物理一轮复习：65《静电场》章末总结ppt课件

1、热点解读热点解读 1. 1.场强、电场力、电场力做功三者相联络场强、电场力、电场力做功三者相联络, ,电势与电势能、电势与电势能、电场力做功与电势能的变化相联络电场力做功与电势能的变化相联络, ,带电粒子在电场中运动带电粒子在电场中运动, ,其其既是动力学知识、功能知识、与电场相关知识的载体既是动力学知识、功能知识、与电场相关知识的载体, ,又是对又是对电场性质的表征和表达电场性质的表征和表达. .对电场及其与之相关概念的调查对电场及其与之相关概念的调查, ,是对是对受力、运动、功、能量及能量变化、动力学知识综合运用分析受力、运动、功、能量及能量变化、动力学知识综合运用分析才干的调查才干的调查

2、, ,是高考对了解才干、推理才干、分析综合才干调是高考对了解才干、推理才干、分析综合才干调查的查的重要方面重要方面. . 2. 2.带电粒子在复合场中的运动普通为直线运动带电粒子在复合场中的运动普通为直线运动( (匀速或匀匀速或匀变速变速) )、匀速圆周运动或类圆周运动、匀速圆周运动或类圆周运动( (如江苏卷如江苏卷14),14),虽然有的场虽然有的场力是恒力力是恒力, ,有的场力是变力有的场力是变力, ,但第一种运动都与一定的场力关系但第一种运动都与一定的场力关系热点讲座热点讲座 6. 6.电场的性质和带电粒电场的性质和带电粒 子在场内运动问题分析子在场内运动问题分析 章末总结相对应相对应,

3、因此加强粒子在复合场中的受力、运动、功能分析因此加强粒子在复合场中的受力、运动、功能分析,是是运用动力学、功能规律解题的前提运用动力学、功能规律解题的前提,普通的复合场是电场和重力普通的复合场是电场和重力场或电场和磁场场或电场和磁场,再或是电场、磁场、重力场再或是电场、磁场、重力场,不论场如何复合不论场如何复合,力、功、能是维系带电粒子运动的根本要素力、功、能是维系带电粒子运动的根本要素,所以对带电粒子在所以对带电粒子在复合场中运动的问题复合场中运动的问题,应抓住以上分析应抓住以上分析,探寻问题所满足的物理探寻问题所满足的物理规律规律,这样这样,带电粒子在复合场中运动的问题就会迎刃而解带电粒子

4、在复合场中运动的问题就会迎刃而解. 从以上评析可以看出从以上评析可以看出,近几年高考命题专家比较倾向带电粒子近几年高考命题专家比较倾向带电粒子在非重叠场中运动问题调查在非重叠场中运动问题调查,还可以看出还可以看出,带电粒子在非重叠场带电粒子在非重叠场和复合场中运动问题都是以计算题的方式出现和复合场中运动问题都是以计算题的方式出现,占分比例大占分比例大.毋毋庸质疑庸质疑,在今后的高考复习中对电场问题的复习训练应引起足够在今后的高考复习中对电场问题的复习训练应引起足够的注重的注重.专题讲座专题讲座专题一专题一 电场性质的了解电场性质的了解1.1.经过对电场的认识经过对电场的认识, ,调查场强、电势

5、两个根本概念调查场强、电势两个根本概念【例【例1 1】 如图如图1 1所示所示, ,在等量异种点电荷构成的电场在等量异种点电荷构成的电场中中,MN,MN为两为两 点电荷连线的中垂面点电荷连线的中垂面. .在中垂面的右侧有一点在中垂面的右侧有一点A,A,其场其场强为强为E,E, 那么在这个电场中那么在这个电场中, ,与与A A点场强一样的点还有点场强一样的点还有 ( )( ) A. A.一个点一个点 B. B.两个点两个点 C. C.三个点三个点 D. D.四个点四个点图图1 1解析解析 由于场强是矢量由于场强是矢量, ,场强一样既包括大小相等场强一样既包括大小相等, ,也包括方也包括方向一样向

6、一样, ,画出等量异种点电荷构成电场的电场线画出等量异种点电荷构成电场的电场线, ,可知可知A A关于关于O O点的对称点点的对称点AA处的场强与处的场强与A A处一样处一样. .答案答案 A A【例【例2 2】 如下图的真空空间中如下图的真空空间中, ,仅在正方体中的黑点处存在仅在正方体中的黑点处存在 着电荷量大小相等的点电荷着电荷量大小相等的点电荷, ,那么图中那么图中a a、b b两点电场强度和两点电场强度和电电 势均一样的是势均一样的是 ( ) ( ) 解析解析 电场强度是矢量电场强度是矢量, ,电势为标量电势为标量, ,空间某点的电场强度空间某点的电场强度 应等于各个点电荷在该点所产

