1、第七章 静电场静电场 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动 1 知识梳理双基自测 2 核心考点重点突破 3 名师讲坛素养提升 4 2年高考1年模拟 1 知识梳理双基自测 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 1电容器电容器 (1)电荷量：一个极板所带电荷量的电荷量：一个极板所带电荷量的_。 (2)电容器的充电容器的充、放电放电 充电：使电容器带电的过程充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的充电后电容器两极板带上等量的 _，电容器中储存电容器中储存_。 放电：使充电后的电容器失去电荷的过程放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中放电过程中 _转化为其他形式的能
2、转化为其他形式的能。 知识点知识点1 电容器电容器 电容电容 绝对值绝对值 异种电荷异种电荷 电场能电场能 电场能电场能 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 注意：注意：(1)充电过程：充电过程：Q、U、E均增大；放电过程反之均增大；放电过程反之。 (2)放电过程电流随时间变化如图所示放电过程电流随时间变化如图所示，面积表示电容器减少的电荷面积表示电容器减少的电荷 量量。 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 2电容电容 (1)意义：表示电容意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。器容纳电荷本领的物理量。 (2)定义式：定义式：CQ U Q U。 。 (3)单位：法拉单位：
3、法拉(F)，1F_ F_ pF。 3平行板电容器平行板电容器 (1)影响因素：平行板电容器的电容与两极板的影响因素：平行板电容器的电容与两极板的_成正比，成正比， 与电介质的与电介质的_成正比，与成正比，与_成反比。成反比。 (2)决定式：决定式：C rS 4kd， ，k 为静电力常量。为静电力常量。 106 1012 正对面积正对面积 相对介电常数相对介电常数 两极间的距离两极间的距离 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 1带电粒子在电场中的加速带电粒子在电场中的加速 (1)处理方法：利用动能定理处理方法：利用动能定理qU_。 (2)适用范围：适用范围：_。 2带电粒子在匀强电场
4、中的偏转带电粒子在匀强电场中的偏转 (1)研究条件：带电粒子研究条件：带电粒子_于电场方向于电场方向进入匀强电场进入匀强电场。 (2)处理方法：类似于处理方法：类似于_，应用运动的合成与分解的方法应用运动的合成与分解的方法。 沿初速度方向做沿初速度方向做_运动运动，运动时间运动时间t_。 沿电场方向沿电场方向，做初速度为零的做初速度为零的_运动运动。 知识点知识点2 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动 任何电场任何电场 垂直垂直 平抛运动平抛运动 匀速直线匀速直线 匀加速直线匀加速直线 1 2mv 2 1 2mv 2 0 L v0 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 加速
5、度：加速度：a F m _ 运动时间运动时间 a.能飞出平行板电容器：能飞出平行板电容器：t_ b.打在平行极板上：打在平行极板上：y1 2at 2 1 2 qU mdt 2 t 2mdy qU 离开电场时的偏移量：离开电场时的偏移量：y1 2at 2 _ 离开电场时的偏转角：离开电场时的偏转角：tan v y v0 _ Eq m Uq md L v0 qUL2 2mv2 0d qUL mv2 0d 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 思考思考：不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏 转电场射出时的偏转角度的关系怎样
6、转电场射出时的偏转角度的关系怎样？ 答案答案 相同相同 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 一一、堵点疏通堵点疏通 1电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。 ( ) 2电容器的电容与电容器所带电荷量成反比电容器的电容与电容器所带电荷量成反比。 ( ) 3放电后的电容器电荷量为零放电后的电容器电荷量为零，电容也为零电容也为零。 ( ) 4带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动。 ( ) 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 5带电粒子在电场中带电粒子在电场中，只受电场力时只受电场力
