带电粒子的偏转.doc

【本讲教育信息】一. 教学内容: 复习第六章电场——带电粒子在电场中的运动电容器二. 重点、难点: (一)带电粒子在电场中的运动 1. 带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场, 受到的电场力与运动方向在同一条直线上,做匀加(减)速直线运动。 2. 带电粒子(若重力不计)由静止经电场加速如图所示,可用动能定理: 表达式为 3. 带电粒子在匀强电场中的偏转(重力不计),如图所示。(1 )侧移:结合加速时的表达式可得: , 可知在加速电压、偏转极板的长度和极板间距不变的情况下,侧向位移 y 与偏转电压成正比。(2 )偏角: 注意到, 说明穿出时刻的末速度的反向延长线与初速度延长线交点恰好在水平位移的中点。这一点和平抛运动的结论相同。两样, 在加速电压、偏转极板的长度和极板间距不变的情况下,偏角的正切与偏转电压成正比。(3 )穿越电场过程的动能增量: (注意,一般来说不等于) (二)电容器 1. 电容器:两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。 2. 电容器的电容:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,定义式(比值定义法),电容是由电容器本身的性质(导体大小、形状、相对位置及电介质)决定的。 3. 平行板电容器的电容的决定式是:, 其中,k 为静电力常量,S 为正对面积, 是电介质的介电常数。 4. 两种不同变化: 电容器和电源连接如图, 改变板间距离、改变正对面积或改变板间电解质材料, 都会改变其电容, 从而可能引起电容器两板间电场的变化。这里一定要分清两种常见的变化: (1) 电键 K 保持闭合, 则电容器两端的电压 U 恒定( 等于电源电动势), 这种情况下带电荷量,而,。(2 ) 充电后断开 K , 保持电容器带电荷量 Q 恒定, 这种情况下。 5. 常用电容器有:固定电容器和可变电容器,电解电容器有正负极,不能接反。【典型例题】电场中常见问题: (一)平行板电容器的动态分析平行板电容器动态分析这类问题关键在于弄清哪些是变量,哪些是不变量,在变量中哪些是自变量,哪些是因变量。讨论电容器动态变化问题时一般分两种基本情况: 1. 充电后仍与电源连接,则两极板间电压 U 保持不变。 2. 充电后与电源断开,则带电荷量 Q 保持不变。进行讨论的物理依据主要有: ①平行板电容器的电容 C 与极板距离 d ,正对面积 S,介质介电常数间的关系;②平行板电容器内部是匀强电场或正比于电荷面密度; ③电容器所带电荷量。处理平行板电容器 E、U、Q 变化问题的基本思路是: (1 )确定不变量: C 与电源相连时,极板间电压不变;电容器先充电后与电源脱离, 所带电量不变。(2 )用决定式分析平行板电容器电容的变化。(3 )用定义式分析电容器所带电量或两极板间电压的变化。(4 )用分析电容器极板间场强的变化。例 1. 两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,构成一平行板电容器,与它相连接的电路如图所示。接通开关 K ,电源即给电容器充电,则( ) A. 保持 K 接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小 B. 保持 K 接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的电荷量增大 C. 断开 K ,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小 D. 断开 K ,在两极板间插入一块介质,则两极板间的电势差增大解析: K 始终接通,则电容器上电压 U 不变,板间