7、生电场的矢量和应等于各个点电荷在该点所产生电场的矢量和. . 点评点评 场强和电势是表征电场性质的两个重要物理量场强和电势是表征电场性质的两个重要物理量, ,对这对这 两个物理量的调查两个物理量的调查, ,一要深化了解这两个概念一要深化了解这两个概念, ,二要了解其与二要了解其与 电场线和等势线电场线和等势线( (面面) )的对应关系的对应关系, ,三要认识电场的分布特点三要认识电场的分布特点 和规律和规律, ,四要理顺电场中的几何关系、线角关系四要理顺电场中的几何关系、线角关系. .试题并非单试题并非单 独调查笼统的场强、电势概念独调查笼统的场强、电势概念, ,而是量、场结合而是量、场结合,

8、 ,数、理、形数、理、形 结合结合. .C C【例【例3 3】 (2021 (2021山东山东21)21)如图如图2 2所示所示, ,在在 y y轴上关于轴上关于O O点对称的点对称的A A、B B两点有等量同两点有等量同 种点电荷种点电荷+Q,+Q,在在x x轴上轴上C C点有点电荷点有点电荷-Q,-Q,且且 CO=OD,ADO=60 CO=OD,ADO=60. .以下判别正确的选项是以下判别正确的选项是 ( ) ( ) A.O A.O点电场强度为零点电场强度为零 B.D B.D点电场强度为零点电场强度为零 C. C.假设将点电荷假设将点电荷+q+q从从O O移向移向C,C,电势能增大电势能

9、增大 D. D.假设将点电荷假设将点电荷-q-q从从O O移向移向C,C,电势能增大电势能增大图图2 22.2.经过带电粒子在电场或复合场中的运动经过带电粒子在电场或复合场中的运动, ,调查场强、电场力、调查场强、电场力、 电场力的功、电势、电势能电场力的功、电势、电势能5 5个根本概念个根本概念解析解析 A A、B B两点电荷在两点电荷在O O点的合场强为零点的合场强为零, ,但但A A、B B、C C三点在三点在O O点合场强不为零点合场强不为零. .设设OD=rOD=r那么那么AD= =2r,AD= =2r,那么那么A A、B B两点电荷两点电荷在在D D点的合场强大小为点的合场强大小为

10、 , ,方向沿方向沿x x轴正方向轴正方向, ,而而C C点电荷在点电荷在D D点点场强大小为场强大小为 , ,方向沿方向沿x x轴负方向轴负方向, ,所以所以D D点电场强度为零点电场强度为零. .点点电荷电荷-q-q从从O O移向移向C C要抑制电场力做功要抑制电场力做功, ,电势能增大电势能增大. .答案答案 BD BD60cosOD24rkQ24rkQ专题二专题二 带电粒子在场内运动问题分析带电粒子在场内运动问题分析1.1.只在一个电场中的运动只在一个电场中的运动【例【例4 4】 (2021 (2021天津天津18)18)带负电的粒子在某电场中仅受电带负电的粒子在某电场中仅受电 场力作

11、用场力作用, ,能分别完成以下两种运动能分别完成以下两种运动: :在电场线上运动在电场线上运动; ; 在等势面上做匀速圆周运动在等势面上做匀速圆周运动. .该电场能够由该电场能够由 ( ) ( ) A. A.一个带正电的点电荷构成一个带正电的点电荷构成 B. B.一个带负电的点电荷构成一个带负电的点电荷构成 C. C.两个分立的带等量负电的点电荷构成两个分立的带等量负电的点电荷构成 D. D.一带负电的点电荷与带正电的无限大平板构成一带负电的点电荷与带正电的无限大平板构成 解析解析 带负电的粒子能沿电场线运动带负电的粒子能沿电场线运动, ,阐明电场线是直线阐明电场线是直线, , 所以所以C C

12、、D D不对不对, ,同时负电粒子能在等势面上做匀速圆周运动同时负电粒子能在等势面上做匀速圆周运动, , 阐明它遭到的电场力提供向心力阐明它遭到的电场力提供向心力, ,所以所以A A正确正确. .A A【例【例5 5】 (2021 (2021上海上海14)14)如图如图3 3所示所示, ,在光滑绝缘程度面上在光滑绝缘程度面上, , 两个带等量正电的点电荷两个带等量正电的点电荷M M、N,N,分别固定在分别固定在A A、B B两点两点,O,O为为 AB AB连线的中点连线的中点,CD,CD为为ABAB的垂直平分线的垂直平分线. .在在COCO之间的之间的F F点由静点由静 止释放一个带负电的小球

