1、返回返回思维启动如图731所示，绝缘开口金属球壳A已带电，现把验电器甲的小金属球与A球壳的内壁用导线相连，另外把一绝缘的金属小球B与球壳A的内壁相接触后图731再与验电器乙的金属小球相接触，验电器乙距球壳A足够远，那么验电器甲的金属箔片_，验电器乙的金属箔片_。(填“张开”或“不张开”)返回提示：处于静电平衡的金属球壳，由于电荷间的相互排斥的作用力，电荷间的距离尽量变大，所以电荷分布在金属球壳的外表面上，在金属球壳的内表面没有净电荷的分布。验电器甲与A球壳相连时，与金属球壳构成一个导体，相当于金属球壳的远端，则带有电荷，从而使金属箔片张开；同理，得出验电器乙不会带电，故金属箔片不张开。返回知识
2、联动1静电平衡(1)概念：导体中(包括表面)没有电荷的定向移动的状态。(2)特点导体内部场强：导体内部处处为零电势：导体为等势体，导体表面为等势面导体表面场强：表面上E0且与表面垂直净电荷：分布在外表面返回2静电现象的应用(1)静电屏蔽：处于静电平衡的空腔导体，腔外电场对腔内空间不产生影响。(2)尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和的现象。返回应用升级1电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是()A铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织B电工被铜丝编织的衣服包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用返回C电工被铜丝编织的衣服包裹，
3、使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D铜丝必须达到一定厚度，才能对人体起到保护作用解析：金属壳可以起到静电屏蔽的作用，使壳内部不受外部电场的影响。答案：C返回思维启动用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图732)。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为。实验中，极板所带电荷量不变，若：图732返回(1)保持S不变，增大d，则_；(2)保持d不变，减小S，则_。提示：电容器充满电后，显然是电荷量不变，当S不变、d增大时，U增大，所以增大；若保持d不变，减小S，则场强变强，U增大，增大。返回知识联动1电容器(1)组成：两个彼此绝缘且又相距很近的导体。(2)带电
4、荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。(3)充、放电返回充电：把电容器接在电源上后，电容器两个极板分别带上等量的异号电荷的过程。充电后，两极板上的电荷由于互相吸引而保存下来；两极板间有电场存在。充电过程中由电源获得的电能储存在电容器中。放电：用导线将充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和的过程。放电后的两极板间不再有电场，电场能转化为其他形式的能量。返回2电容(1)定义：电容器所带的电荷量 Q 与电容器两极板间的电势差 U 的比值。(2)意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。(3)定义式：CQU。(4)单位：1 法拉(F)106 微法(F)1012 皮法(pF)。返回3平行板电容器的电容(
5、1)决定因素：平行板电容器的电容 C 跟板间电介质的相对介电常数 r 成正比，跟正对面积 S 成正比，跟极板间的距离 d 成反比。(2)决定式：C rS4kd。返回4平行板电容器的动态分析(1)运用电容器定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路：确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变。用决定式 C rS4kd分析平行板电容器电容的变化。返回用定义式 CQU分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。用 EUd分析平行板电容器极板间匀强电场场强的变化。(2)电容器两类动态变化的分析比较：第一类动态变化：两极板间电压U恒定不变。返回返回第二类动态变化：电容器所带电荷量Q恒定不变。返回应用升级2
6、根据电容器电容的定义式 CQU，可知()A电容器所带的电荷量 Q 越多，它的电容就越大，C 与 Q 成正比B电容器不带电时，其电容为零C电容器两极板之间的电压 U 越高，它的电容就越小，C 与 U 成反比D以上答案均不对返回解析：电容器的电容和它所带的电荷量无关，和板间的电压无关，只由电容器本身的结构来决定。因此A、B、C都不正确，故选D。答案：D返回 知识联动1带电粒子在电场中运动时重力的处理(1)基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)。(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。返回
7、2带电粒子在电场中的平衡解题步骤：选取研究对象。进行受力分析，注意电场力的方向特点。由平衡条件列方程求解。3带电粒子在电场中的加速(1)处理方法：利用动能定理：qU12mv212mv02(2)适用范围：任何电场。返回4带电粒子在匀强电场中的偏转(1)研究条件：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场。(2)处理方法：类似于平抛运动，应用运动的合成与分解的方法。沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间 t lv0。沿电场方向，做初速度为零的匀加速直线运动。返回 加速度：aFmqEm qUmd运动时间a.能飞出平行板电容器：t lv0b.打在平行极板上：y12at212qUmdt2，t2mdyqU离开电场时
