高考物理二轮复习 专题整合高频突破 专题七 电场性质及带电粒子在电场中的运动课件.ppt

专题七电场性质及带电粒子在电场中的运动 2 3 4 5 知识脉络梳理 6 规律方法导引 7 命题一 命题二 命题三 电场性质的理解与应用主要以选择题的形式考查点电荷周围的电场 例1真空中电荷量均为q的两异种点电荷连线和一绝缘正方体框架的两侧面abb1a1和dcc1d1中心连线重合 连线中心和立方体中心重合 空间中除两异种点电荷q产生的电场外 不计其他任何电场的影响 则下列说法中正确的是 a 正方体两顶点a d电场强度相同b 正方体两顶点a d电势相同c 两等量异种点电荷周围电场线和面abb1a1总是垂直d 负检验电荷q在顶点a处的电势能小于在顶点d处的电势能 答案 解析 8 命题一 命题二 命题三 9 规律方法 命题一 命题二 命题三 10 命题一 命题二 命题三 11 命题一 命题二 命题三 12 拓展训练1 2015 全国理综 如图 直线a b和c d是处于匀强电场中的两组平行线 m n p q是它们的交点 四点处的电势分别为 m n p q 一电子由m点分别运动到n点和p点的过程中 电场力所做的负功相等 则 a 直线a位于某一等势面内 m qb 直线c位于某一等势面内 m nc 若电子由m点运动到q点 电场力做正功d 若电子由p点运动到q点 电场力做负功 答案 解析 命题一 命题二 命题三 13 平行板电容器问题常以选择题的形式考查平行板电容器的各物理量的变化情况及电容器内带电物体的运动情况 例2 2015 安徽江南十校联考 如图所示 平行板电容器与电动势为e的电源连接 上极板a接地 一带负电油滴固定于电容器中的p点 现将平行板电容器的下极板b竖直向下移动一小段距离 则 a 带电油滴所受电场力不变b p点的电势将升高c 带电油滴的电势能增大d 电容器的电容减小 极板带的电荷量增大 命题一 命题二 命题三 答案 解析 14 思维导引 命题一 命题二 命题三 15 命题一 命题二 命题三 16 3 关于电容器的两类问题 1 电压不变 电容器始终与直流电源相连 改变 r s d中某一个量 判定u c q e等物理量如何变化 2 电荷量不变 电容器充电后与电源断开 改变 r d或s中某一个量 判定q c u e等物理量如何变化 命题一 命题二 命题三 17 拓展训练2如图所示的实验装置中 极板a接地 平行板电容器的极板b与一个灵敏的静电计相接 将a极板向左移动 增大电容器两极板间的距离时 电容器所带的电荷量q 电容c 两极间的电压u 电容器两极板间的电场强度e的变化情况是 a q变小 c不变 u不变 e变小b q变小 c变小 u不变 e不变c q不变 c变小 u变大 e不变d q不变 c变小 u变大 e变小 命题一 命题二 命题三 答案 解析 18 拓展训练3 2015 全国理综 如图 两平行的带电金属板水平放置 若在两板中间a点从静止释放一带电微粒 微粒恰好保持静止状态 现将两板绕过a点的轴 垂直于纸面 逆时针旋转45 再由a点从静止释放一同样的微粒 该微粒将 a 保持静止状态b 向左上方做匀加速运动c 向正下方做匀加速运动d 向左下方做匀加速运动 答案 解析 命题一 命题二 命题三 19 带电粒子在电场中的运动主要以计算题的形式考查带电粒子在电场中的受力和运动情况 例3如图所示 在两条平行的虚线内存在着宽度为l 电场强度为e的匀强电场 在与右侧虚线相距也为l处有一与电场平行的屏 现有一电荷量为 q 质量为m的带电粒子 重力不计 以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中 v0方向的延长线与屏的交点为o 试求 1 粒子从射入到打到屏上所用的时间 2 粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan 3 粒子打到屏上的点p到o点的距离x 命题一 命题二 命题三 答案 解析 20 思维导引 命题一 命题二 命题三 21 规律方法带电粒子在电场中运动问题的分析思路 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偏转运动问题 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 如果是带电粒子受恒定电场力作用下的直线运动问题 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 命题一 命题二 命题三 22 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 借助运动的合成与分解 寻找两个分运动 再应用牛顿运动定律或运动学方程求解 