高考物理二輪復(fù)習(xí)專題三電場(chǎng)和磁場(chǎng)第講電場(chǎng)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件

專題整合突破專題三電場(chǎng)和磁場(chǎng)第8講電場(chǎng)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1微網(wǎng)構(gòu)建2高考真題3熱點(diǎn)聚焦4復(fù)習(xí)練案微網(wǎng)構(gòu)建高考真題1．(2018·全國(guó)Ⅰ，16)如圖，三個(gè)固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm。小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k，則 (

)D

2．(多選)(2018·全國(guó)Ⅰ，21)圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場(chǎng)內(nèi)間距相等的一組等勢(shì)面，已知平面b上的電勢(shì)為2V。一電子經(jīng)過a時(shí)的動(dòng)能為10eV，從a到d的過程中克服電場(chǎng)力所做的功為6eV。下列說法正確的是 (

)A．平面c上的電勢(shì)為零B．該電子可能到達(dá)不了平面fC．該電子經(jīng)過平面d時(shí)，其電勢(shì)能為4eVD．該電子經(jīng)過平面b時(shí)的速率是經(jīng)過d時(shí)的2倍AB

[解析]

A對(duì)：因等勢(shì)面間距相等，由U＝Ed得相鄰虛線之間電勢(shì)差相等，由a到d，eUad＝6eV，故Uad＝6V；各虛線電勢(shì)如圖所示，因電場(chǎng)力做負(fù)功，故電場(chǎng)方向向右，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，φc＝0。BD

4．(多選)(2018·全國(guó)Ⅲ，21)如圖，一平行板電容器連接在直流電源上，電容器的極板水平；兩微粒a、b所帶電荷量大小相等、符號(hào)相反，使它們分別靜止于電容器的上、下極板附近，與極板距離相等?，F(xiàn)同時(shí)釋放a、b，它們由靜止開始運(yùn)動(dòng)。在隨后的某時(shí)刻t，a、b經(jīng)過電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水平面。a、b間的相互作用和重力可忽略。下列說法正確的是 (

)A．a(chǎn)的質(zhì)量比b的大B．在t時(shí)刻，a的動(dòng)能比b的大C．在t時(shí)刻，a和b的電勢(shì)能相等D．在t時(shí)刻，a和b的動(dòng)量大小相等BD

5．(2018·北京，19)研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說法正確的是(

)A．實(shí)驗(yàn)前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電B．實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向上平移，靜電計(jì)指針的張角變小C．實(shí)驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變大D．實(shí)驗(yàn)中，只增加極板帶電量，靜電計(jì)指針的張角變大，表明電容增大A

6．(2018·天津，3)如圖所示，實(shí)線表示某電場(chǎng)的電場(chǎng)線(方向未標(biāo)出)，虛線是一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢(shì)分別為φM、φN，粒子在M和N時(shí)加速度大小分別為aM、aN，速度大小分別為vM、vN，電勢(shì)能分別為EpM、EpN。下列判斷正確的是 (

)A．vM<vN，aM<aN

B．vM<vN，φM<φNC．φM<φN，EpM<EpN

D．a(chǎn)M<aN，EpM<EpND

[解析]

因?yàn)镹點(diǎn)的電場(chǎng)線密，所以場(chǎng)強(qiáng)大，受到的電場(chǎng)力大，加速度大，即aM<aN。由虛線彎曲方向知，帶負(fù)電粒子受力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，電場(chǎng)方向由電場(chǎng)線稀疏一側(cè)指向電場(chǎng)線密集一側(cè)，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，即φM>φN。又由Ep＝qφ知，帶負(fù)電粒子在電勢(shì)越低的位置，具有的電勢(shì)能越大，即EpM<EpN。若帶負(fù)電粒子由M向N運(yùn)動(dòng)過程中電場(chǎng)力做負(fù)功，則動(dòng)能減小，所以vM>vN。若帶負(fù)電粒子由N向M運(yùn)動(dòng)過程中電場(chǎng)力做正功，則動(dòng)能增大，也可得vM>vN，故選D。7．(2018·江蘇，5)如圖所示，水平金屬板A、B分別與電源兩極相連，帶電油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將B板右端向下移動(dòng)一小段距離，兩金屬板表面仍均為等勢(shì)面，則該油滴 (

