- 點擊上方藍字關注我們，獲取海量資料 -
在了解了電容器的基本原理以及在電路中常出現的考察形式後，今天帶來的是另一個有關平行板電容器的重要考點——帶電粒子在勻強電場中的運動。跟物理君一起看看吧：
（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直線上，做勻加（減）速直線運動。
（2）用功能觀點分析：粒子動能變化量等於電場力做的功。
若粒子的初速度為零，則：
，
即
。
若粒子的初速度不為零，則：
（3）能用來處理問題的物理規律主要有：
牛頓定律結合直線運動公式；動能定理；動量守恆定律；包括電勢能在內的能量守恆定律。
（4）對於微觀粒子（如：電子、質子、α粒子等）因其重力與電場力相比小得多，通常可忽略重力作用，但對帶電微粒（如：小球、油滴、塵埃等）必須要考慮重力作用。
（1）運動狀態分析：帶電粒子以速度v0垂直於電場線方向飛入勻強電場時，受到恆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：類似於平拋運動的分析方法，應用運動的合成和分解知識分析處理。
沿初速度方向為勻速直線運動。即運動時間t=1/v0。
沿電場方向為初速為零的勻加速直線運動，
，
故離開電場時的偏移量
離開電場時的偏轉角
。
（3）帶電粒子的重力是否可忽略。
①基本粒子：如電子、質子、α粒子、離子等，除有說明或明確暗示以外一般都可忽略不計。
②帶電顆粒：如塵埃、液滴、小球等，除有說明或明確暗示以外一般都不能忽略。
例3. 帶電粒子在平行板電容器中的平衡（靜止或勻速）、加速和偏轉。
一平行板電容器的兩個極板水平放置，兩極板間有一帶電量不變的小油滴，油滴在極板間運動時所受空氣阻力的大小與其速率成正比。若兩極板間電壓為零，經一段時間後，油滴以速率v勻速下降；若兩極板間的電壓為U，經一段時間後，油滴以速率v勻速上升。若兩極板間電壓為－U，油滴做勻速運動時速度的大小、方向將是（ ）
A. 2v、向下
B. 2v、向上
C. 3v、向下
D. 3v、向上
變式1、如下圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一小孔M和N，今有一帶電質點，自A板上方相距為d的P點由靜止自由下落（P、M、N在同一豎直線上），空氣阻力忽略不計，到達N孔時，速度恰好為零，然後沿原路返回，若保持兩極板間的電壓不變，則（ ）
A. 把A板向上平移一小段距離，質點自P點自由下落後仍能返回
B. 把A板向下平移一小段距離，質點自P點自由下落後將穿過N孔繼續下落
C. 把B板向上平移一小段距離，質點自P點自由下落後仍能返回
D. 把B板向下平移一小段距離，質點自P點自由下落後將穿過N孔繼續下落
答案：1、C
變式1、ACD
變式2（上海卷）23. （12分）如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運動的簡化模型示意圖。在Oxy平面的ABCD區域內，存在兩個場強大小均為E的勻強電場I和II，兩電場的邊界均是邊長為L的正方形（不計電子所受重力）。
（1）在該區域AB邊的中點處由靜止釋放電子，求電子離開ABCD區域的位置。
（2）在電場I區域內適當位置由靜止釋放電子，電子恰能從ABCD區域左下角D處離開，求所有釋放點的位置。
（3）若將左側電場II整體水平向右移動L/n（n≥1），仍使電子從ABCD區域左下角D處離開（D不隨電場移動），求在電場I區域內由靜止釋放電子的所有位置。
帶電粒子在電場中的運動由粒子的初始狀態和受力情況決定，在非勻強電場中，帶電粒子受到的電場力是變力，解決這種類型的練習只有用動能定理求解。