13、止释放一个带负电的小球P(P(设不改动原来的电场分布设不改动原来的电场分布),),在以在以 后的一段时间内后的一段时间内,P,P在在CDCD连线上做往复运动连线上做往复运动, ,假设假设 ( ) ( ) 图图3 3 A.A.小球小球P P的带电荷量缓慢减小的带电荷量缓慢减小, ,那么它往复运动过程中振幅不断那么它往复运动过程中振幅不断 减小减小B.B.小球小球P P的带电荷量缓慢减小的带电荷量缓慢减小, ,那么它往复运动过程中每次经过那么它往复运动过程中每次经过O O 点时的速率不断减小点时的速率不断减小C.C.点电荷点电荷M M、N N的带电荷量同时等量地缓慢增大的带电荷量同时等量地缓慢增大

14、, ,那么小球那么小球P P往复往复 运动过程中周期不断减小运动过程中周期不断减小D.D.点电荷点电荷M M、N N的带电荷量同时等量地缓慢增大的带电荷量同时等量地缓慢增大, ,那么小球那么小球P P往复往复 运动过程中振幅不断减小运动过程中振幅不断减小解析解析 设小球在设小球在FOFO运动时电场力做功为运动时电场力做功为W1,W1,在在OFOF运动时运动时抑制电场力做功为抑制电场力做功为W2;W2;在在FOFO运动时电场力做功运动时电场力做功W3,W3,当场强分当场强分布不变布不变, ,小球小球P P电荷量减小时电荷量减小时,W1=W2,W1=W2,由由W=EOFW=EOF定性判别可知定性判

15、别可知dFOdFO,dFOW3,;W2W3,故经过故经过O O点时的动能比点时的动能比前一次的小前一次的小, ,因此每次经过因此每次经过O O点时的速率不断减小点时的速率不断减小,B,B对对; ;当电荷当电荷M M、N N的带电荷量增大的带电荷量增大, ,小球小球P P带电荷量不变时带电荷量不变时, ,电场中同一位置的场电场中同一位置的场强增大强增大, ,小球遭到的电场力小球遭到的电场力F=EqF=Eq增大增大, ,往复运动的回复力增大往复运动的回复力增大, ,周期不断减小周期不断减小,C,C对对; ;当电荷当电荷M M、N N的电荷量增大的电荷量增大, ,小球小球P P电荷量不电荷量不变时变

16、时,FO,FO段电场力做功段电场力做功W1W1等于等于OFOF段抑制电场力做功段抑制电场力做功W2,W2,故振幅不断减小故振幅不断减小,D,D对对. .答案答案 BCD BCD2.2.在两个组合电场中的运动在两个组合电场中的运动【例【例6 6】 (2021 (2021上海上海23)23)如图如图4 4所示为研讨电子枪中电子在所示为研讨电子枪中电子在 电场中运动的简化模型表示图电场中运动的简化模型表示图. .在在OxyOxy平面的平面的ABCDABCD区域内区域内, ,存存 在两个场强大小均为在两个场强大小均为E E的匀强电场的匀强电场和和,两电场的边境均是两电场的边境均是 边长为边长为L L的

17、正方形的正方形( (不计电子所受重力不计电子所受重力).). 图图4 4(1)(1)在该区域在该区域ABAB边的中点处由静止释放电子边的中点处由静止释放电子, ,求电子分开求电子分开 ABCD ABCD区域的位置区域的位置. .(2)(2)在电场在电场区域内适当位置由静止释放电子区域内适当位置由静止释放电子, ,电子恰能从电子恰能从ABCDABCD区域左下角区域左下角D D处分开处分开, ,求一切释放点的位置求一切释放点的位置. .(3)(3)假设将左侧电场假设将左侧电场整体程度向右挪动整体程度向右挪动 (n1), (n1),仍使电子从仍使电子从ABCDABCD区域左下角区域左下角D D处分开

18、处分开(D(D不随电场挪动不随电场挪动),),求在电场求在电场区域内区域内由静止释放电子的一切位置由静止释放电子的一切位置. .解析解析 (1) (1)电子先在区域电子先在区域做初速为零的匀加速直线运动做初速为零的匀加速直线运动, ,后后做匀速直线运动做匀速直线运动, ,最后在区域最后在区域做类平抛运动做类平抛运动. .根据动能定理根据动能定理无电场区域内无电场区域内L=vtL=vt那么在那么在区域内有区域内有 = =位置坐标为位置坐标为: .: .nLmeEamveEL,2124212Lat 42,2LyLyLxy(2)(2)假设释放位置的坐标为假设释放位置的坐标为(x,y),(x,y),根

19、据动能定理根据动能定理: :这些位置的连线为双曲线的一部分这些位置的连线为双曲线的一部分. .(3)(3)当两电场叠加时当两电场叠加时, ,电子同时参与两个分运动电子同时参与两个分运动, ,分开区域分开区域做做匀速运动经过匀速运动经过D D处处. .答案答案.4221,21222212xLmveELatyvtLmveExnxLxLyyynxLmnveELnvLvLmeEtatyxLvLmeEatyvtnLvtLmveExyx2424221,21),(2221222212222112122设释放位置坐标为nxLxLyxLyLL24) 3(4)2()4,2)(1 (2223.3.带电粒子在复合场中

