電場(chǎng)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件

1、二輪專題突破第一部分專題三電場(chǎng)與磁場(chǎng)第8講電場(chǎng)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)02高頻考點(diǎn)突破03多維模型構(gòu)建欄目導(dǎo)航01知識(shí)規(guī)律回扣01知識(shí)規(guī)律回扣一、明晰一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，掌握電場(chǎng)的力、能性質(zhì)UEd，沿場(chǎng)強(qiáng)方向相同距離電勢(shì)差相等UElcos ，沿任意方向，相同距離電勢(shì)差相等二、活學(xué)活用電場(chǎng)性質(zhì)的判斷方法四、明辨“場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)、電場(chǎng)線”，謹(jǐn)防解題誤入歧途1場(chǎng)強(qiáng)是矢量，其合成法則為平行四邊形定則，電勢(shì)是標(biāo)量，其合成法則為算術(shù)加減法2在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿同一方向，相等距離上電勢(shì)變化量相同3沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，但是電勢(shì)降低的方向不一定是電場(chǎng)方向02高頻考點(diǎn)突破1電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，疊加時(shí)應(yīng)遵循平行四邊形定則，分析電場(chǎng)疊加

2、問題的一般步驟： (1)確定分析計(jì)算的空間位置；(2)分析該點(diǎn)有幾個(gè)分電場(chǎng)，分析各個(gè)分電場(chǎng)在該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；(3)利用平行四邊形定則求出矢量和高頻考點(diǎn)1對(duì)電場(chǎng)性質(zhì)的理解特別提醒：分析求解電場(chǎng)疊加問題時(shí)，要充分利用補(bǔ)償法、對(duì)稱法、等效法等思維方法.2熟練掌握電場(chǎng)線的應(yīng)用(1)判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的方向電場(chǎng)線上任意一點(diǎn)處的切線方向即該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向(2)判斷電場(chǎng)力的方向正點(diǎn)電荷的受力方向和電場(chǎng)線在該點(diǎn)的切線方向相同，負(fù)點(diǎn)電荷的受力方向和電場(chǎng)線在該點(diǎn)的切線方向相反(3)定性判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的大小電場(chǎng)線密處電場(chǎng)強(qiáng)度大，電場(chǎng)線疏處電場(chǎng)強(qiáng)度小，進(jìn)而可分析電荷受力情況(4)判斷電勢(shì)的高低與電勢(shì)降低的快慢沿

3、電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降低最快的方向特別提醒：熟悉幾種典型的電場(chǎng)線分布情況有利于我們對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)迅速作出判斷，進(jìn)一步可了解點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng)情況、電場(chǎng)力做功及伴隨的能量轉(zhuǎn)化情況. 3分析電場(chǎng)的性質(zhì)問題的一般思路(1)場(chǎng)強(qiáng)大小、電勢(shì)高低的判斷明確電場(chǎng)線或等勢(shì)面的分布情況，場(chǎng)強(qiáng)大小看電場(chǎng)線的疏密程度，電勢(shì)高低看電場(chǎng)線的方向；空間同時(shí)存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的電場(chǎng)時(shí)，利用平行四邊形定則求其合場(chǎng)強(qiáng)(2)電勢(shì)能大小及其變化的分析做功角度：根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系分析帶電粒子電勢(shì)能及其變化情況電場(chǎng)力做正功，粒子的電勢(shì)能減?。浑妶?chǎng)力做負(fù)功，粒子的電勢(shì)能增加轉(zhuǎn)化角度：只有

4、電場(chǎng)力做功時(shí)，電勢(shì)能與動(dòng)能可以相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能減少，電勢(shì)能增加；動(dòng)能增加，電勢(shì)能減少BC解析：M點(diǎn)的電場(chǎng)線較N點(diǎn)密集，故M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；順著電場(chǎng)線電勢(shì)降低，故M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)，選項(xiàng)B正確；O點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)，故將一負(fù)電荷由O點(diǎn)移到M點(diǎn)電勢(shì)能增加，選項(xiàng)C正確；M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)，故OM與ON之間的電勢(shì)差不等，故將一正電荷從O點(diǎn)分別移到M點(diǎn)和N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功不相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選BC12.(多選) (2017全國(guó)卷)在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，任一點(diǎn)的電勢(shì)與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示電場(chǎng)中四個(gè)點(diǎn)a、b、c和d的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed.點(diǎn)a到點(diǎn)