在勻強電場中，帶電粒子受到的是恆力，若帶電粒子初速為零或初速方向平行於電場方向，帶電粒子將做勻變速運動；若帶電粒子初速方向垂直於電場方向，帶電粒子做類平拋運動。其運動情況由重力和電場力共同決定。
又因為重力和電場力都是恆力，其做功特點一樣，常將帶電小球、帶電微粒和帶電質點的運動環境想像成一等效場，等效場的大小和方向由重力場和電場共同決定。
1. 一束帶電粒子以相同的速率從同一位置，垂直於電場方向飛入勻強電場中，所有粒子的運動軌跡都是一樣的，這說明所有粒子（ ）
A. 都具有相同的質量
B. 都具有相同的電量
C. 電量與質量之比都相同
D.都是同位素
2. 一帶負電小球在從空中的a點運動到b點的過程中，受重力、空氣阻力和電場力作用，小球克服重力做功5J，小球克服空氣阻力做功1J，電場力對小球做功2J，則下列說法正確的是（ ）
A. 小球在a點的重力勢能比在b點大5J
B. 小球在a點的機械能比在b點大1J
C. 小球在a點的電勢能比在b點多2J
D. 小球在a點的動能比在b點多4J
3. 如圖所示，兩極板與電源相連接，電子從負極板邊緣垂直電場方向射入勻強電場，且恰好從正極板邊緣飛出，現在使電子射入速度變為原來的兩倍，而電子仍從原來位置射入，且仍從正極板邊緣飛出，則兩極板間距離應變為原來的（ ）
A. 2倍
B. 4倍
C. 0.5倍
D. 0.25倍
4. 平行金屬板A、B分別帶等量異種電荷，A板帶正電，B板帶負電，a、b兩個帶正電粒子，以相同的速率先後垂直於電場線從同一點進入兩金屬板間的勻強電場中，並分別打在B板上的a′、b′兩點，如圖所示，若不計重力則（ ）
A. a粒子的帶電量一定大於b粒子的帶電量
B. a 粒子的質量一定小於b粒子的質量
C. a粒子的帶電量與質量之比一定大於b粒子的帶電量與質量之比
D. a粒子的帶電量與質量之比一定小於b粒子的帶電量與質量之比
5、一個不計重力的帶電微粒，進入勻強電場沒有發生偏轉，則該微粒的（ ）
A. 運動速度必然增大
B. 運動速度必然減小
C. 運動速度可能不變
D. 運動加速度肯定不為零
6、氘核（電荷量為＋e，質量為2m）和氚核（電荷量為＋e、質量為3m）經相同電壓加速後，垂直偏轉電場方向進入同一勻強電場。飛出電場時，運動方向的偏轉角的正切值之比為（已知原子核所受的重力可忽略不計）（ ）
A. 1：2
B. 2：1
C. 1：1
D. 1：4
7、如圖所示，從靜止出發的電子經加速電場加速後，進入偏轉電場。若加速電壓為U1、偏轉電壓為U2，要使電子在電場中的偏移距離y增大為原來的2倍（在保證電子不會打到極板上的前提下），可選用的方法有（ ）。
A. 使U1減小為原來的1/2
B. 使U2增大為原來的2倍
C. 使偏轉電場極板長度增大為原來的2倍
D. 使偏轉電場極板的間距減小為原來的1/2
8、如圖所示是某示波管的示意圖，如果在水平放置的偏轉電極上加一個電壓，則電子束將被偏轉。每單位電壓引起的偏轉距離叫示波管的靈敏度，下面這些措施中對提高示波管的靈敏度有用的是（ ）。
A. 儘可能把偏轉極板L做得長一點
B. 儘可能把偏轉極板L做得短一點
C. 儘可能把偏轉極板間的距離d做得小一點
D. 將電子槍的加速電壓提高
需要電容部分電子版的同學
請關注微信公眾號
「高中物理」（gaozhongwuli100）
（可以掃下方二維碼，也可以點文章上方藍色字體關注。）
然後回復「電容」即可
聲明：本文來源於網絡，由高中物理（gaozhongwuli100）編輯整理，如有侵權，聯繫刪除，轉載請註明出處
高中物理
「高中物理」公眾號是由三好網（sanhao.com）發起並運營的學科帳號，國內高中物理學習、答疑平臺，每天提供知識總結、學習技巧、解題模型、高考資訊、勵志文章及在線答疑！
長按二維碼關注我們吧！
更多資料添加物理君微信號：wulijun100