)A．仍然保持靜止 B．豎直向下運(yùn)動(dòng)C．向左下方運(yùn)動(dòng) D．向右下方運(yùn)動(dòng)D

8．(2018·北京，24(1))靜電場(chǎng)可以用電場(chǎng)線和等勢(shì)面形象描述。a．請(qǐng)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義和庫(kù)侖定律推導(dǎo)出點(diǎn)電荷Q的場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式；b．點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線和等勢(shì)面分布如圖所示，等勢(shì)面S1、S2到點(diǎn)電荷的距離分別為r1、r2。我們知道，電場(chǎng)線的疏密反映了空間區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，請(qǐng)計(jì)算S1、S2上單位面積通過的電場(chǎng)線條數(shù)之比N1/N2。熱點(diǎn)聚焦熱點(diǎn)一電場(chǎng)性質(zhì)的理解與應(yīng)用3．電勢(shì)能變化的判斷(1)根據(jù)電荷電勢(shì)能公式判斷，Ep＝qφ，代數(shù)時(shí)注意正、負(fù)號(hào)，Ep值的正、負(fù)代表大小。(2)根據(jù)電場(chǎng)力做功判斷。若電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，電勢(shì)能減少；反之則增加，即WAB＝－ΔEp。(3)根據(jù)能量守恒定律判斷。電場(chǎng)力做功的過程是電勢(shì)能和其他形式的能相互轉(zhuǎn)化的過程，若只有電場(chǎng)力做功，電的電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，而總和應(yīng)保持不變。即當(dāng)動(dòng)能增加時(shí)，電勢(shì)能減少。

(多選)(2018·山東省青島市二模)如圖所示，兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷分別位于x軸上的P、Q兩點(diǎn)，其位置關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O對(duì)稱，圓弧曲線是一個(gè)以O(shè)點(diǎn)為圓心的半圓，c點(diǎn)為半圓與y軸的交點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)為一平行于x軸的直線與半圓的交點(diǎn)，下列說法正確的是 (

)典例1AD

[解析]

結(jié)合等量同號(hào)正電荷的電場(chǎng)分布特點(diǎn)圖可知，a，b兩點(diǎn)關(guān)于兩點(diǎn)電荷的連線的中垂線對(duì)稱，a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相同，A正確；電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿電場(chǎng)線的切線方向，由圖可知，a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向不同，故B錯(cuò)誤；

方法總結(jié)兩個(gè)等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度分布特點(diǎn)〔類題演練1〕(多選)(2018·廣東省梅州市高三下學(xué)期二模)如圖(a)所示，A、B、C三點(diǎn)是在等量同種正電荷連線垂線上的點(diǎn)，一個(gè)帶電量為q，質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷從C點(diǎn)由靜止釋放，只在電場(chǎng)力作用下其運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖(b)所示，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的圖線的切線斜率最大(圖中標(biāo)出了該切線)，其切線斜率為k，則 (

)BC

1．靜電力做功的求解方法(1)由功的定義式W＝Flcosα來求(2)利用結(jié)論“電場(chǎng)力做功等于電荷電勢(shì)能增量的負(fù)值”來求，即W＝－ΔEp(3)利用WAB＝quAB來求2．電場(chǎng)中功能關(guān)系的理解及應(yīng)用方法(1)若只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變(2)若只有電場(chǎng)力和重力做功，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變(3)除重力之外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化(4)所有力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化熱點(diǎn)二電場(chǎng)中功能關(guān)系的綜合應(yīng)用 (2018·山東省淄博、萊蕪高三下學(xué)期模擬)如圖所示，豎直固定的光滑絕緣細(xì)桿上O點(diǎn)套有一個(gè)電荷量為－q的小環(huán)，在桿的左側(cè)固定一個(gè)電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，桿上a、b兩點(diǎn)與Q正好構(gòu)成等邊三角形，c是ab的中點(diǎn)。使小環(huán)從O點(diǎn)無初速度釋放，小環(huán)通過a點(diǎn)的速率為v。若已知ab＝Oa＝l，靜電力常量為k，重力加速度為g。則 (

)典例2D

〔類題演練2〕(2018·吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三下學(xué)期模擬)如圖甲所示，在光滑水平桌面內(nèi)xOy直角坐標(biāo)系中x軸上方區(qū)域存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電小球以某一初速度開始運(yùn)動(dòng)，先后與坐標(biāo)軸相交于a、b兩點(diǎn)，圖中虛線為其運(yùn)動(dòng)軌跡線。已知b點(diǎn)電勢(shì)為零，由此可知 (

