粒子在电场中的运动

 

电场强度:1.电场强度E的定义式为E=F/q,根据此式,下列说法中正确的是

①此式只适用于点电荷产生的电场 ②式中q是放入电场中的点电荷的电荷量,F是该点电荷在电场中某点受到的电场力,E是该点的电场强度 ③式中q是产生电场的点电荷的电荷量,F是放在电场中的点电荷受到的电场力,E是电场强度 ④在库仑定律的表达式F=kq1q2/r2中,可以把kq2/r2看作是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小,也可以把kq1/r2看作是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小

A.只有①②

C.只有②④ B.只有①③ D.只有③④

2.一个检验电荷q在电场中某点受到的电场力为F,以及这点的电场强度为E,图中能正确反映q、E、F三者关系的是

3.处在如图所示的四种电场中P点的带电粒子,由静止释放后只受电场力作用,其加速度一定变大的是

4.有一水平方向的匀强电场,场强大小为9×103 N/C,

在电场内作一半径为10 cm的圆,圆周上取A、B两点,

如图所示,连线AO沿E方向,BO⊥AO,另在圆心O处

放一电荷量为10-8 C的正电荷,则A处的场强大小为

______;B处的场强大小为_______.

- 1 -

电势:1.电场中有A、B两点,一个点电荷在A点的电势能为1.2×10-8 J,在B点的电势能为0.80×10-8 J.已知A、B两点在同一条电场线上,如图所示,该点电荷的电荷量为1.0×10-9C,那么

A.该电荷为负电荷 B.该电荷为正电荷

C.A、B两点的电势差UAB=4.0 V

D.把电荷从A移到B,电场力做功为W=4.0 J

2.AB连线是某电场中的一条电场线,一正电荷从A点处自由释放,电荷仅在电场力作用下沿电场线从A点到B点运动过程中的速度图象如图所示,比较A、B两点电势φ的高低和场强E的大小,下列说法中正确的是

A.φA>φB,EA>EB B.φA>φB,EA<EB

C.φA<φB,EA>EB D.φA<φB,EA<EB

3.在一高为h的绝缘光滑水平桌面上,有一个带电量为+q、

强电场E,且qE= 2 mg,如图所示,求:

(1)小球经多长时间落地?

(2)小球落地时的速度.

质量为m的带电小球静止,小球到桌子右边缘的距离为s,突然在空间中施加一个水平向右的匀

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

电容是表示物理量,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。 定义式:

3.平行板电容器的电容

平行板电容器的电容的决定式是:

课本实验:.如图所示,用静电计测量电容器两板间的电势差,不改

变两板的带电量,把A板向右移,静电计指针偏角将_______;把A

板竖直向下移,静电计指针偏角将______;把AB板间插入一块电介

质,静电计指针偏角将__________。

练习:

1.在图所示的实验装置中,充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接,极板B接地.若极板B稍向上移动一点,由观察到静电计指针的变化,作出电容器电容变小的依据是

A.两极间的电压不变,极板上电荷量变小

B.两极间的电压不变,极板上电荷量变大

C.极板上的电荷量几乎不变,两极间的电压变小

D.极板上的电荷量几乎不变,两极间的电压变大

2、 如图所示,在平行板电容器正中有一个带电微粒。K闭合时,

该微粒恰好能保持静止。在①保持K闭合;②充电后将K断开;

两种情况下,各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极

板?

A.上移上极板M B.上移下极板N

C.左移上极板M D.把下极板N接地 M N

带电粒子在电场中直线运动

在真空中有一对平行金属板,由于接上电池组而带电,两点间的电势差为U,若一个质量为m,带正电q的粒子,在静电力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动,计算它到达负极板时的速度

粒子到达负极板时的速率为v由动能定律得:

-

问题1.若初速度为v0

问题2.若打入的是负电荷(初速度为v0),将做匀减速直线运动,其运动情况可能如何?

带电粒子在电场中的偏转

1. 运动特点

电场中偏转,一般指带电粒子以速度 进入匀强电场后的运动,该运

动类似 运动,分析时一般都是分解为两个方向的分运动来处理,即 和。

2. 规律

(1)偏转距离规律

(2)偏转角规律

例. 如图所示为真空示波管的示意图,电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电压加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直,电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为

的距离为d,板长为,板右端到荧光屏的距离为

(1)电子穿过A板时的速度大小;

(2)电子从偏转电场射出时的侧移量;

(3)P点到O点的距离。

,两板间,电子质量为m,电荷量为e。求:

带电粒子在复合场中的运动

例. 如图所示,水平放置的A、B两平行金属板相距h,上板A带正电,现有质量为m,带电量为+q的小球在B板下方距离为H处,以初速度

欲使小球刚好打到A板,A、B间电势差竖直向上从B板小孔进入板间电场,为多少?

例 质量为m、带电荷量为+q的小球从距地面高h处以一定的初速度水平抛出,在距抛出点水平距离L处,有一根管口比小球直径略大的竖直细管,管上口距地面h/2,为使小球能无碰撞地通过管子,可在管子上方的整个区域加一个场强方向水平向左的匀强电场,如图所示。求:

(1)小球初速;

(2)电场强度E的大小;

(3)小球落地时的动能。

带电粒子在电场中的圆周运动

如图所示,质量为m,带电量为q(q>0)的小球,用一长为L的绝缘细线系于一足够大的匀强电场中的O点,电场方向竖直向下,电场强度为E ,为使带电小球能在竖直面内绕O点作完整的圆周运动,求在最低点时施给小球水平初速度v0应满足什么条件?小球在运动中细线受到的最大拉力应满足什么条件?

直线运动

1. 如图所示,水平放置的平行金属板a、b分别与电源的两极相连,带电液滴P在金属板a、b间保持静止。现设法使P固定,再使两金属板a、b分别绕中心点O、垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度,然后释放P,则P在电场内将做( )

A. 匀速直线运动

B. 水平向右的匀加速直线运动

C. 斜向右下方的匀加速直线运动

D. 曲线运动

2. 在图中,a,b为竖直向上的电场线上的两点,一带电质点在a点由静止释放,沿电场线向上运动,到b点恰好速度为零。下列说法中正确的是( )

A. 带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的

B. a点的电势比b点的电势高

C. 带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小

D. a点的电场强度比b点的电场强度大

偏转

3. 如图所示,电子在电势差为的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为的两块平行极板间的电场中,射入方向跟极板平行,整个装置处在真空中,重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是

( ) A. C. 变大、变大、变大

B. 变小

D. 变小、变小、变大

变小

圆周运动

4. 质量为m、带电荷量为+q的小球用一绝缘细线悬于O点,开始时它在AB之间来回摆动,OA、OB与竖直方向OC的夹角均为,如图所示。

(1)如果当它摆动到B点时突然施加一竖直向上的、大小为E=mg/q的匀强电场,则此时线中的拉力___________。

(2)如果这一电场是在小球从A点摆到最低点C时突然加上去的,则当小球运动到B点时线中的拉力

- 7 - _________。

1.如图8-8

a向b运动,以下判断正确的是 ( ) A.油滴一定带正电 B.油滴的电势能一定增加C.油滴的动能一定减少 D.油滴的动能与电势能之和一定减少

2.空间存在竖直向上的匀强电场,质量为m的带正电的微粒水平射入电场中,微粒的运动轨迹如图8-9所示,在相等的时间间隔内( )

A.重力做的功相等

B.电场力做的功相等

C.电场力做的功大于重力做的功

D.电场力做的功小于重力做的功

3.图8-10中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点,可以判定( )

A.M点的电势大于N点的电势

B.M点的电势小于N点的电势

C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力

D.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场

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