5、電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢(shì)a已在圖中用坐標(biāo)(ra，a)標(biāo)出，其余類推現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過程中，電場(chǎng)力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd.下列選項(xiàng)正確的是( )AEaEb41BEcEd21CWabWbc31 DWbcWcd13AC ACD ABD (多選)如圖所示，兩塊水平放置的平行正對(duì)的金屬板a、b與電源相連，在與兩板距離相等的M點(diǎn)處有一個(gè)帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)若上極板a向下平移一小段距離，但仍在M點(diǎn)上方，穩(wěn)定后，下列說法正確的是()A液滴將加速向下運(yùn)動(dòng)BM點(diǎn)電勢(shì)升高CM點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度變小了D在a板移動(dòng)前后兩種情況下，若將液滴從a板移到b板，

6、電場(chǎng)力做的功相同高頻考點(diǎn)2平行板電容器的問題分析BD 思路點(diǎn)撥 首先對(duì)木塊進(jìn)行受力分析，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可判斷木塊與天花板之間是否存在靜摩擦力，進(jìn)而判斷木塊與天花板之間彈力的大小2在分析平行板電容器的動(dòng)態(tài)變化問題時(shí)，必須抓住兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)確定不變量：首先要明確動(dòng)態(tài)變化過程中的哪些量不變，一般情況下是電荷量不變或板間電壓不變特別提醒：由于平行板電容器兩極板間的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，高考命題往往涉及帶電粒子在平行板中的運(yùn)動(dòng)問題，需要綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系等分析求解21.(2016全國(guó)乙卷)一平行電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上，若將云母介質(zhì)移出，則電容器()A極板上的電

7、荷量變大，極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變大B極板上的電荷量變小，極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變大C極板上的電荷量變大，極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變D極板上的電荷量變小，極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變D解析：電容器接在恒壓直流電源上，兩極板的電壓不變，若將云母介質(zhì)移出，相對(duì)介電常數(shù)減小，電容器的電容減小，所以極板上的電荷量變小，極板間的距離不變，所以極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確22(2017石家莊市高三質(zhì)檢)如圖所示電路中，A、B是構(gòu)成平行板電容器的兩金屬極板，P為其中的一個(gè)定點(diǎn)將開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后將A板向上平移一小段距離，則下列說法正確的是()A電容器的電容增加B在A板上移過程中，電阻R中有向上的電流CA

8、、B兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大DP點(diǎn)電勢(shì)升高B帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題是每年高考中的熱點(diǎn)問題，是電學(xué)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)的結(jié)合點(diǎn)具體來講有帶電粒子在電場(chǎng)中的加速(減速)、偏轉(zhuǎn)，涉及內(nèi)容有力、能、電等知識(shí)，主要考查學(xué)生的分析綜合能力該模型通常的考查思路有：(1)根據(jù)帶電粒子受到的力，用牛頓第二定律找出加速度，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定帶電粒子的速度、位移等物理量這條思路通常適用于恒力作用下的勻變速運(yùn)動(dòng)(2)根據(jù)力對(duì)帶電粒子所做的功及動(dòng)能定理，從帶電粒子運(yùn)動(dòng)的全過程中能的轉(zhuǎn)化角度，研究帶電粒子的速度變化、經(jīng)歷的位移等03多維模型構(gòu)建帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)模型(2017全國(guó)卷)真空中存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E1的勻強(qiáng)電場(chǎng)，