7、时，也可以做匀速圆周运动也可以做匀速圆周运动。 ( ) 6示波管屏幕上的亮线是由于电子束高速撞击荧光屏而产生的示波管屏幕上的亮线是由于电子束高速撞击荧光屏而产生的。 ( ) 7带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计。 ( ) 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 二二、对点激活对点激活 1(2020 浙江仿真卷浙江仿真卷)中国南车设计制造的全球首创超级电容储能中国南车设计制造的全球首创超级电容储能 式现代电车在宁波下线式现代电车在宁波下线，将成为二将成为二、三线城市的主要公交用力三线城市的主要公交用力。这种超这种超 级电车的核心是我国自主
8、研发级电车的核心是我国自主研发，全球首创的全球首创的“超级电容器超级电容器”。如图所如图所 示示，这种电容器安全性高这种电容器安全性高，可反复充放电可反复充放电100万次以上万次以上，使用寿命长达使用寿命长达 十二年十二年，且容量超大且容量超大(达到达到 9 500 F)，能够在能够在10 s内完成充电内完成充电。下列说法下列说法 正确的是正确的是 ( ) A该该“超级电容器超级电容器”能能储存电荷储存电荷 B该该“超级电容器超级电容器”的电容随电压的增大而增大的电容随电压的增大而增大 C该该“超级电容器超级电容器”放电过程中把化学能转化为电能放电过程中把化学能转化为电能 D充电时电源的正极应
9、接充电时电源的正极应接“超级电容器超级电容器”的的负极负极 A 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 解析解析 电容器的电容由电容器自身结构决定电容器的电容由电容器自身结构决定，与两端所加电压无与两端所加电压无 关关，选项选项B错误；充电时电容器可以将外部电源的能量以电荷方式存储错误；充电时电容器可以将外部电源的能量以电荷方式存储 在两极板在两极板，转化为电场能；放电时将电场能转化为电能转化为电场能；放电时将电场能转化为电能，和化学能无和化学能无 关关，选项选项A正确正确，C错误；充电时电源的正极应接错误；充电时电源的正极应接“超级电容器超级电容器”的正的正 极极，才能保障正常充电才
10、能保障正常充电，选项选项D错误错误。 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 2两平行金属板相距为两平行金属板相距为 d，电势差为，电势差为 U。一电子。一电子(不计重力不计重力)质量为质量为 m，电荷量为，电荷量为 e，从，从 O 点沿垂直于极板的方向射出，最远到达点沿垂直于极板的方向射出，最远到达 A 点，然点，然 后返回，如图所示，后返回，如图所示，OAh，此电子具有的初动能是，此电子具有的初动能是 ( ) Aedh U BedUh CeU dh DeUh d D 解析解析 EU d ，UOAEhUh d ，由动能定理得：，由动能定理得： Ek0eUOAeUh d ，D 正确。正
11、确。 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 3一平行板电容器中存在匀强电场一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方向电场沿竖直方向。两个比荷两个比荷 (即粒子的电荷量与质量之比即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的粒子不同的带正电的粒子a和和b，从电容器的从电容器的P点点 (如图所示如图所示)以相同的水平速度射入两平行板之间以相同的水平速度射入两平行板之间。测得测得a和和b与电容器极与电容器极 板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为12。若不计重力若不计重力，则则a和和b 的比荷之比是的比荷之比是 ( ) A12 B18 C21 D41 D
12、高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 解析解析 带电粒子在匀强电场中做类平抛运动， 由运动学规律得带电粒子在匀强电场中做类平抛运动， 由运动学规律得 x v0 t，y1 2at 2， ，qEma，联立可得，联立可得 q m 2yv 2 0 x2E 1 x2，故 ，故 a 和和 b 的比荷之比为的比荷之比为 41。 2 核心考点重点突破 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 考点一考点一 平行板电容器的动态分析平行板电容器的动态分析 1运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路 (1)确定不变量，分析是电压不变还是所带
