電場力的性質(zhì).doc

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第九章 電場 第一講 電場力的性質(zhì) 考點歸納分析 一、 電荷及電荷守恒定律 1、自然界中只存在兩種電荷，一種是正電，即用絲綢摩擦玻璃棒，玻璃棒帶正電；另一種帶負電，用毛皮摩擦橡膠棒，橡膠棒帶負電，毛皮帶正電。電荷間存在著相互作用的引力或斥力。電荷在它的周圍空間形成電場，電荷間的相互作用力就是通過電場發(fā)生的。電荷的多少叫電荷量，簡稱電量。元電荷ｅ＝1.610－19C，所有帶電體的電荷量都等于ｅ的整數(shù)倍。 ２、使物體帶電叫做起電。使物體帶電的方法有三種：（１）摩擦起電；（２）接觸帶電；（３）感應起電。 ３、電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量不變。這叫做電荷守恒定律。 二、點電荷 如果帶電體間的距離比它們的大小大得多，帶電體便可看作點電荷。 三、庫侖定律 １、內(nèi)容：在真空中兩個點電荷之間相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。 　?。?、公式：，Ｆ叫庫侖力或靜電力，也叫電場力，Ｆ可以是引力，也可以是斥力，Ｋ叫靜電力常量，公式中各量均取國際單位制單位時，Ｋ＝9.0109Nm2/C2 ３、適用條件：（１）真空中；（２）點電荷。 四、電場強度 １、電場：帶電體周圍存在的一種物質(zhì)，由電荷激發(fā)產(chǎn)生，是電荷間相互作用的介質(zhì)。只要電荷存在，在其周圍空間就存在電場。電場具有力的性質(zhì)和能的性質(zhì)。 ２、電場強度： （１）定義：放入電場中某點的試探電荷所受的電場力跟它的電荷量的比值叫做該點的電場強度。它描述電場的力的性質(zhì)。 （２）公式：，取決于電場本身，與ｑ、Ｆ無關，適用于一切電場；，僅適用于點電荷在真空中形成的電場。 （３）方向：規(guī)定電場中某點的場強方向跟正電荷在該點的受力方向相同。 （４）多個點電荷形成的電場的場強等于各個點電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生場強的矢量和。這叫做電場的疊加原理。在電場的某一區(qū)域里，如果各點的場強的大小和方向都相同，這個區(qū)域里的電場中勻強電場。 五、電場線 １、概念：為了形象地描繪電場，人為地在電場中畫出的一系列從正電荷出發(fā)到負電荷終止的曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強方向一致，這些曲線叫電場線。它是人們研究電場的工具。 ２、性質(zhì)：（１）電場線起自正電荷（或來自無窮遠），終止于電荷（或伸向無窮遠）； （２）電場線不相交； （３）電場線的疏密情況反映電場的強弱，電場線越密場強越強，勻強電場的電場線是距離相等的平行直線； （４）靜電場中電場線不閉合（在變化的電磁場中可以閉合）； （５）電場線是人為引進的，不是客觀存在的； （６）電場線不是電荷運動的軌跡。 重難點突破 一、庫侖定律的適用條件 庫侖定律的適用條件是真空中的點電荷。點電荷是一理想化模型，當帶電體間的距離遠遠大于帶電體的自身大小時，可以視其為點電荷而使用庫侖定律，另外，兩個帶電的導體球，當不考慮導體一的電荷由于相互作用而重新分布的影響時（即仍看成均勻帶電球），可看作點電荷，電荷之間的距離就為兩球心之間的距離。當兩較大的金屬球距離較近時，由于異種電荷相互吸引、同種電荷相互排斥，使電荷的分布發(fā)生變化，電荷間的距離不再是兩球心間的距離。 二、電場、電場強度及其理解 引入場的概念，是對物理學的卓越貢獻，形成電（磁）場的概念是為了解決電磁學的最基本問題——明確研究對象。