9、一帶電油滴在該電場(chǎng)中豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為v0.在油滴處于位置A時(shí)，將電場(chǎng)強(qiáng)度的大小突然增大到某值，但保持其方向不變持續(xù)一段時(shí)間t1后，又突然將電場(chǎng)反向，但保持其大小不變；再持續(xù)同樣一段時(shí)間后，油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)重力加速度大小為g(1)求油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度(2)求增大后的電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；為保證后來的電場(chǎng)強(qiáng)度比原來的大，試給出相應(yīng)的t1和v0應(yīng)滿足的條件已知不存在電場(chǎng)時(shí)，油滴以初速度v0做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最大高度恰好等于B、A兩點(diǎn)間距離的兩倍勻強(qiáng)電場(chǎng)中的“直線運(yùn)動(dòng)模型”【解析】(1)設(shè)油滴質(zhì)量和電荷量分別為m和q，油滴速度方向向上為正油滴在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E1的勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，

10、故電場(chǎng)力方向向上在t0時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度突然從E1增加至E2時(shí)，油滴做豎直向上的勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向上，大小a1滿足qE2mgma1油滴在時(shí)刻t1的速度為v1v0a1t1電場(chǎng)強(qiáng)度在時(shí)刻t1突然反向，油滴做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向下，大小a2滿足qE2mgma2油滴在時(shí)刻t22t1的速度為v2v1a2t1由式得v2v02gt1解決直線運(yùn)動(dòng)問題時(shí)要注意分析帶電粒子是做勻速運(yùn)動(dòng)還是做勻變速運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)問題常以平衡條件F合0作為突破口進(jìn)行求解；對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題，根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可知，合力一定和速度在一條直線上，然后運(yùn)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)或能量觀點(diǎn)求解(1)運(yùn)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)求解電加速問題運(yùn)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)處理

11、帶電質(zhì)點(diǎn)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題，要重視對(duì)帶電質(zhì)點(diǎn)的受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析，解題時(shí)先分析帶電質(zhì)點(diǎn)的受力情況，求出帶電質(zhì)點(diǎn)受到的合外力，根據(jù)F合ma得出加速度，再運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)方程可得出所求物理量如圖所示的裝置放置在真空中，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子，金屬絲和豎直金屬板之間加一電壓U1，發(fā)射出的電子被加速后，從金屬板上的小孔S射出裝置右側(cè)有兩個(gè)相同的平行金屬極板水平正對(duì)放置，板長(zhǎng)為l，板間距離為d，兩極板間加一電壓為U2的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)從小孔S射出的電子恰能沿平行于板面的方向由極板左端中間位置射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)已知電子的電荷量為e，電子的質(zhì)量為m，設(shè)電子剛離開金屬絲時(shí)的速度為0，忽略金屬極板邊緣對(duì)電場(chǎng)的影響，不計(jì)電

12、子受到的重力求：勻強(qiáng)電場(chǎng)中的“偏轉(zhuǎn)模型” 思路點(diǎn)撥電子在運(yùn)動(dòng)的過程中只受電場(chǎng)力作用，可通過動(dòng)能定理直接求解速度v1；進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，由于所受電場(chǎng)力跟速度不在一條直線上，所以電子做曲線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律和平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律即可求解(1)電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度大小v1；(2)電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)在豎直方向上的側(cè)移量y；(3)電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程中電場(chǎng)力對(duì)它所做的功W(多選)如圖甲所示，平行金屬板中央有一個(gè)靜止的電子(不計(jì)電子重力，開始時(shí)A板帶正電)，兩板間距離足夠大，當(dāng)兩板間加上如圖乙所示的電壓后，圖丙中反映電子速度v、位移x和加速度a三個(gè)物理量隨時(shí)間t的變化規(guī)律可能正確的是()帶電粒子在周期性變化的電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)模型 AD 在兩個(gè)相互平行的金屬板間加圖乙所示的交變電壓時(shí)，在兩板中間便可獲得交變電場(chǎng)對(duì)于帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，我們可以分段處理，此類電場(chǎng)在一段時(shí)間內(nèi)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，即這段時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)中各個(gè)位置處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小、方向都相同但從整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程看電場(chǎng)又是變化的，即電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向隨時(shí)間變化(1)當(dāng)粒子平行于電場(chǎng)方向射入時(shí)：粒