13、电荷量不变。确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变。 (2)用决定式用决定式 C rS 4kd分析平行板电容器电容的变化。 分析平行板电容器电容的变化。 (3)用定义式用定义式 CQ U分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。 分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。 (4)用用 EU d 分析电容器两极板间电场强度的变化。分析电容器两极板间电场强度的变化。 (5)用用 E4kQ rS 分析电容器两极分析电容器两极板间电场强度的变化。板间电场强度的变化。 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 2电容器两类问题的比较电容器两类问题的比较 3平行板电容器问题的一个常用结论平行板
14、电容器问题的一个常用结论 电容器充电后断开电源电容器充电后断开电源，在电容器所带电荷量保持不变的情况下在电容器所带电荷量保持不变的情况下， 电场强度与极板间的距离无关电场强度与极板间的距离无关。 分类分类 充电后与电池两极相连充电后与电池两极相连 充电后与电池两极断开充电后与电池两极断开 不变量不变量 U Q d变大变大 C变小变小Q变小、变小、E变小变小 C变小变小U变大、变大、E不变不变 S变大变大 C变大变大Q变大、变大、E不变不变 C变大变大U变小、变小、E变小变小 r变大变大 C变大变大Q变大、变大、E不变不变 C变大变大U变小、变小、E变小变小 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场
15、 返回导航 (2021 安徽桐城中学月考安徽桐城中学月考)如图所示如图所示，两块较大的金属板两块较大的金属板 A、B平行水平放置并与一电源相连平行水平放置并与一电源相连，S闭合后闭合后，两板间有一质量为两板间有一质量为m、 带电荷量为带电荷量为q的油滴恰好在的油滴恰好在P点处于静止状态点处于静止状态。则下列说法正确的是则下列说法正确的是 ( ) A在在S仍闭合的情况下仍闭合的情况下，若将若将A板向下平移一小段位移板向下平移一小段位移，则油滴向则油滴向 下加速运动下加速运动，G中有中有ba的电流的电流，P点电势升高点电势升高 B在在S仍闭合的情况下仍闭合的情况下，若将若将A板向右平移一小段位移板
16、向右平移一小段位移，则油滴仍则油滴仍 然静止然静止，G中有中有ba的电流的电流，P点电势不变点电势不变 C若将若将S断开断开，且将且将A板向左平移一小板向左平移一小段位段位 移移，则油滴向下加速运动则油滴向下加速运动，G中无电流中无电流，P点点电势电势 升高升高 D若将若将S断开断开，再将再将A板向下平移一小板向下平移一小段位段位 移移，则油滴向上加速运动则油滴向上加速运动，G中无电流中无电流，P点电势点电势降低降低 例例1 B 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 解析解析 本题考查电容器中带电液滴的受力及电势变化。 开始时， 油本题考查电容器中带电液滴的受力及电势变化。 开始时，
17、 油 滴所受的重力和电场力平衡，有滴所受的重力和电场力平衡，有 mgqE，在，在 S 仍闭合的情况下，若将仍闭合的情况下，若将 A 板向下平移一小段位移，由板向下平移一小段位移，由 EU d 可知电场强度可知电场强度 E 变大，油滴所受的电变大，油滴所受的电 场力变大，故油滴应向上加速运动，故场力变大，故油滴应向上加速运动，故 A 错误；在错误；在 S 仍闭合的情况下，仍闭合的情况下， 若将若将 A 板向右平移一小段位移，由板向右平移一小段位移，由 EU d 可知电场强度可知电场强度 E 不变，油滴仍不变，油滴仍 静止；根据静止；根据 CQ U和 和 C rS 4kd可得 可得 QrSU 4k
18、d， ，A 板向右平移，两块金属板板向右平移，两块金属板 正对面积减小，故电容器所带的电荷量减小，电容器放电，正对面积减小，故电容器所带的电荷量减小，电容器放电， 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 故故 G 中有中有 ba 的电流，因的电流，因 BP 电势差不变，那么电势差不变，那么 P 点的电势也不变，故点的电势也不变，故 B 正确；若将正确；若将 S 断开，电容器所带电荷量断开，电容器所带电荷量 Q 不变，将不变，将 A 板向左平移一小板向左平移一小 段位移，根据段位移，根据 C rS 4kd可知，电容 可知，电容 C 减小，再根据减小，再根据 CQ U可知， 可知，U 增大
