高考物理二轮复习 专题3 第1课 带电粒子在电场中的运动课件.ppt

第1课带电粒子在电场中的运动 题型一 电场性质的理解与应用 例1 2015 新课标 如图所示 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 方法点拨 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 题型二 与平行板电容器有关的电场问题 例2 2015 新课标 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 解析 现将两板绕过a点的轴 垂直于纸面 逆时针旋转时 两板间的电场强度不变 电场力也不变 所以现将两板绕过a点的轴 垂直于纸面 逆时针旋转后 带电微粒受两大小相等的力的作用 合力方向向左下方 故微粒将向左下方做匀加速运动 故d正确 a b c错误 答案 d 方法点拨 1 明确平行板电容器中的哪些物理量是不变的 哪些物理量是变化的以及怎样变化 2 根据控制变量法对电容的变化进行综合分析 得出结论 变式训练2 2015 天津高考 如图所示 氕核 氘核 氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场e1 之后进入电场线竖直向下的匀强电场e2发生偏转 最后打在屏上 整个装置处于真空中 不计粒子重力及其相互作用 那么 ad a 偏转电场e2对三种粒子做功一样多b 三种粒子打到屏上的速度一样大c 三种粒子运动到屏上所用的时间相同d 三种粒子一定打到屏上的同一位置 题型三 带电粒子在电场中的加速或偏转 例3 2015 新课标 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 方法点拨 高考对电场强度的考查 往往会和对电势的考查结合在一起进行 目的就是刻意对考生制造思维上的混乱 以此来考查考生对物理基本概念的区分和辨别能力 题型四 带电体在电场中的运动 例4 2015 四川高考 如图所示 半圆槽光滑 绝缘 固定 圆心是o 最低点是p 直径mn水平 a b是两个完全相同的带正电小球 视为点电荷 b固定在m点 a从n点静止释放 沿半圆槽运动经过p点到达某点q 图中未画出 时速度为零 则小球a a 从n到q的过程中 重力与库仑力的合力先增大后减小b 从n到p的过程中 速率先增大后减小c 从n到q的过程中 电势能一直增加d 从p到q的过程中 动能减少量小于电势能增加量 解析 a球从n点静止释放后 受重力mg b球的库仑斥力fc和槽的弹力n作用 a球在从n到q的过程中 mg与fc的夹角 逐渐减小 不妨选假设fc的大小不变 随着 的减小mg与fc的合力f将逐渐增大 况且 由库仑定律和图中几何关系可知 随着 的减小fc逐渐增大 因此f一直增加 故选项a错误 在a球在从n到q的过程中 a b两小球距离逐渐变小 电场力一直做负功 电势能一直增加 故选项c正确 显然在从p到q的过程中 根据能的转化与守恒可知 其电势能增加量等于其机械能的减少量 b球在q点时的重力势能大于其在p点时的重力势能 因此该过程中动能一定在减少 且其减少量一定等于其电势能与重力势能大于其在p点时的重力势能 因此该过程中动能一定在减少 且其减少量一定等于其电势能与重力势能增加量之和 故选项d错误 既然在从p到q的过程中 b球的动能在减少 因此其速率也在减小 而开始在n点时速率为0 开始向下运动中 其速率必先增大 故选项b正确 答案 bc 方法点拨 带电体在电场中运动问题的分析思路 1 分析物体的运动规律 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 可根据对物体的受力分析与运动分析 从以下两种途径进行处理 如果是带电体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体的速度 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 研究带电体的速度变化 运动的位移等 3 当带电体从一个电场区域进入另一个电场区域时 要注意分析带电体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 变式训练4 2015 广东高考 如图所示的水平匀强电场中 将两个带电小球m和n分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置 释放后 m n保持静止 不计重力 则 bd a m的带电量比n大b m带负电荷 n带正电荷c 静止时m受到的合力比n大d 移动过程中匀强电场对m做负功 解析 本题考查了静电场知识 由于电场中m n都保持静止 以m n整体为研究对象 根据平衡条件和电场强度方向的规定 可判断出m n一定带等量的异种电荷 选项a错误 若m带正电 n带负电 则m n不能保持静止 要相互靠近 不符题意 故只能m带负