高三物理二轮复习 第一部分 专题三 电场与磁场 第1讲 电场、带电粒子在电场中的运动课件.ppt

2016高考导航 适用于全国卷 专题三电场与磁场 专题三电场与磁场 第1讲电场 带电粒子在电场中的运动 专题三电场与磁场 热点一对电场性质的考查命题规律静电场的性质与特点以及常见电场的分布规律问题是近几年高考的热点 分析近几年的高考命题 命题规律主要有以下几点 1 以选择题形式考查电场的叠加 2 以选择题形式考查等量电荷或不等量电荷的电场的分布与电场强度 电势 电势能的大小比较问题 3 以选择题形式考查电场力做功与电势能的改变之间的关系 1 多选 2015 高考海南卷 如图 两电荷量分别为q q 0 和 q的点电荷对称地放置在x轴上原点o的两侧 a点位于x轴上o点与点电荷q之间 b点位于y轴o点上方 取无穷远处的电势为零 下列说法正确的是 a b点电势为零 电场强度也为零b 正的试探电荷在a点的电势能大于零 所受电场力方向向右c 将正的试探电荷从o点移到a点 必须克服电场力做功d 将同一正的试探电荷先后从o b两点移到a点 后者电势能的变化较大 bc 突破点拨 1 取无穷远处的电势为零 则y轴上各点的电势为 在x0的区域各点电势 2 在x轴上q和 q之间电场方向向 在y轴上各点的场强方向向 沿y轴移动电荷 电场力是否做功 解析 由于y轴为q和 q的对称轴 故y轴为等势线 因此沿y轴移动试探电荷 试探电荷的电势能不变 电场力不做功 答案 见解析 b 3 2015 辽师大附中二模 如图所示 一重力不计的带电粒子以某一速度进入负点电荷形成的电场中 且只在电场力作用下依次通过m n p三点 其中n点是轨迹上距离负点电荷最近的点 若粒子在m点和p点的速率相等 则 a 粒子在n点时的速率最大b umn unpc 粒子在n点时的加速度最大d 粒子在m点时的电势能大于其在n点时的电势能 c 方法技巧 1 分析电荷受电场力情况时 首先明确电场的电场线分布规律 再利用电场线的疏密分布规律或场强的叠加原理判定场强的强弱 2 分析电势的高低常根据电场线的指向进行判断 3 比较电势能的大小或分析电势能的变化 可以根据电场力做正功 电势能减小 做负功 电势能增大判断 也可根据正电荷在电势高处电势能大 负电荷在电势低处电势能大来判断 热点二有关平行板电容器问题命题规律平行板电容器问题是近几年高考中时常出现的考点 分析近几年的高考命题 命题规律主要有以下几点 1 一般以选择题的形式考查电容的定义式和平行板电容器电容的决定式 2 以选择题的形式考查极板间场强 极板间的电势 带电粒子的电势能及带电粒子在电容器中的平衡和加速问题 1 2015 南昌二模 如图所示 平行板电容器与电动势为e的直流电源 内阻不计 连接 下极板接地 闭合开关 一带电油滴位于两板中央的p点且恰好处于平衡状态 现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离 则 a 带电油滴将沿竖直方向向上运动b 带电油滴将沿竖直方向向下运动c p点的电势将降低d 电容器的电容减小 电容器的带电量将减小 a 突破点拨 1 平行板电容器与电动势为e的直流电源 内阻不计 连接 下极板接地 说明 2 带电油滴位于两板中央的p点且恰好处于平衡状态 说明 带电油滴受 而平衡 解析 带电油滴沿竖直方向向上运动的过程 只有电场力和重力做功 油滴的动能 重力势能和电势能的总和不变 油滴的动能增大 故电势能和重力势能之和减小 答案 见解析 2 在上述题1中 若电容器充电稳定后 断开电源 试分析当电容器下极板竖直向上移动一小段距离后 带电油滴将如何运动 其电势能如何变化 答案 见解析 d 3 多选 2015 石家庄一模 如图所示 d是一个具有单向导电性的理想二极管 水平放置的平行板电容器ab内部原有带电微粒p处于静止状态 下列措施中 关于p的运动情况的说法中正确的是 a 保持s闭合 增大a b板间距离 p仍静止b 保持s闭合 减小a b板间距离 p向上运动c 断开s后 增大a b板间距离 p向下运动d 若b板接地 断开s后 a板稍下移 p的电势能不变 abd 1 2015 高考安徽卷 在xoy平面内 有沿y轴负方向的匀强电场 场强大小为e 图中未画出 由a点斜射出质量为m 带电荷量为 q的粒子 b和c是粒子运动轨迹上的两点 如图所示 其中l0为常数 粒子所受重力忽略不计 求 1 粒子从a到c过程中电场力对它做的功 2 粒子从a到c过程所经历的时间 3 粒子经过c点时的速率 答案 见解析 2 在上述题1中 求粒子在a点时的速度 答案 见解析 2 多选 2015 高考江苏卷 一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场 电场方向水平向左 不计空气阻力 则小球 a 做直线运动b 做曲线运动c 速率先减小后增大d 速率先增大后减小 解析 小球运动时受重力和电场力的作用 合力f方向与初速度v0方向不在一条直线上 小球做曲线运动 选项a错误 选项b正确 将初速度v0分解为垂直于f方向的v1和沿f反方向的v2 根据运动与力的关系 v1的大小不变 v2先减小后反向增大 因此小球的速率先减小后增大 选项c正确 选项d错误 bc d 总结提升 带电粒子在电场中的运动问题的解题思路 1 首先分析粒子的运动规律 区分是在电场中的直线运动还是曲线运动问题 2 对于直线运动问题 可根据对粒子的受力分析与运动分析 从以下两种途径进行处理 如果是带电粒子在恒定电场力作用下做直线运动的问题 应用牛顿第二定律找出加速度 结合运动学公式确定带电粒子的速度 位移等 如果是非匀强电场中的直线运动 一般利用动能定理研究全过程中能的转化 研究带电粒子的速度变化 运动的位移等 3 对于曲线运动问题 一般是类平抛运动模型 通常采用运动的合成与分解方法处理 通过对带电粒子的受力分析和运动规律分析 应用动力学方法或功能方法求解 范例 17分 两块水平平行放置的导体板如图甲所示 大量电子 质量为m 电荷量为e 由静止开始 经电压为u0的电场加速后 连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间 当两板均不带电时 这些电子通过两板之间的时间为3t0 当在两板间加如图乙所示的周期为2t0 幅值恒为u0的周期性电压时 恰好能使所有电子均从两板间通过 不计电子重力 问 1 这些电子通过两板之间后 侧向位移 垂直于射入速度方向上的位移 的最大值和最小值分别是多少 2 侧向位移分别为最大值和最小值的情况下 电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少 总结提升 1 对于带电粒子在交变电场中的直线运动 一般多以加速 匀速或减速交替出现的多运动过程的情景出现 解决的方法 根据力与运动的关系分析带电粒子一个变化周期内相关物理量的变化规律 借助运动图象进行运动过程分析 找出每一运动过程 或阶段 中相关物理量间的关系 进行归纳 总结 推理 寻找带电粒子的运动规律 2 对于带电粒子在交变电场中的曲线运动 解决的方法仍然是应用运动的合成与分解的方法 把曲线运动分解为两个直线运动 然后应用动力学或功能关系加以解决 最新预测 1 多选 2015 哈尔滨一模