19、，增大， 根据根据 UEd 可知，可知，E 增大，油滴所受增大，油滴所受电场力增大，油滴向上运动；由于电场力增大，油滴向上运动；由于 电容器所带电荷量不变，故电容器所带电荷量不变，故 G 中无电流，由于电场强度中无电流，由于电场强度 E 变大，则变大，则 PB 电势差增大， 而电势差增大， 而 B 板接地， 因此板接地， 因此 P 点电势降低， 故点电势降低， 故 C 错误； 若将错误； 若将 S 断开，断开， 电容器所带电荷量电容器所带电荷量 Q 不变，再将不变，再将 A 板向下平移一小段位移，板向下平移一小段位移， 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 根据根据 C rS 4kd
20、， ，CQ U和 和 UEd 可得可得 E4kQ rS ，故电场强度，故电场强度 E 不变，油不变，油 滴所受电场力不变，故油滴静止，由于电容器所带电荷量不变，故滴所受电场力不变，故油滴静止，由于电容器所带电荷量不变，故 G 中中 无电流，由于电场强度无电流，由于电场强度 E 不变，则不变，则 PB 电势差不变，而电势差不变，而 B 板接地，因此板接地，因此 P 点电势不变，故点电势不变，故 D 错误。错误。 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 变式训练变式训练1(多选多选)如图所示如图所示，理想二极管理想二极管、平行板电容器平行板电容器、电源电源 组成闭合电路组成闭合电路，带电液
21、滴带电液滴P置于水平放置的平行板电容器的正中间置于水平放置的平行板电容器的正中间，且且 处于静止状态处于静止状态，平行板电容器的平行板电容器的B板接地板接地。若将极板若将极板A向上移动少许向上移动少许，下下 列说法中正确的是列说法中正确的是 ( ) A电容器的电容增大电容器的电容增大 BAB间的电压增大间的电压增大 C液滴将向上运动液滴将向上运动 D液滴的电势能不变液滴的电势能不变 BD 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 解析解析 若将极板若将极板 A 向上移动少许，板间距离增加，根据向上移动少许，板间距离增加，根据 C rS 4kd， ， 电容电容 C 减小，减小，故故 A 错
22、误；根据错误；根据 CQ U可知，若 可知，若 U 不变，不变，C 减小，则减小，则 Q 减减 小，电容器要放电，但是理想二极管具有单向导电性，不能放电，故电小，电容器要放电，但是理想二极管具有单向导电性，不能放电，故电 荷量荷量 Q 一定，由一定，由 UQ C可知，电压增大，故 可知，电压增大，故 B 正确；由正确；由 EU d 4kQ rS 可可 知，电场强度大小与两极板间的距离无关，电场强度不变，则液滴保持知，电场强度大小与两极板间的距离无关，电场强度不变，则液滴保持 静止，故静止，故 C 错误；由以上分析可知电场强度不变，液滴到下极板的距离错误；由以上分析可知电场强度不变，液滴到下极板
23、的距离 不变，液滴与下极板间的电势差不变，液滴的电势不变，所以液滴的电不变，液滴与下极板间的电势差不变，液滴的电势不变，所以液滴的电 势能不变，故势能不变，故 D 正确。正确。 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 1带电粒子在电场中运动时重力的处理带电粒子在电场中运动时重力的处理 (1)基本粒子：如电子基本粒子：如电子、质子质子，粒子粒子、离子等离子等，除有说明或明确的除有说明或明确的 暗示以外暗示以外，一般都不考虑重力一般都不考虑重力(但并不忽略质量但并不忽略质量)。 (2)带电颗粒：如液滴带电颗粒：如液滴、油滴油滴、尘埃尘埃、小球等小球等，除有说明或有明确的除有说明或有明确的
24、暗示以外暗示以外，一般都不能忽略重力一般都不能忽略重力。 考点二考点二 带电粒子带电粒子(或带电体或带电体)在电场中的直线运动在电场中的直线运动 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 2解决带电粒子在电场中的直线运动问题的两种思路解决带电粒子在电场中的直线运动问题的两种思路 (1)根据带电粒子受到的电场力根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律求出加速度用牛顿第二定律求出加速度，结合结合 运动学公式确定带电粒子的运动情况运动学公式确定带电粒子的运动情况。此方法只适用于匀强电场此方法只适用于匀强电场。 (2)应用动能定理根据电场力对带电粒子所做的功等于带电粒子动能应用动能定理根据电场力