電場的基本性質(zhì)是對放入其中的電荷有力的作用，而在電場力概念的基礎上建立起來的電場強度的概念是描述電場性質(zhì)的工程兵螄，它是本章最重要的概念。場和電場強度的概念既是本節(jié)的重點又是本節(jié)的難點。通過本節(jié)的學習，可以培養(yǎng)我們的空間想像力，深入領會比值法定義物理量的內(nèi)涵。 只要有電荷存在，電荷周圍就存在電場。電場是電場力賴以存在的媒介，是客觀存在的一種物質(zhì)。電場作為物質(zhì)的最基本的性質(zhì)表現(xiàn)在對放入其中的電荷有力的作用，描述這一屬性的物理量就是電場強度。電場強度的定義采用比值定義法：將帶電量為ｑ的點電荷放入電場中的某點，如果點電荷受到的力（電場力）為Ｆ，那么該點的電場強度為，電場強度的單位是Ｎ／Ｃ，規(guī)定其方向與正電荷在該點的受力方向一致。因此，電場強度的意義是描述電場強弱和方向的物理量。 是電場強度的定義式。電場中某點的電場強度是一個預先確定的量，人們?yōu)榱酥?、測量這個值，在此處放入一個檢驗電荷ｑ，看它受到的電場力等于多少，由此可以得也這個值，因此ｑ僅僅起到一個“測量工具”的作用，“測量工具”不能決定被測量值的大小。電場中某點的電場強度Ｅ，只要電場本身不變，該點的電場強度Ｅ就是一個確定的值，與檢驗電荷ｑ的大小，或放不放檢驗電荷ｑ無關，決不能理解為“Ｅ與Ｆ成正比，而與ｑ成反比”。 點電荷的電場：就是點電荷Ｑ在空間距Ｑ為ｒ處激發(fā)的電場強度。方向：如果Ｑ是正電荷，在Ｑ與該點連線上，指向背離Ｑ的方向；如果Ｑ是負電荷，在Ｑ與該點的連線上，指向Ｑ的方向。同時要注意以下幾點： （１）在距Ｑ為ｒ處的各點（組成一個球面）電場強度的大小相等，但方向不同，即各點場強不同。 （２）是點電荷激發(fā)的電場強度計算公式，是由推導出來的，是電場強度的定義，適用于一切電場，而只適用于點電荷激發(fā)的電場。 勻強電場：在電場中，如果各點的電場強度的大小都相同，這樣的電場電勻強電場，勻強電場中電場線是間距相等且互相平行的直線。是場強與電勢差的關系式，只適應于勻強電場。 電場強度與電場力的區(qū)別 電場強度Ｅ 電場力Ｆ 區(qū) 別 ①反映電場的力的性質(zhì)； ②其大小僅由電場本身決定； ③其方向僅由電場本身決定，規(guī)定其方向與正電荷在電場中的受力方向相同。 ①僅指電荷在電場中的受力； ②其大小由放在電場中的電荷和電場共同決定； ③正電荷受力方向與電場方向相同，負電荷受力方向與電場方向相反。 聯(lián)系 例１：如圖所示，在一個電場中的ａ、ｂ、ｃ、ｄ四個點分別引入試探電荷時，電荷所受的電場力Ｆ跟引入的電荷電量之間的函數(shù)關系，下列說法正確的是（　　） Ａ、這電場是勻強電場； Ｂ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ四點的電場強度大小關系是Ｅｄ＞Ｅｂ＞Ｅａ＞Ｅｃ； Ｃ、這四點的場強大小關系是Ｅｂ＞Ｅａ＞Ｅｃ＞Ｅｄ； Ｄ、無法比較Ｅ值大小。 三、電場線 1.電場線與運動軌跡 電場線是為形象地描述電場而引入的假想曲線，規(guī)定電場線上每點的切線方向沿該點場強的方向，也是正電荷在該點受力產(chǎn)生加速度的方向（負電荷受力方向相反）。運動軌跡是帶電粒子在電場中實際通過的徑跡，每項跡上每點的切線方向淡粒子在該點的速度方向。在力學的學習中我們就已經(jīng)知道，物體運動速度的方向和它的加速度的方向是兩回事，不一定重合。因此，電場線與運動軌跡不能混為一談，不能認為電場線就是帶電粒子在電場中運動的軌跡。只有當電荷只受電場力，電場線是直線，且?guī)щ娏Ｗ映跛俣葹榱慊虺跛俣确较蛟谶@條直線上，運動軌跡才和電場線重合。 ２、電場線的疏密與場強的關系 按照電場線畫法的規(guī)定，場強大處電場線密，場強小處電場線疏。因此根據(jù)電場線的疏密就可以比較場強的大小。 