8、的偏移量：y12at2 qUl22mv02d离开电场时的偏转角：tanvyv0 qUlmv02d返回应用升级3如图733所示，质子(H)和粒子(He)以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子图733射出电场时的侧位移y之比为()A11 B12C21 D141142返回解析：由 y12EqmL2v02和 Ek012mv02，得：yEL2q4Ek0 可知，y与 q 成正比，B 正确。答案：B返回返回知识检索在分析平行板电容器的电容及其他参量的动态变化时，要注意两个方面：(1)确定不变量(电量不变或电压不变)；(2)选择合适的公式分析(CQU或 C rS4kd)。返回典题例析例1
9、 如图734所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则()图734返回A带电油滴将沿竖直方向向上运动BP点的电势将降低C带电油滴的电势能将减小D若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大返回思路点拨 根据公式 C rS4kd判断电容的变化，根据 CQU判断电荷量的变化，根据 UEd 判断电场强度和电势的变化。返回解析 上极板向上移动一小段距离后，板间电压不变，仍为 E，故电场强度将减小，油滴所受电场力减小，故油滴将向下运动，A 错；P 点的电势大于 0，且 P 点与下极板
10、间的电势差减小，所以 P 点的电势降低，B 对；两极板间电场方向竖直向下，所以 P 点的油滴应带负电，当 P 点电势减小时，油滴的电势能应增加，C 错；电容器的电容 C rS4kd，由于d 增大，电容 C 应减小，极板带电荷量 QCE 将减小，D 错。答案 B返回拓展训练1静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小。如图735所示，A、B是平行板电容器的两个金属板，G为静电计。开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开的角度增大些，下列采取的措施可行的是()返回图735返回A断开开关S后，将A、B分开些B保持开关S闭合，将A、B两极
11、板分开些C保持开关S闭合，将A、B两极板靠近些D保持开关S闭合，将变阻器滑动触头向右移动返回解析：静电计测电容器的电压。断开 S 后，电荷量 Q 将不改变，将 A、B 分开些，电容 C 减小，由 UQC可知 U 增加，静电计指针张开的角度增大，A 项对。只要开关 S 闭合，电容器与电源相连接，电压 U 就不改变，静电计指针张开的角度不改变，故 B、C、D 项都错。答案：A返回知识检索讨论带电粒子在电场中做直线运动(加速或减速)的方法：(1)能量方法能量守恒定律；(2)功能关系动能定理；(3)力和加速度方法牛顿运动定律，匀变速直线运动公式。返回典题例析例2 如图736甲所示，在水平地面上固定一倾
12、角为的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态。一质量为m、带电荷量为q(q0)的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放，滑块在运动过程中电荷量保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g。返回图736返回(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1；(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm，求滑块从静止释放到速度大小为vm的过程中弹簧的弹力所做的功W；返回(3)从滑块静止释放瞬间开始计时，请在图736乙中画出滑块在沿斜面向下
13、运动的整个过程中速度与时间关系vt图像。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小，vm是题中所指的物理量。返回思路点拨 本题考查匀变速直线运动规律、共点力的平衡、动能定理、牛顿运动定律等知识，解答时要分阶段应用不同的规律列方程求解。返回解析(1)滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为 a，则有qEmgsinmas012at12联立可得t12ms0qEmgsin 返回(2)滑块速度最大时受力平衡，设此时弹簧压缩量为 x0，则有mgsinqEk
14、x0从静止释放到速度达到最大的过程中，由动能定理得(mgsinqE)(s0 x0)W12mvm20联立可得W12mvm2(mgsinqE)(s0mgsinqEk)返回(3)如图所示。返回答案(1)2ms0qEmgsin(2)12mvm2(mgsinqE)(s0mgsinqEk)(3)见解析图返回拓展训练2.如图737所示，板长L4 cm的平行板电容器，板间距离d3 cm，板与水平线夹角37，两板所加电压为U100 V，有一带负电液滴，带电荷量为q31010 C，图737以v01 m/s的水平速度自A板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从B板边缘水平飞出，取g10 m/s2。求：(1)