25、对带电粒子所做的功等于带电粒子动能 的变化求解的变化求解。此方法既适用于匀强电场此方法既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场也适用于非匀强电场。 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 如图所示如图所示，充电后的平行板电容器水平放置充电后的平行板电容器水平放置，电容为电容为C，极极 板间距离为板间距离为d，上极板正中有一小孔上极板正中有一小孔。质量为质量为m、电荷量为电荷量为q的小球从的小球从 小孔正上方高小孔正上方高h处由静止开始下落处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零穿过小孔到达下极板处速度恰为零 (空气阻力忽略不计空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场极板间电场可视
26、为匀强电场，重力加速度为重力加速度为g)。 求：求： (1)小球到达小孔处的速度大小；小球到达小孔处的速度大小； (2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；极板间电场强度大小和电容器所带电荷量； (3)小球从开始下落至运动到下极板处的时间小球从开始下落至运动到下极板处的时间。 例例2 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 解析解析 (1)设小球到达小孔处的速度大小为设小球到达小孔处的速度大小为 v， 由自由落体运动规律有由自由落体运动规律有 v22gh，得，得 v 2gh。 (2)设小球在极板间运动的加速度大小为设小球在极板间运动的加速度大小为 a， 由由 v22ad，是，是 ag
27、h d ， 由牛顿第二定律由牛顿第二定律 qEmgma， 电容器的电荷量电容器的电荷量 QCUCEd， 解得解得 Emg h d qd ，QCmg h d q 。 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 (3)由由 h1 2gt 2 1得小球做自由落体运动的时间 得小球做自由落体运动的时间 t1 2h g ， 由由 0vat2得小球在电场中运动的时间得小球在电场中运动的时间 t2d 2 gh， ， 则小球运动的总时间则小球运动的总时间 tt1t2h d h 2h g 。 答案答案 (1) 2gh (2)mg h d qd Cmg hd q (3)h d h 2h g 高考一轮总复习 物
28、理 第七章 静电场 返回导航 变式训练变式训练 2如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平 面夹角为面夹角为 ，极板间距为，极板间距为 d，带负电的微粒质量为，带负电的微粒质量为 m、带电荷量为、带电荷量为 q，从，从 极板极板 M 的左边缘的左边缘 A 处以初速度处以初速度 v0水平射入，沿直线运动并从极板水平射入，沿直线运动并从极板 N 的的 右边缘右边缘 B 处射出，则处射出，则 ( ) A微粒到达微粒到达 B 点时动能为点时动能为1 2mv 2 0 B微粒的微粒的加速度大小等于加速度大小等于 gsin C两极板的电势差两极板的电势差 UM
29、N mgd qcos D微粒从微粒从 A 点到点到 B 点的过程电势能减少点的过程电势能减少 mgd cos C 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 解析解析 微粒仅受电场力和重力， 电场力方向垂直于极板， 重力方向微粒仅受电场力和重力， 电场力方向垂直于极板， 重力方向 竖直向下，微粒做直线运动，合力方向沿水平方向，由此可得，电场力竖直向下，微粒做直线运动，合力方向沿水平方向，由此可得，电场力 方向垂直于极板斜向左上方，合力方向水平向左，微粒做减速运动，则方向垂直于极板斜向左上方，合力方向水平向左，微粒做减速运动，则 微粒到达微粒到达 B 时动能小于时动能小于1 2mv 2 0，
30、选项 ，选项 A 错误；根据错误；根据 qEsin ma，qEcos mg， 解得， 解得 agtan ， 选项， 选项 B 错误； 两极板的电势差错误； 两极板的电势差 UMNEd mgd qcos ， ， 选项选项 C 正确； 微粒从正确； 微粒从 A 点到点到 B 点的过程中， 电场力做负功， 电势能增加，点的过程中， 电场力做负功， 电势能增加， 电势能增加量电势能增加量 EpqUMN mgd cos ，选项 ，选项 D 错误。错误。 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 考点三考点三 带电粒子带电粒子(或带电体或带电体)在电场中的偏转在电场中的偏转 1带电粒子在匀强电场中偏
31、转时的两个结论带电粒子在匀强电场中偏转时的两个结论 (1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电 场射出时，偏移量和偏转角总是相同场射出时，偏移量和偏转角总是相同的。的。 证明：由证明：由 qU01 2mv 2 0 y1 2at 2 1 2 qU1 md ( l v0) 2 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 tan qU1l mdv2 0 得：得：y U1l2 4U0d， ，tan U1l 2U0d (2)粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延