例２：關于電場線的下列說法中正確的是（　　） Ａ、電場線上每一點的切線方向都跟電荷在該點的受力方向相同； Ｂ、沿電場線方向，電場強度越來越??； Ｃ、電場線越密的地方，同一試探電荷所受的電場力就越大； Ｄ、在電場中，順著電場線移動電荷，電荷受到的電場力大小恒定。 例３：某靜電場中電場線如圖所示，帶電粒子在電場中僅受電場力作用，其運動軌跡如圖虛線所示由Ｍ運動到Ｎ，以下說法正確的是（　?。? Ａ、粒子必定帶正電荷； Ｂ、粒子在Ｍ點的加速度大于它在Ｎ點加速度； Ｃ、粒子在Ｍ點的加速度小于它在Ｎ點加速度； Ｄ、粒子在Ｍ點的動能小于它在Ｎ點的動能。 四、電場的疊加 １、所謂電場的疊加就是場強的合成，遵守平行四邊形定則，分析合場強時應注意畫好電場強度的平行四邊形圖示。 在同一空間，如果有幾個靜止電荷同時在空間產(chǎn)生電場，如何求解空間某點的場強的大小呢？根據(jù)電場強度的定義式和力的獨立作用原理，在空間某點，多個場源電荷在該點產(chǎn)生的場強，是各場源電荷單獨存在時在該點所產(chǎn)生的場強的矢量和，這就是電場的迭加原理。 ２、等量異種、等量同種點電荷的連線和中垂線上場強的變化規(guī)律。 （１）等量異種點電荷的連線之間，中點場強最??；沿中垂線從中點到無限遠處，電場強度逐漸減小； 等量同種點電荷的連線之間，中點場強最小，且一定等于零。因無限遠處場強為零，則沿中垂線從中點到無限遠處，電場強度先增大后減小，中間某位置必有最大值。 （２）等量異種點電荷連線和中垂線上關于中瞇對稱處的場強相同； 等量同種電荷連線和中垂線上關于中點對稱處的場強大小相等、方向相反。 五、靜電感應　靜電屏蔽 １、靜電感應：把金屬導體放在外電場Ｅ中，由于導體內(nèi)的自由電子受電場力作用而定向運動，使導體的兩個端面出現(xiàn)等量的異種電荷，這種現(xiàn)象叫靜電感應。 ２、靜電平衡：發(fā)生靜電感應的導體兩端面感應出的等異種電荷形成一附加電場Ｅ’，當附加電場與外電場的合場強為零時（即Ｅ’的大小等于Ｅ的大小而方向相反），自由電子的定向移動停止，這時的導體處于靜電平衡狀態(tài)。 ３、處于靜電平衡狀態(tài)的導體具有以下特點 （１）導體內(nèi)部的場強（Ｅ與Ｅ’的合場強）處處為零，Ｅ內(nèi)＝０； （２）整個導體是等勢體，導體的表面是待勢面； （３）導體外部設部電場線與導體表面垂直，表面場強不一定為零； （４）凈電荷只分布在導體外表面上，且與導體表面的曲率有關。 ４、靜電屏蔽 由于靜電感應，可使金屬網(wǎng)罩或金屬殼內(nèi)的場強為零。遮擋住了外界電場對它們內(nèi)部的影響這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽。 例４：如圖所示，在水平放置的光滑金屬板中點的正上方，有帶正電的點電荷＋Ｑ，一表面絕緣帶正電的金屬小球Ｃ可視為質(zhì)點，且不影響原電場，自左向右以初速Ｖ０向右運動，則在運動過程中（　?。? Ａ、小球先做減速后加速運動；Ｂ、小球做勻速直線運動； Ｃ、小球受到的電場力的沖量為零； Ｄ、小球受到的電場力對小球做功為零。 六、帶電體的平衡 １、解決帶電體在電場中處于平衡狀態(tài)問題的方法與解決力學中平衡問題的方法是一樣的，都是依據(jù)共點力平衡條件求解，所不同的只是在受力分析列平衡方程時，一定要注意考慮電場力。 ２、解決帶電體在電場中平衡問題的一般步驟：（１）確定研究對象；（２）分析研究對象的受力情況，并畫出受力圖。（３）據(jù)受力圖和平衡條件，列出平衡方程；（４）解方程。 例５：一條長３Ｌ的絲線穿著兩個相同的質(zhì)量均為ｍ的小金屬環(huán)Ａ和Ｂ，將線的兩端都系于同一點Ｏ，當金屬環(huán)帶電后，由于兩環(huán)間的靜電斥力使絲線構(gòu)成一等邊三角形，此時兩環(huán)處于同一水平線上，如果不計環(huán)與線的摩擦，兩環(huán)各帶多少電量？ 