4 当带电粒子从一个电场区域进入另一个电场区域时 要注意分析带电粒子的运动规律的变化及两区域电场交界处的有关联的物理量 这些关联量往往是解决问题的突破口 命题一 命题二 命题三 23 拓展训练4示波器是一种多功能电学仪器 可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形 它的工作原理等效成下列情况 如图甲所示 真空室中电极k发出电子 初速不计 经过电压为u1的加速电场后 由小孔s沿水平金属板a b间的中心线射入板中 水平金属板a b板长为l 相距为d 在两板间加上如图乙所示的正弦式交流电压 前半个周期内b板的电势高于a板的电势 电场全部集中在两板之间 且分布均匀 在每个电子通过极板的极短时间内 电场可视作恒定的 在两极板右侧且与极板右端相距d处有一个与两板中心线垂直的荧光屏 中心线正好与屏上坐标原点相交 当第一个电子到达坐标原点o时 使屏以速度v沿 x方向运动 每经过一定的时间后 在一个极短时间内它又跳回到初始位置 然后重新做同样的匀速运动 已知电子的质量为m 电荷量为e 不计电子重力 命题一 命题二 命题三 24 1 求电子进入ab板时的初速度 2 要使所有的电子都能打在荧光屏上 图乙中电压的最大值u0需满足什么条件 3 要使荧光屏上始终显示一个完整的波形 荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置 计算这个波形的最大峰值和长度 在如图丙所示的x y坐标系中画出这个波形 命题一 命题二 命题三 25 命题一 命题二 命题三 26 命题一 命题二 命题三 27 命题一 命题二 命题三 28 1 多选 如图 在正点电荷q的电场中有m n p f四点 m n p为直角三角形的三个顶点 f为mn的中点 m 30 m n p f四点处的电势分别用 m n p f表示 已知 m n p f 点电荷q在m n p三点所在平面内 则 a 点电荷q一定在mp的连线上b 连接pf的线段一定在同一等势面上c 将正试探电荷从p点搬运到n点 电场力做负功d p大于 m 答案 解析 1 2 3 4 5 6 29 2 如图所示 a b c d分别是一个菱形的四个顶点 abc 120 现将三个等量的正点电荷 q分别固定在a b c三个顶点上 则下列判断正确的是 a d点电场强度的方向由d指向ob o点处的电场强度是d点处的电场强度的2倍c bd连线为一等势线d 引入一个电荷量为 q的点电荷 依次置于o点和d点 则在d点所具有的电势能大于在o点所具有的电势能 1 2 3 4 5 6 答案 解析 30 3 多选 2015 河南开封高三定位考试 如图所示 平行直线表示电场线 但未标明方向 电荷量为 10 2c的微粒在电场中只受电场力作用 由a点移到b点 动能损失0 1j 若a点电势为 10v 则 a b点的电势为0b 电场线方向从右向左c 微粒的运动轨迹可能是轨迹1d 微粒的运动轨迹可能是轨迹2 答案 解析 1 2 3 4 5 6 31 4 2015 浙江温州八校联考 带有等量异种电荷的一对平行金属板 上极板带正电荷 如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大 使得在两极板之间 它们的电场线也不是彼此平行的直线 而是如图所示的曲线 电场方向未画出 虚线mn是穿过两极板正中央的一条直线 关于这种电场 以下说法正确的是 a 平行金属板间的电场 可以看作匀强电场b b点的电势高于d点的电势c b点的电势低于c点的电势d 若将一正电荷从电场中的任一点由静止释放 它必将沿着电场线运动到负极板 答案 解析 1 2 3 4 5 6 32 1 2 3 4 5 6 答案 解析 33 6 2015 全国理综 如图 一质量为m 电荷量为q q 0 的粒子在匀强电场中运动 a b为其运动轨迹上的两点 已知该粒子在a点的速度大小为v0 方向与电场方向的夹角为60 它运动到b点时速度方向与电场方向的夹角为30 不计重力 求a b两点间的电势差 1 2 3 4 5 6 答案 解析 34 怎样得高分 带电粒子在交变电场中的运动问题 典例示范 如图甲所示 在真空中有一边长为a的正方形区域内存在匀强磁场 磁场方向垂直纸面向外 在磁场右侧有一对平行金属板m和n 两板间距及板长均为b 板间的中心线o1o2与正方形的中心o在同一直线上 有一电荷量为q 质量为m的带正电的粒子以速度v0从正方形的底边中点p沿po方向进入磁场 从正方形右侧o1点水平飞出磁场时 立即给m n两板加上如图乙所示的交流电压 最后粒子刚好以平行于m板的速度从m板的边缘飞出 不计粒子所受到的重力 两板正对面之间为匀强电场 边缘电场不计 1 求磁场的磁感