32、长线的交点 O 为粒子水平位移的中点，即为粒子水平位移的中点，即 O 到偏转电场边缘的距离为到偏转电场边缘的距离为 l 2。 。 2带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系 当讨论带电粒子的末速度当讨论带电粒子的末速度 v 时也可以从能量的角度进行求解：时也可以从能量的角度进行求解：qUy 1 2mv 2 1 2mv 2 0，其中 ，其中 Uyy dU，指初、末位置间的电势差。 ，指初、末位置间的电势差。 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 例例3 如图所示， 虚线如图所示， 虚线 MN 左侧有一电场强度为左侧有一电场强度为 E1E 的匀强电场，的匀强电
33、场， 在两条平行的虚线在两条平行的虚线 MN 和和 PQ 之间存在着宽为之间存在着宽为 L、电场强度为、电场强度为 E22E 的的 匀强电场，在虚线匀强电场，在虚线 PQ 右侧相距为右侧相距为 L 处有一与电场处有一与电场 E2平行的屏。现将一平行的屏。现将一 电子电子(电荷量为电荷量为 e，质量为，质量为 m)无初速度地放入电场无初速度地放入电场 E1中的中的 A 点，点，A 与虚与虚 线线 MN 的间距为的间距为L 2，最后电子打在右侧的屏上， ，最后电子打在右侧的屏上，AO 连线与屏垂直，垂足连线与屏垂直，垂足 为为 O，求：，求： (1)电子从释放到打到屏上所用的时间；电子从释放到打到
34、屏上所用的时间； (2)电子刚射出电场电子刚射出电场E2时的速度方向与时的速度方向与AO连线连线 夹角夹角的正切值的正切值tan ； (3)电子打到屏上的点电子打到屏上的点P到点到点O的距离的距离y。 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 解析解析 (1)电子在电场电子在电场 E1中做初速度为零的匀加中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速直线运动，设加 速度为速度为 a1，时间为，时间为 t1， 则有则有L 2 1 2a1t 2 1，且 ，且 a1eE1 m eE m ， 解得解得 t1 mL eE ， 电子进入电场电子进入电场 E2时的速度时的速度 v1a1t1 eEL m ， 高
35、考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 进入电场进入电场 E2到屏水平方向做匀速直线运动，所用时间到屏水平方向做匀速直线运动，所用时间 t22L v1 2 mL eE ， 故电子从释放到打到屏上所用的时间故电子从释放到打到屏上所用的时间 tt1t23 mL eE ， 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 (2)设电子射出电场设电子射出电场 E2时沿平行电场线方向的速度为时沿平行电场线方向的速度为 vy， 根据牛顿第， 根据牛顿第 二定律得，二定律得， 电子在电场电子在电场 E2中的加速度中的加速度 a2eE2 m 2eE m ， 则则 vya2t3，且，且 t3 L v1， ，
36、tan v y v1， ， 联立解得联立解得 tan 2。 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 (3)电子在电场中的运动轨迹如图所示。电子在电场中的运动轨迹如图所示。 设电子在电场设电子在电场 E2中的偏转距离为中的偏转距离为 y1，则有，则有 y11 2a2t 2 3 tan y y1 L ，联立解得，联立解得 y3L。 答案答案 (1)3 mL eE (2)2 (3)3L 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 名师点拨名师点拨 计算粒子打到屏上的位置离屏中心距离计算粒子打到屏上的位置离屏中心距离 Y 的四种方法的四种方法 (1)Yydtan (d 为屏到偏转电场的水平
37、距离为屏到偏转电场的水平距离)。 (2)Y L 2 d tan (L 为电场宽度为电场宽度)。 (3)Yyvy d v0。 。 (4)根据三角形相似根据三角形相似Y y L 2 d L 2 。 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 变式训练变式训练 3 (2020 黑龙江大庆实验中学月考黑龙江大庆实验中学月考)如图所示， 示波器的如图所示， 示波器的 示波管可视为加速电场与偏转电场的组合，若已知加速电压为示波管可视为加速电场与偏转电场的组合，若已知加速电压为 U1，偏转，偏转 电压为电压为 U2，偏转极板长为，偏转极板长为 L，极板间距为，极板间距为 d，且电子被加速前的初速度，且电