第二講　電場能的性質(zhì) 考點歸納分析 一、電勢、電勢差 １、電勢差 （１）電荷ｑ在電場中由一點Ａ移到另一點Ｂ時，電場力所做的功ＷAB跟它的電荷量ｑ的比值，叫做Ａ、Ｂ兩點間的電勢差。電場中Ａ、Ｂ兩點間的電勢差在數(shù)值上等于單位正電荷　從Ａ點移動到Ｂ點過程中電場力所做的功。即：。 （２）電勢差是標量，有正負，無方向。Ａ、Ｂ間電勢差ＵAB＝；Ｂ、Ａ間電勢差ＵBA＝。顯然UAB＝－ＵBA。電勢差的值與零電勢的選取無關。 在勻強電場中，Ｕ＝Ｅｄ（Ｕ為電場中某兩點間的電勢差，ｄ為這兩點在場強方向上的距離）。 ２、電勢 （１）如果在電場中選取一個參考點（零電勢點），那么電場中某點跟參考點間的電勢差，就叫做該點的電勢。電場中某點的電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由該點移動到參考點（零電勢點）時，電場力所做的功。 （２）電勢是標量，有正負，無方向。談到電勢時，就必須注意參考點（零勢點）的選擇。參考點的位置可以任意選取，當電荷分布在有限區(qū)域時，常取無限遠處為參考點，而在實際上，常取地球為標準。一般來說，電勢參考點變了，某點的電勢數(shù)值也隨之改變，因此電勢具有相對性。同時，電勢是反映電場能的性質(zhì)的物理量，跟電場強度（反映電場的力的性質(zhì)）一樣，是由電場本身決定的，對確定的電場中的某確定點，一旦參考點選定以后，該點的電勢也就確定了。 （３）沿著電場線的方向電勢越來越低，逆著電場線的方向，電勢越來越高。 （４）電勢的值與零電勢的選取有關，通常取離電場無窮遠處電勢為零；實際應用中常取大地電勢為零。 （５）當存在幾個“場源”時，某處合電場的電勢等于各“場源”的電場在此處的電勢的代數(shù)和。 二、電勢能 １、電荷在電場中具有的勢能叫做電勢能。嚴格地講，電勢能屬于電場和電荷組成的系統(tǒng)，習慣上稱作電荷的電勢能。 １、 電勢能是相對量，電勢能的值與參考點的選取有關。電勢為零的點，電勢能為零。 ２、 電勢能是標量，有正負，無方向。 三、電場力做功與電荷電勢能的變化 電場力對電荷做正功時，電荷的電勢能減少；電場力對電荷做負功時，電荷的電勢能增加。電勢能增加或減少的數(shù)值等于電場力做功的數(shù)值。電荷在電場中任意兩點間移動時，它的電勢能的變化量是確定的，因而移動電荷做功的值也是確定的，所以，電場力移動電荷所做的功，與移動的路徑無關。這與重力做功十分相似。 注意：不論是否有其它力做功，電場力做功總等于電勢能的變化。 四、等勢面 電場中電勢相等的面叫等勢面。它具有如下特點： （１）等勢面一定跟電場線垂直；（２）電場線總是從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面；（３）任意兩等勢面都不會相交；（４）電荷在同一待勢面上移動，電場力做的功為零；（５）電場強度較大的地方，等差等勢面較密；（６）等勢面是人們虛擬出來形象描述電場的工具，不是客觀存在的。 五、等勢面與電場線的關系 １、 電場線總是與等勢面垂直，且總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。 ２、 若任意相鄰等勢面間電勢差都相等，則等勢面密處場強大，等勢面疏處場強小。 ３、 沿等到勢均力敵面移動電荷，電場力不做功，沿電場線移動電荷，電場力一定做功。 ４、 電場線和等勢面都是人們虛擬出來形象描述電場的工具。 ５、 在電場中任意兩等勢面永不相交。 六、電勢與電場強度的關系 １、 電勢反映電場能的特性，現(xiàn)時電場強度反映電場力的特性。 ２、 電勢是標量，具有相對性，而電場強度是矢量，不具有相對性。兩者疊加時運算法則不同。電勢的正、負有大小的含義，而電場強度的正、負僅表示方向，并不表示大小。 ３、 電勢與電場強度的大小沒有必然的聯(lián)系，某點的電勢為零，電場強度可不為零，反之亦然。 ４、 同一試探電荷　在電場強度大處，受到的電場力大，但正電荷　在電勢高處，電勢能才大，而負電荷在電勢高處電勢能反而小。 ５、 電勢和電場強度都有是由電場本身的因素決定的，與試探電荷無關。 ６、 在勻強電場中有關系式Ｕ＝Ｅｄ。 七、對公式的理解及應用 公式反映了電場強度與電勢差之間的關系，由公式可知：電場強度的方向就是電勢降低最快的方向。 公式的應用只適用于勻強電場，且應注意ｄ的含義是表示某兩點沿電場線方向上的距離。由公式可得結(jié)論：在勻強電場中，兩長度相等且相互平行的線段的端點間的電勢差相等。Ｕ＝ＥLcosα（α為線段與電場線的夾角，L為線段的長度）；對于非勻強電場，此公式可以用來定性分析某些問題，如在非勻強電場中，各相鄰等勢面的電勢差為一定值時，那么有E越大處，d越小，即等勢面越密。 重難點突破 一、判斷電勢高低 1、利用電場線方向來判斷，沿電場線方向電勢逐漸降低。若選擇無限遠處電勢為零，則正電荷形成的電場中，空間各點的電勢皆大于零；負電荷形成的電場中空間各點電勢皆小于零。 2、利用來判斷，將WAB、q的正負代入計算，若UAB＞0則＞， 若UAB＜0則＜。 例1：如圖所示，虛線方框內(nèi)為一勻強電場，A、B、C為該電場中的三個點，已知UA＝12V，UB＝６Ｖ，ＵC＝－６Ｖ，試在該方框中作出該電場的示意圖（即畫出幾條電場線），并要求保留作圖時所用的輔助線（用虛線表示）。若將一個電子從Ａ點移到Ｂ點，電場力做多少電子伏的功？ 二、電場力做功的計算 １、由公式Ｗ＝ＦＳcosθ計算，但在中學階段，限地數(shù)學基礎，要求式中Ｆ為恒力才行，所以，這種方法有局限性，此公式只適合于勻強電場中，可變形為Ｗ＝ｑＥｄ，式中ｄ為電荷初末位置在電場方向上的位移。 ２、由電場力做功與電勢能改變關系計算，Ｗ＝－Δε，對任何電場都適用。 ３、用ＷAB＝ｑＵAB來計算。一般又有兩種處理方法： （１）帶正、負號運算：按照符號規(guī)則把所移動的電荷的電荷量ｑ和移動過程的始、終兩點的電勢差ＵAB的值代入公式ＷAB＝ｑＵAB進行教育處，根據(jù)計算所得W值的正、負來判斷是電場力做功還是克服電場力做功。 其符號規(guī)則是：所移動的電荷 若為正電荷，則q取正值；若移動過程的始點電勢高于終點電勢，則UAB取正值。 （2）用絕對值運算：公式W＝ｑＵAB中的q和UAB都取絕對值，即W＝。 采用這種處理方法只能計算在電場中移動電荷所做功的大小。要想知道移動電荷過程中是電場力做功還是克服電場力做功，還需利用力學知識進行判斷。判斷的方法是：在始、終兩點之間畫出表示電場線方向、電荷所受電場力方向和電荷移動方向的矢量線Ｅ、Ｆ和Ｓ，若Ｆ與Ｓ的夾角小于９００，則是電場力做正功。 ４、由動能定理計算，。 例2：如圖所示，傾角為30o的直角三角形底邊長為２Ｌ，放置在豎直平面內(nèi)，底邊處于水平位置，斜邊為光滑絕緣導軌?，F(xiàn)在底邊中點Ｏ處固定一正點電荷電荷量為Ｑ，讓一質(zhì)量為ｍ、電荷量為ｑ的帶負電的質(zhì)點，從斜面頂端Ａ沿斜軌滑下，滑到斜邊的垂足Ｄ時速度為Ｖ，則質(zhì)點滑到底邊底端Ｃ點時的速度和加速度各是多大？ 例３：如圖所示，在粗糙水平面上固定一點電荷Ｑ，在Ｍ點無初速度釋放一帶有恒定電荷量的小物體，小物體在Ｑ形成的電場中運動到Ｎ點靜止，則從Ｍ點運動到Ｎ的過程中（　?。? Ａ、小物體所受電場力逐漸減小；　　 Ｂ、小物體具有的電勢能逐漸減?。? Ｃ、Ｍ點的電勢一定高于Ｎ點的電勢； Ｄ、小物體電勢能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功。 第三講　帶電粒子在電場中的運動 考點歸納分析 一、電容器、電容 １、 電容器：兩個彼此絕緣又互相靠近的導體可構(gòu)成一個電容器。 ２、 電容 物理意義：表示電容器容納電荷的本領。 定義：電容器所帶的電荷量Ｑ（一個極板所帶電量的絕對值）與兩個極板間的電勢差Ｕ的比值叫做電容器的電容。 定義式：，對任何電容器都適用，對一個確定的電容器，電容是一個確定的值，不會隨電容器所帶電量的變化而改變。 ３、常見電容器有：紙質(zhì)電容器，電解電容器，可變電容器，平行板電容器。電解電容器連接時應注意其“＋”、“－”極。 二、平行板電容器 平行板電容器的電容（平行板電容器的電容與兩板正對面積成正比，與兩板間距離成反比，與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比）。是決定式，只對平行板電容器適應。 帶電平行板電容器兩極板間的電場可認為是勻強電場，。 三、帶電粒子在電場中加速 帶電粒子在電場中加速，若不計粒子的重力，則電場力對帶電粒子所做的功等于帶電粒子動能的增量。 1、在勻強電場中：Ｗ＝ｑＥｄ＝ｑＵ＝ ２、在非勻強電場中：Ｗ＝ｑＵ＝ 四、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 帶電粒子以垂直于勻強電場的場強方向進入電場后，做類平拋運動。 垂直于場強方向做勻速直線運動：，。 平行于場強方向做初速度為零的勻加速直線運動： ，， 側(cè)移距離：，偏轉(zhuǎn)角：。 五、示波管的原理 示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。 如果在偏轉(zhuǎn)電極ｘｘ’上加掃描電壓，同時在偏轉(zhuǎn)電極ｙｙ’上加所要研究的信號電壓，其周期與掃描電壓的周期相同，在熒光屏上就顯示出信號電壓隨時間變化的圖線。 重難點突破 一、平行板電容器動態(tài)分析 這類問題的關鍵在于弄清哪些是變量，哪些是不變量，在變量中哪是自變量，哪是因變量。同時應注意理解平行板電容器演示實驗中現(xiàn)象的實質(zhì)。 一般分兩種基本情況： １、電容器兩極板電勢差Ｕ保持不變。即平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器兩極楹與電池兩極相連接，電容器的ｄ、ｓ、ε變化時，將引起電容器的Ｃ、Ｑ、Ｕ、Ｅ的變化。 ２、電容器的帶電量Ｑ保持不變。即平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，使電容器的ｄ、ｓ、ε變化時，將引起電容器的Ｃ、Ｑ、Ｕ、Ｅ的變化。 進行討論的物理依據(jù)主要是三個： （１）平行板電容器的電容與極板距離ｄ、正對面積Ｓ、電介質(zhì)的介電常數(shù)ε間的關系： （２）平行板電容器內(nèi)部是勻強電場，。 （３）電容器所帶電量Ｑ＝ＣＵ。 例１：如圖所示，Ａ、Ｂ為平行金屬板，兩板相距為ｄ，分別與電源兩板相連，兩板的中央各有一個小孔Ｍ和Ｎ。今有一帶電質(zhì)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，然后沿原路返回。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(zhì)點自Ｐ點自由下落后仍能返回。 Ｂ、把Ａ板向下平移一小段距離，質(zhì)點自Ｐ點自由下落后將穿過Ｎ孔繼續(xù)下落。 Ｃ、把Ｂ板向上平移一小段距離，質(zhì)點自Ｐ點自由下落后仍然返回。 Ｄ、把Ｂ析向下平移一小段距離，質(zhì)點自Ｐ點自由下落后將穿過Ｎ孔繼續(xù)下落。 二、帶電粒子在勻強電場中的運動 分析這類問題主要要用到力學知識，綜合了靜電場和力學中的主要規(guī)律，分析時應從力學的觀點和能量的觀點著手。按力學問題的分析法加以分析，分析帶電粒子在運動過程中其他形式的能和動能之間的轉(zhuǎn)化過程時，可應用動能定理，也可以用能量守恒定律。 