高三物理二轮复习 专题辅导与应用 第1部分 专题整合突破 专题三 电场和磁场 第1讲 电场及带电粒子在电场中的运动课件.ppt

第1部分专题整合突破专题三电场和磁场第1讲电场及带电粒子在电场中的运动 高三物理二轮复习 a 支架对地面的压力大小为2 0nb 两线上的拉力大小f1 f2 1 9nc 将b水平右移 使m a b在同一直线上 此时两线上的拉力大小f1 1 225n f2 1 0nd 将b移到无穷远处 两线上的拉力大小f1 f2 0 866n 解析 由w qu可知 n p 所以n点与p点是位于同一等势面上 由于直线c与直线d平行 故直线c位于另一等势面上 由于电子从m到n 电场力做负功 故 m n a错 b对 电子从m到q 电场力不做功 c错 电子由p点运动到q点 电场力做正功 d错 答案 b 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 主要题型 选择题和计算题 知识热点 1 电场强度 点电荷的场强 匀强电场中电势差与电场强度的关系 电场强度 电势 差 电势能和电场线之间的关系 2 带电粒子在匀强电场中的运动 物理方法 矢量运算法 平行四边形定则 模型法 对称法 守恒法 补偿法 命题趋势 2016年高考 预计点电荷的场强 电场强度与电势 差 电势能和电场线之间的关系以及电场力做功与电势能变化的关系仍会出现 并很可能会以选择题的形式进行考查 带电粒子在匀强电场中的运动有可能会以选择题或计算题的形式出现 考向一电场线的理解与应用 典例1 导学号 82460079 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 第二步 审问题 明确解题思路 1 分析粒子从m点到n点电场力做功情况 由功能关系比较m n两点的速率大小及粒子在m点和n点的电势能大小关系 2 分析umn和unp的关系 需要对粒子在由m点到n点和由n点到p点列动能定理方程确定 电场性质的判断思路1 明确电场的电场线与等势面的分布规律 2 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 3 根据电场线的方向 电场线的疏密及电势能的大小分析电势的高低 4 应用电场力做功与电势能改变之间的关系判定电势能的大小或电场力做功情况 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 解析 由等量异种点电荷的电场线分布可知 a d两点电场强度大小相等 方向不同 a错误 沿电场线方向电势降低 a点电势高于d点电势 b错误 a b b1 a1四点电势相同 但面abb1a1不是等势面 电场线不总与该面垂直 c错误 a点电势高于d点电势 将负电荷从a点移到d点 电场力做负功 电势能增大 d正确 答案 d 解析 根据电场线的疏密可知ea eb a对 根据 沿电场线方向电势降低 的结论可知 b a b错 根据电场强度的叠加原理可知ec ed c对 正电荷在c d两点产生的电势为正且相等 两负电荷在c d点产生的电势之和为负值 绝对值在c点的较大 故 c d d对 答案 acd 考向二电容器及带电粒子在电场中的运动 典例2 导学号 82460082 2015运城一模 真空中的某装置如图所示 其中平行金属板a b之间有加速电场 c d之间有偏转电场 m为荧光屏 今有质子 氘核和 粒子均由a板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场 最后打在荧光屏上 已知质子 氘核和 粒子的质量之比为1 2 4 电荷量之比为1 1 2 则下列判断中正确的是 a 三种粒子从b板运动到荧光屏经历的时间相同b 三种粒子打到荧光屏上的位置相同c 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1 2 2d 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1 2 4 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 1 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 2 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 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 a 偏转电场e2对三种粒子做功一样多b 三种粒子打到屏上时的速度一样大c 三种粒子运动到屏上所用时间相同d 三种粒子一定打到屏上的同一位置 考向三电场中的功能关系的应用 典例3 导学号 82460085 2015四川理综 10 如图所示 粗糙 绝缘的直轨道ob固定在水平桌面上 b端与桌面边缘对齐 a是轨道上一点 过a点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小e 1 5 106n c 方向水平向右的匀强电场 带负电的小物体p电荷量是2 0 10 6c 质量m 0 25kg 与轨道间动摩擦因数 0 4 p从o点由静止开始向右运动 经过0 55s到达a点 到达b点时速度是5m s 到达空间d点时速度与竖直方向的夹角为 且tan 1 2 p在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力f作用 f大小与p的速率v的关系如表所示 p视为质点 电荷量保持不变 忽略空气阻力 取g 10m s2 求 1 小物体p从开始运动至速率为2m s所用的时间 2 小物体p从a运动至d的过程 电场力做的功 解决电学中功能关系问题时应注意以下两点1 电场力做功与路径无关 电场力做的功等于电势能的减少量 2 力学中的几个功能关系在电学中仍然成立 解析 带电小球受竖直向下的重力和水平向左的电场力 合力的方向斜向右下方 此时合力的方向与v0的方向之间的夹角大于90 故小球一定做曲线运动 运动过程中速率先减小 当速度方向与合力方向夹角小于90 后小球又做加速运动 故b c正确 a d错误 答案 bc 带电粒子在交变电场中的运动问题 易误警示 这类问题涉及力学和电场知识的综合运用 但实际上是一个力学问题 解答这类问题 仍要从受力分析 力的大小 方向的变化特点 和运动分析 运动状态及形式 入手 应用力学的基本规律定性 定量讨论 注意思维方法和技巧的灵活运用 易错例析 典例 如图 a 所示 平行板电容器间距为d 两板所加电压如图 b 所示 t 0时刻 质量为m 带电荷量为q的粒子以平行于极板的速度v0射入电容器 2 5t时恰好落在下极板上 带电粒子的重力不计 在这一过程中 求 1 该粒子的水平位移 2 粒子落到下极板时的速度 常见误区 防范措施 对一个复杂的运动 为研究方便可以把它看成是由几个比较简单的运动组合而成的 前者叫做合运动 后者叫做分运动 某个方向的分运动不会因其他分运动的存在而受到影响 这就是运动的独立性原理 应用这一