第3节 电容器 带电粒子在电场中的运动
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2025-01-03
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第3节 电容器 带电粒子在
电场中的运动
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础
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一、电容器及电容
1．电容器
(1)组成：由两个彼此______又相互靠近的导体组成。
(2)带电荷量 Q：一个极板所带电荷量的________。
(3)电容器的充、放电：[注1]
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__________，电容器中储存电场能。
②放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中
________转化为其他形式的能。[注2]
绝缘
绝对值
异种电荷
电场能
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2．电容
(1)定义：电容器所带的__________与电容器两极板间的
__________的比值。
(2)定义式：C＝Q
U 。[注3]
(3)单位：法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)。1 F＝____μF
＝______pF。
(4)意义：表示电容器__________本领的高低。
电荷量 Q
电势差 U
10
6
10
12
容纳电荷
3．平行板电容器的电容
(1)决定因素：正对面积，相对介电常数，两板间的距离。
(2)决定式：C＝
ε
rS
4πkd ，k为静电力常量。[注4]
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二、带电粒子在匀强电场中的运动 (只受电场力)
1．直线运动
(1)条件：①粒子的初速度 v0＝0，粒子做初速度为零的匀
加速直线运动。
②粒子的初速度 v0≠0，且与电场力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)处理方法：
①牛顿第二定律结合运动学公式；
②动能定理：W＝______＝qU＝1
2 mv2－1
2 mv0
2。
qEd
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2．偏转运动
(1)条件：带电粒子以垂直于场强方向的初速度 v0进入匀
强电场中，带电粒子在电场中做类平抛运动，如图所示。
(2)处理方法：根据__________________的知识解决有关问
题，将粒子的运动分解为：
①沿初速度方向的__________运动；
②沿电场力方向的____________运动。
运动的合成与分解
匀速直线
匀加速直线
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(3)基本关系式：①运动时间 t＝ ，[注5]
②加速度 a＝F
m ＝ ＝qU
md ，
③偏转量 y＝1
2 at2＝_________，
④速度偏转角 θ：tan
θ
＝vy
v0
＝at
v0
＝________。
l
v0
qE
m
qUl2
2mdv0
2
qUl
mdv0
2
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【注解释疑】
[注1] 电容器的充放电过程时间极短，充电过程：Q、U、E
均增大；放电过程则相反。
[注2] 电容器的放电过程的 I t图像如图所示，阴影面积表示
电容器减少的放电量。
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[注3] 公式 C＝Q
U 为比值定义，C与电容器是否带电及电压
无关，由电容器本身因素(极板大小、形状相对位置及电介质)
决定。
[注4] 公式中的 S是两个极板的正对面积，不一定是极板的
实际面积。
[注5] 这是带电粒子能飞出电场时的关系，如果打到极板上，
t≠ l
v0
。
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