)C

A．小球帶正電B．小球從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能增加，動(dòng)能減少C．小球從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，電勢(shì)能增加量等于動(dòng)能減少量D．電勢(shì)沿x軸方向變化圖象如圖乙所示[解析]

由小球的運(yùn)動(dòng)軌跡可知，小球受到的電場(chǎng)力方向向左，與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，故小球帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；小球在水平桌面上從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，重力不做功，重力勢(shì)能不變，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，故動(dòng)能減小，故B錯(cuò)誤，C正確；φ－x圖象的切線斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，而該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，故圖乙錯(cuò)誤，故D錯(cuò)誤；故選C。熱點(diǎn)三平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析

(多選)(2018·河南省開封市高三下學(xué)期5月模擬)電源、開關(guān)S、定值電阻R1、R2、光敏電阻R3和電容器連接成如圖所示電路，電容器的兩平行板水平放置。當(dāng)開關(guān)S閉合，并且無光照射光敏電阻R3時(shí)，一帶電液滴恰好靜止在電容器兩板間的M點(diǎn)，當(dāng)用強(qiáng)光照射光敏電阻R3時(shí)，光敏電阻的阻值變小，則 (

)A．液滴向下運(yùn)動(dòng)B．液滴向上運(yùn)動(dòng)C．電容器所帶電荷量減少D．電容器兩極板間電壓變大典例3BD

[解析]

當(dāng)用強(qiáng)光照射光敏電阻R3時(shí)，光敏電阻的阻值變小，電路中電流增大，R1兩端間的電壓增大，電容器的電壓增大，板間場(chǎng)強(qiáng)增大，液滴所受的電場(chǎng)力增大，液滴向上運(yùn)動(dòng)。故A錯(cuò)誤，BD正確；電容器的電壓增大，電容不變，由Q＝CU知，電容器所帶電荷量增大。故C錯(cuò)誤?！差愵}演練3〕(2018·吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三下學(xué)期模擬)如圖所示，平行板電容器與直流電源、理想二極管(正向通電時(shí)可以理解為短路，反向通電時(shí)可理解為斷路)連接，電源正極接地。初始電容器不帶電，閉合開關(guān)，電路穩(wěn)定后，一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是 (

)A．上極板上移，帶電油滴向下運(yùn)動(dòng)B．上極板上移，P點(diǎn)電勢(shì)升高C．上極板下移，帶電油滴向下運(yùn)動(dòng)D．上極板下移，P點(diǎn)電勢(shì)升高D

1．帶電粒子在電場(chǎng)中受力分析時(shí)的注意事項(xiàng)(1)對(duì)于電子、質(zhì)子、α粒子、其他原子核或正、負(fù)離子等帶電粒子，均可不計(jì)重力作用，在解題時(shí)沒有特殊說明可忽略重力(2)對(duì)于帶電液滴、帶電小球、帶電塵埃等，重力一般不能忽略，但重力mg遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力qE時(shí)，也可忽略重力(3)根據(jù)題意進(jìn)行分析，有些問題中隱含著忽略重力的信息，或考慮重力后題目無法解答，這時(shí)也應(yīng)忽略重力熱點(diǎn)四帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2．帶電粒子在電場(chǎng)中的加速(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)中，v0與E平行時(shí)，優(yōu)先用功能關(guān)系求解，若不行，則用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式(2)非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，只能用功能關(guān)系求解3．帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)(v0垂直于E的方向)，如圖所示

(2018·山東省濰坊市高三下學(xué)期一模)如圖所示，兩豎直虛線間距為L(zhǎng)，之間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)。自該區(qū)域左側(cè)的A點(diǎn)將質(zhì)量為m、電荷量分別為q和－q(q>0)的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿水平方向射出，小球進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，并從該區(qū)域的右邊界離開。已知N離開電場(chǎng)時(shí)的位置與A點(diǎn)在同一高度，M剛離開電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)動(dòng)能的8倍，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g，已知A點(diǎn)到左邊界的距離也為L(zhǎng)。典例4(1)求該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大??；(2)求小球射出的初速度大??；(3)要使小球M、N離開電場(chǎng)時(shí)的位置之間的距離不超過L，僅改變兩小球的相同射出速度，求射出速度需滿足的條件。