第30讲电容器带电粒子在电场中的运动
【教学目标】1理解电容器的基本概念，掌握好电容器的两类动态分析2能运用运动的合成与分解解决带电粒子的偏转问题3用动力学方法解决带电粒子在电场中的直线运动问题．【教学过程】
★重难点一、平行板电容器的动态分析★1．平行板电容器动态变化的两种情况1电容器始终与电源相连时，两极板间的电势差U保持不变。2充电后与电源断开时，电容器所带的电荷量Q保持不变。2．平行板电容器动态问题的分析思路
3．平行板电容器问题的一个常用结论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，电场强度与极板间的距离无关。【特别提醒】解决电容器问题的两个常用技巧1在电荷量保持不变的情况下，由E＝Ud＝CQd＝4επrkSQ知，电场强度与板间距离无关。2对平行板电容器的有关物理量Q、E、U、C进行讨论时，关键在于弄清哪些是变量，哪些是不变量，在变量中哪些是自变量，哪些是因变量，抓住C＝4επrkSd、Q＝CU和E＝Ud进行判定即可。【典型例题】多选美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，比较准确地测定了电子的电荷量。如图633所示，平行板电容器两极板M、N相距d，两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接，极板M带正电。现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k，则
fA．油滴带负电B．油滴带电荷量为mUgdC．电容器的电容为kmUg2dD．将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动【答案】AC【解析】由题意知油滴受到的电场力方向竖直向上，又上极板带正电，故油滴带负电，设油滴带电荷量为q，则极板带电荷量为Q＝kq，由于qE＝mg，E＝Ud，C＝QU，解得q＝mUgd，C＝kmUg2d，将极板N向下缓慢移动一小段距离，U不变，d增大，则电场强度E减小，重力将大于电场力，油滴将向下运动，只有选项A、C正确。★重难点二、带电粒子在电场中的直线运动★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、α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。2．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，用牛顿第二定律求出加速度，结合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。2根据电场力对带电粒子所做的功等于带电粒子动能的r