38、子被加速前的初速度 可忽略，则关于示波器灵敏度，即偏转电场中每单位偏转电压所引起的可忽略，则关于示波器灵敏度，即偏转电场中每单位偏转电压所引起的 偏转量偏转量 y U2 与加速电场、偏转电场的关系，下列说法中正确的是与加速电场、偏转电场的关系，下列说法中正确的是 ( ) AL 越大，灵敏度越高越大，灵敏度越高 Bd 越大，灵敏度越高越大，灵敏度越高 CU1越大，灵敏度越高越大，灵敏度越高 DU2越大，灵敏度越高越大，灵敏度越高 A 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 解析解析 本题考查带电粒子在电容器中的加速和偏转情况。 粒子在加本题考查带电粒子在电容器中的加速和偏转情况。 粒子在
39、加 速电场中运动时， 有速电场中运动时， 有 qU11 2mv 2， 则 ， 则 v 2qU1 m ， 偏转位移， 偏转位移 y1 2at 2 1 2 qU2 md L v 2 U2L 2 4dU1，灵敏度 ，灵敏度 y U2 L2 4dU1，则 ，则 L 越大，灵敏度越高，越大，灵敏度越高，d、U1越大，灵越大，灵 敏度越低，敏度越低，U2对灵敏度无影响，故对灵敏度无影响，故 A 正确，正确，B、C、D 错误。错误。 3 名师讲坛素养提升 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 静电场知识在现代科技中的应用静电场知识在现代科技中的应用 应用应用1 电容式话筒电容式话筒 某电容式话筒的
40、原理示意图如图所示某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源为电源，R为定为定 值电阻值电阻，薄片薄片P和和Q为两相互绝缘的金属极板为两相互绝缘的金属极板。当对着话筒说话时当对着话筒说话时，P振振 动而动而Q可视为不动可视为不动，在在P、Q间距增大过程中间距增大过程中 ( ) AP、Q两板构成电容器的电容增大两板构成电容器的电容增大 BM点的电势比点的电势比N点高点高 CP板电荷量增大板电荷量增大 DP、Q两板间的场强两板间的场强增大增大 例例4 B 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 解析解析 电容式话筒与电源串联，电压电容式话筒与电源串联，电压 U 保持不变；在保持不变；在 P
41、、Q 间距间距 增大过程中，根据电容决定式增大过程中，根据电容决定式 C S 4kd，可知电容减小，又根据电容定 ，可知电容减小，又根据电容定 义式义式 CQ U得知电容器所带电量减小，则 得知电容器所带电量减小，则 P 极板上电荷量减小，电容器极板上电荷量减小，电容器 放电，放电电流通过放电，放电电流通过 R 的方向由的方向由 M 到到 N，那么，那么 M 点的电势比点的电势比 N 点高，点高， 根据场强根据场强 EU d 可知可知 P、Q 两极板间的场强变小，故两极板间的场强变小，故 B 正确，正确，A、C、D 错误。错误。 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 应用应用2 电容
42、触摸屏电容触摸屏 目前智能手机普遍采用了电容触摸屏目前智能手机普遍采用了电容触摸屏。电容触摸屏是利用人电容触摸屏是利用人 体的电流感应进行工作的体的电流感应进行工作的，它是一块四层复合玻璃屏它是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面玻璃屏的内表面 和夹层各涂一层和夹层各涂一层ITO(纳米铟锡金属氧化物纳米铟锡金属氧化物)，夹层夹层ITO涂层作为工作面涂层作为工作面， 四个角引出四个电极四个角引出四个电极，当用户手指当用户手指(肉肉)触摸电容触摸屏时触摸电容触摸屏时，手指手指(肉肉)和工和工 作面形成一个电容器作面形成一个电容器，因为工作面上接有高频信号因为工作面上接有高频信号，电流通过这个电容电流
43、通过这个电容 器分别从屏的四个角上的电极中流出器分别从屏的四个角上的电极中流出，且理论上流经四个电极的电流与且理论上流经四个电极的电流与 手指到四个角的距离成比例手指到四个角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算来控制器通过对四个电流比例的精密计算来 确定手指位置确定手指位置。寒冷的冬天寒冷的冬天，人们也可以用触屏手套进行触控操作人们也可以用触屏手套进行触控操作。下下 列说法正确的是列说法正确的是 ( ) 例例5 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 A使用绝缘笔压电容触摸屏也能进行触控使用绝缘笔压电容触摸屏也能进行触控 操作操作 B为了安全为了安全，触屏手套指尖处应该采用