15、液滴的质量；(2)液滴飞出时的速度。返回解析：(1)画出带电液滴的受力图如图所示，由图可得：qEcosmgqEsinmaEUd解之得：mqUcosdg代入数据得 m8108kg返回(2)对液滴由动能定理得：qU12mv212mv02vv022qUm所以 v 7 2m/s1.32 m/s答案：(1)8108 kg(2)1.32 m/s返回知识检索带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同：先分析受力情况再分析运动状态和运动过程；然后选用恰当的规律解题。返回典题例析例3 如图738为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的
16、电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板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M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。返回图738返回(1)求电子穿过A板时速度的大小；(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量；(3)若要电子打在荧光屏上P点的上方，可采取哪些措施？返回思路点拨(1)电子在灯丝与A板间的运动中，可用动能定理求穿过A板时的速度大小；(2)电子在偏转电场中做类平抛运动，沿极板方向的分运动
17、确定运动时间，垂直极板方向做匀加速运动，从而求出侧移量的表达式；(3)由侧移量表达式中的相关物理量分析应采取的措施。返回解析(1)设电子经电压 U1 加速后的速度为 v0，由动能定理有 eU112mv02 解得 v02eU1m。(2)电子沿极板方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动。设偏转电场的电场强度为 E，电子在偏转电场中运动的时间为 t，加速度为 a，电子离开偏转电场时的侧移量为 y。由牛顿第二定律和运动学公式有返回tLv0eU2mday12at2解得：yU2L24U1d。(3)减小加速电压 U1，增大偏转电压 U2。答案(1)2eU1m (2)U2L24U1d(3)
18、见解析返回拓展训练3.如图 739 所示，水平放置的平行板电容器极板间距离为 d，两极板间加的电压为 U0，上极板带正电。现有一束微粒以某一速度垂直于电场方向沿中心线 OO 图 739射入，并能沿水平方向飞出电场。当电压升高到 U1 时，微粒可以从距 M 板d4处飞出电场。返回(1)带电微粒的比荷是多少？带何种电荷？(2)要使微粒束能从距 N 板d4处飞出电场，则所加的电压 U2 应为多少？返回解析：(1)当电压为 U0 时，小球受力平衡 mgU0qd，因此小球带负电，则qmgdU0。(2)由于两次偏转的侧位移大小相同，因此可知两次运动的加速度大小相同，在竖直方向的合外力大小相同，即返回qU1
19、d mgmgqU2d则 U22mgdqU1代入(1)中结果有 U22U0U1。答案：(1)gdU0 负电(2)2U0U1返回返回1(2011天津高考)板间距为 d 的平行板电容器所带电荷量为 Q 时，两极板间电势差为 U1，板间场强为 E1。现将电容器所带电荷量变为 2Q，板间距变为12d，其他条件不变，这时两极板间电势差为 U2，板间场强为E2，下列说法正确的是()返回AU2U1，E2E1BU22U1，E24E1CU2U1，E22E1DU22U1，E22E1返回解析：U1QC，E1U1d。当板间距变为12d 时，由 C rS4kd可知电容变为 2C，而带电荷量也变为 2Q，故 U22Q2CU
20、1，E2U212d2U1d 2E1，故 C 选项正确。答案：C 返回2(2010浙江高考)请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C小鸟停在单根高压输电线上会被电死D打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险返回解析：由静电屏蔽的知识可知，A、D 选项均错；金属可以消除多余的静电，B 项正确；单根高压输电线上相距较近的两点之间电阻很小，因而电压较小，小鸟不会被电死，C 选项错误。答案：B返回3.(2012武汉检测)如图7310所示，矩形区域ABCD内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子a和b以相同的水平速度射入电场，粒子a由顶点图7
21、310A射入，从BC的中点P射出，粒子b由AB的中点O射入，从顶点C射出。若不计重力，则a和b的比荷(即粒子的电荷量与质量之比)是()A12 B21C18 D81返回解析：两粒子在电场中均做类平抛运动，则有沿初速度方向：xv0t，垂直于初速度方向：y12qEm t2，即 y12qEm x2v02，则有qamaqbmbyaybxb2xa221221 81，D 项正确。答案：D返回4(2012河源模拟)如图7311所示，质量为m，电荷量为q的带电粒子以初速v0进入场强为E的匀强电场中，图7311极板的长度为L，电容器极板中央到光屏的距离也是L。已知带电粒子打到光屏的P点，求偏移量OP的大小。返回解析：粒子离开电场时的偏移距离为 y112qEm(Lv0)2离开电场时的偏角为：tanqELmv02离开电场后偏移距离为y2(LL2)tan qEL22mv02屏上 P 点偏移中心 O 的距离为yy1y2qEL2mv02答案：qEL2mv02返回
