地，B极板的电势随时间做周期性变化的规律如图所示，电势绝对值为φ0．电子电荷量为e，荷质比为k，在t=0时刻从A板释放电子，电子的初动能视为零．⑴为使电子打到B板时的动能最大，周期T应满足什么条件？这个最大动能EK是多大？⑵若周期取满足上一问的最小值，而将电子在t=T/4时刻释放，电子能否打到B板上？若能，打到B板时的动能是多大？若不能，电子和B板间的最近距离是多大？
（C）例5（10江苏）制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为d的两平行极板，如图甲所示.加在极板A、B间的电压UAB作周期性变化，其正向电压为U0，反向电压为－kU0（k＞1），电压变化的周期为2，如图乙所示.在t＝0时，极板B附近的一个电子，质量为m，电荷量为e，受电场作用由静止开始运动.若整个运动过程中，电子未碰到极板A，且不考虑重力作用.若k＝，电子在0～2时间内不能到达极板A，求d应满足的条件。
【形成性检测】
1、（2008年宁夏卷）.如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板；a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地.开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度a.在以下方法中，能使悬线的偏角a变大的是( )
A.缩小a、b间的距离 B.加大a、b间的距离
C.取出a、b两极板间的电介质
D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质
2、如图甲所示，在两极板a、b之间有一静止电子，当在a、b间加上如图乙所示的变化电压时(开始时a板带正电)，电子的运动情况是(不计重力，板间距离足够大)( 　　 )．
A．电子一直向a板运动
B．电子一直向b板运动
C. 电子在两板间做周期性往返运动
D．电子先向a板运动，再返回一直向b
K
A
B
R
T 2T
φB
t
O
A B
φ0
-φ0
T/2
3T/2
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