44、绝缘触屏手套指尖处应该采用绝缘 材料材料 C手指按压屏的力变大手指按压屏的力变大，手指手指(肉肉)和工作面和工作面 形成的电容器电容变大形成的电容器电容变大 D手指与屏的接触面积变大手指与屏的接触面积变大，手指手指(肉肉)和工和工 作面形成的电容器电容变小作面形成的电容器电容变小 答案答案 C 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 解析解析 绝缘笔与工作面不能形成一个电容器绝缘笔与工作面不能形成一个电容器，所以不能在电容屏所以不能在电容屏 上进行触控操作上进行触控操作，故故A错误；电容触摸屏是利用人体的电流感应进行工错误；电容触摸屏是利用人体的电流感应进行工 作的作的，触屏手套指尖处
45、采用绝缘材料触屏手套指尖处采用绝缘材料，将无法形成感应电流将无法形成感应电流，故故B错错 误；手指压力变大时误；手指压力变大时，由于手指与屏的夹层工作面距离变小由于手指与屏的夹层工作面距离变小，电容将变电容将变 大大，故故C正确；手指与屏的接触面积变大时正确；手指与屏的接触面积变大时，电容变大电容变大，故故D错误错误。 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 应用应用3 利用高压电场干燥中药利用高压电场干燥中药 如如图所示是高压电场干燥中药技术基本原理图图所示是高压电场干燥中药技术基本原理图，在一个很大在一个很大 的导体板的导体板MN上铺一薄层中药材上铺一薄层中药材，针状电极针状电极O
46、和平板电极和平板电极MN接高压直流接高压直流 电源电源，其间产生较强的电场其间产生较强的电场。水分子是极性分子水分子是极性分子，可以看成棒状带电可以看成棒状带电 体体，一端带正电一端带正电，另一端带等量负电另一端带等量负电。水分子在电场力的作用下会加速水分子在电场力的作用下会加速 从中药材中分离出去从中药材中分离出去，被鼓风机送出水平微风裹挟着飞离电场区域被鼓风机送出水平微风裹挟着飞离电场区域。图图 中虚线中虚线ABCD是某一水分子从是某一水分子从A处由静止开始的运动轨迹处由静止开始的运动轨迹。下列说法正下列说法正 确的是确的是 ( ) 例例6 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航
47、A水分子运动中受到的电场力越来越小水分子运动中受到的电场力越来越小 B沿着曲线沿着曲线ABCD方向电势越来越低方向电势越来越低 C水分子运动中电势能越来越少水分子运动中电势能越来越少 D水分子的轨迹水分子的轨迹ABCD是一条是一条抛物线抛物线 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 答案答案 C 解析解析 根据电场线疏密可以判断电场强弱根据电场线疏密可以判断电场强弱，所以所以D点电场线最点电场线最 密密，电场强度最强电场强度最强，所以所以D点受电场力最大点受电场力最大，电场力越来越大电场力越来越大，A错错 误；沿电场线方向电势越来越低误；沿电场线方向电势越来越低，所以所以A点电势最低点
48、电势最低，沿着曲线沿着曲线ABCD 方向电势越来越高方向电势越来越高，B错误；水分子从静止开始运动错误；水分子从静止开始运动，电场力做正功电场力做正功， 电势能减小电势能减小，C正确；因为电场线不是匀强电场正确；因为电场线不是匀强电场，所以水分子受力方向所以水分子受力方向 一直在变一直在变，所以不是类平抛运动所以不是类平抛运动，轨迹不是抛物线轨迹不是抛物线，D错误错误。 4 2年高考1年模拟 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 1(2020 浙江浙江 7 月月选考选考)如图所示，一质量为如图所示，一质量为 m、电荷量为、电荷量为 q(q0) 的粒子以速度的粒子以速度 v0从从 MN
49、 连线上的连线上的 P 点水平向右射入大小为点水平向右射入大小为 E、 方向竖直、 方向竖直 向下的匀强电场中。已知向下的匀强电场中。已知 MN 与水平方向成与水平方向成 45 角，粒子的重力可以忽角，粒子的重力可以忽 略，则粒子到达略，则粒子到达 MN 连线上的某点时连线上的某点时 ( ) A所用时间为所用时间为mv 0 qE B速度大小为速度大小为 3v0 C与与 P 点的距离为点的距离为2 2mv 2 0 qE D速度方向与竖直方速度方向与竖直方向的夹角为向的夹角为 30 C 高考一轮总复习 物理 第七章 静电场 返回导航 解析解析 A 项粒子在电场中做类平抛运动，水平方向项粒子在电场中做类平抛运动，水平方向 xv0t，竖直方，竖直方 向向 y1 2 Eq m t2，由，由 tan 45 y x，可得 ，可得 t2mv 0 Eq ，故，故 A 错误；错误；B 项由于项由于 vyEq m t2v0，故粒子速度大小为，故粒子速度大小
