第 3 节 电容器 带电粒子在电场中的运动一、常见电容器 电容器的电压、电荷量和电容的关系1.常见电容器(1)组成:由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成
(2)带电荷量:一个极板所带电荷量的绝对值
(3)电容器的充、放电[注 1]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异种电荷,电容器中储存电场能
放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能
[注 2]2.电容(1)定义:电容器所带的电荷量与电容器两极板间的电势差的比值
(2)定义式:C=
[注 3](3)物理意义:表示电容器容纳电荷本领大小的物理量
(4)单位:法拉(F),1 F=10 6 μF=1012 pF
3.平行板电容器(1)影响因素:平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比,与电介质的相对介电常数成正比,与极板间距离成反比
(2)决定式:C=,k 为静电力常量
二、带电粒子在匀强电场中的运动1.做直线运动的条件(1)粒子所受合外力 F 合=0,粒子做匀速直线运动或静止
(2)粒子所受合外力 F 合≠0,且与初速度方向在同一条直线上,带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动
2.带电粒子在匀强电场中的偏转(1)条件:以速度 v0垂直于电场方向飞入匀强电场,仅受电场力
(2)运动性质:匀变速曲线运动
[注 4](3)处理方法:运动的合成与分解
① 沿初速度方向:做匀速直线运动
② 沿电场方向:做初速度为零的匀加速直线运动
【注解释疑】[注 1] 充电过程:Q、U、E 均增大;放电过程反之
[注 2] 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量
[注 3] 比值定义法,C 的大小只由电容器本身结构决定
[注 4] 两个有用的结论(1)粒子飞出偏转电场时“速度的反向延长线,通过垂直电场方向的位移的中点”
(2)不同带电粒子从同一电场加速再进入同一偏转电场,所有