如選用動能定理，則要分清有哪些力做功？做正功還是負功？若電場力是變力，則電場力的功必須用Ｗ＝ｑＵ來計算， 如選用能量守恒定律，則要分清有哪些形式的能變化？怎樣變化？能量守恒的表達形式有： （１）初態(tài)末態(tài)的總能量相等，即Ｅ初＝Ｅ末； （２）某些形式的能量減少一定有其他形式的能增加。且ΔＥ減＝ΔＥ增； 解題的基本思路是：先分析受力情況，再分析運動狀態(tài)和運動過程（平衡、加速或減速，是直線運動速是曲線運動），然后選取用恰當?shù)囊?guī)律（牛頓運動定律、運動學公式；功能關系；動量定理及動量守恒定律）解題。 對帶電粒子進行受力分析時應注意的事項： （１）要掌握電場力的特點。電場力的大小和方向不僅跟場強的大小和方向有關，還跟帶電粒子的電性和電荷量有關。在勻強電場中，同一速成電粒子所受電場力處處是恒力；在非勻強電場中，同一帶電粒子在不同位置所受電場力的大小和方向都可能不同。 （２）是否考慮重力要依據(jù)情況而定。 ａ、基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說明或明確的暗示外，一般都不考慮重力（但不能忽略質(zhì)量）。 ｂ、帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確暗示外，一般都不能忽略重力。 例２：兩平行金屬板相距為ｄ，電勢差為Ｕ，一電子質(zhì)量為ｍ，電荷量為ｅ，從Ｏ點沿垂直于極板方向射也，最遠到達Ａ點，然后返回，如圖所示，ＯＡ＝ｈ，則此電子具有的初動能是（　　） Ａ、； Ｂ、eUdh； C、； D、。 例3：如圖所示，一個質(zhì)量為m、帶電量為q的微粒，從A點以初速度V0豎直向上射入水平勻強電場，微粒通過B時的速度為２Ｖ0，方向水平向右，求電場強度E及A、B兩點的電勢差U。 三、帶電粒子在交變電場中的運動 這類問題涉及力學和電場知識的綜合運用，但實際上是一個力學問題，解答這類問題，仍要從受力分析（力的大小、方向、變化特點）和運動分析（運動狀態(tài)及形式）入手，應用力學的基本規(guī)律定性、定量講座注意注意思維方法和技巧的靈活運用。 1、借助圖象，展示物理過程 物理圖象是表達物理過程、規(guī)律的基本方法之一，用圖象反映物理過程、規(guī)律，具有直觀、形象、簡潔明了的特點，帶電粒子在交變電場中運動，受電場力作用，其加速度、速度等均做周期性變化，借助圖象來描述它在電場中的運動情況，可直觀展示其物理過程，從而獲得啟迪，快捷地分析求解。 2、注意物理過程的周期性，謹防漏解 帶電粒子在電場中運動，由于交變電壓做周期性變化，所以粒子的運動及相知的物理量也做周期性變化，解答這類問題，若審題不細，分析物理過程不全面，往往會導致漏解。 3、巧取分運動，化繁為簡 對一個復雜的運動，為研究的方便可以把它撲克成是由昨個比較簡單的運動組合而成的，前者叫做合運動，后者叫做分運動，而研究某個方向的分運動時，都不會因其它分運動的存在而受到影響，這就是運動的獨立性原理，應用這一原理可以簡捷分析某些帶電粒子在交變電場中運動的問題。 4、建立理想模型，化難為易 物理解題都和一暄的理想模型（狀態(tài)，過程。結(jié)構(gòu)模型等）聯(lián)系，建立正確反映事物特征的理想模型，是運用基本概念、規(guī)律求解的必要前提，對于某些實際的物理描述來反映事物基本的物理特征，這有助于迅速、準確確定也解題方向和策略，使總是得到迅速解決。 例4：在真空中速度為V＝6.4107m／ｓ的電子束連續(xù)地射入兩平行極板之間，極板長度為Ｌ＝8.010－2m，間距為d＝5.010 －3 m的中線通過，如圖所示，在兩極板上加上５０Ｈｚ的交變電壓ｕ＝Ｕ0sinωt，如果所加電壓的最大值超過某一值UC時，將開始出現(xiàn)以下現(xiàn)象，電子有時能通過兩極板，有時不能通過，求UC大小。