20、的运动带电粒子在复合场中的运动【例【例7 7】 (2021 (2021天津天津23)23)在平面直角坐标系在平面直角坐标系xOyxOy中中, ,第第象象 限存在沿限存在沿y y轴负方向的匀强电场轴负方向的匀强电场, ,第第象限存在垂直于坐标平象限存在垂直于坐标平 面向外的匀强磁场面向外的匀强磁场, ,磁感应强度为磁感应强度为B.B.一质量为一质量为m m、电荷量为、电荷量为q q 的带正电的粒子从的带正电的粒子从y y轴正半轴上的轴正半轴上的M M点以速度点以速度v0v0垂直于垂直于y y轴轴射射 入电场入电场, ,经经x x轴上的轴上的N N点与点与x x轴正方向成轴正方向成=60=60角射

21、入磁场角射入磁场, , 最后从最后从y y轴负半轴上的轴负半轴上的P P点垂直于点垂直于y y轴射出磁场轴射出磁场, ,如图如图5 5所示所示. .不不 计粒子重力计粒子重力, ,求求: : (1)M (1)M、N N两点间的电势差两点间的电势差UMN.UMN. (2) (2)粒子在磁场中运动的轨道半径粒子在磁场中运动的轨道半径r.r. (3) (3)粒子从粒子从M M点运动到点运动到P P点的总时间点的总时间t.t.图图5 5解析解析 (1) (1)设粒子过设粒子过N N点时的速度为点时的速度为v,v,有有 =cos =cosv=2v0v=2v0粒子从粒子从M M点运动到点运动到N N点的过

22、程点的过程, ,有有(2)(2)粒子在磁场中以粒子在磁场中以OO为圆心做匀速圆周运动为圆心做匀速圆周运动, ,半径为半径为ON,ON,有有qvB=qvB=vv0qmvUmvmvqUMNMN23212120202则rmv2所以所以(3)(3)由几何关系得由几何关系得ON=rsinON=rsin设粒子在电场中运动的时间为设粒子在电场中运动的时间为t1,t1,有有ON=v0t1ON=v0t1得得t1=t1=粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期设粒子在磁场中运动的时间为设粒子在磁场中运动的时间为t2,t2,那么有那么有答案答案qBmvr02qBm3qBmT2Tt22qBmt

23、tttqBmt3)233(,32212qBmqBmvqmv3)233() 3(2)2(23) 1 (020素能提升素能提升1.1.如图如图6 6所示的电容式话筒就是一种电容式传感器所示的电容式话筒就是一种电容式传感器, ,其原理是其原理是: : 导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器, ,当振动膜片当振动膜片 在声压的作用下振动时在声压的作用下振动时, ,两个电极之间的电容发生变化两个电极之间的电容发生变化, ,电路电路 中电流随之变化中电流随之变化, ,这样声信号就变成了电信号这样声信号就变成了电信号. .那么当振动膜那么当振动膜片片 向右振动时向右

24、振动时 ( ) ( )图图6 6A.A.电容器电容值增大电容器电容值增大B.B.电容器带电荷量减小电容器带电荷量减小C.C.电容器两极板间的场强增大电容器两极板间的场强增大D.D.电阻电阻R R上电流方向自左向右上电流方向自左向右解析解析 振动膜片向右振动时振动膜片向右振动时, ,相当于两极板间距减小相当于两极板间距减小, ,由由C= C= 知知C C变大变大,A,A对对; ;又由又由C= ,C= ,因电容式话筒一直与电源衔因电容式话筒一直与电源衔接接,U,U不变不变, ,故故Q Q变大变大,B,B错错; ;由由E= E= 知知,d,d减小减小,E,E变大变大,C,C对对; ;当电容当电容器电

25、荷量变大时器电荷量变大时, ,由电源正负极知由电源正负极知, ,电流方向自右向左流过电阻电流方向自右向左流过电阻R,DR,D错错, ,应选应选A A、C.C.答案答案 AC ACkdS4rUQdU2.2.如图如图7 7所示所示, ,实线为电场线实线为电场线, ,虚线为等势面虚线为等势面. .一个正电荷在等势一个正电荷在等势 面面L3L3时时, ,动能为动能为Ek3=20 J;Ek3=20 J;运动到运动到L1L1时时, ,动能为动能为Ek1=4 J.Ek1=4 J.假设以假设以L2L2 为零势面为零势面, ,且不计空气阻力和重力且不计空气阻力和重力, ,那么当电荷的电势能那么当电荷的电势能Ep

26、=4 Ep=4 J J 时时, ,其动能为其动能为 ( ) ( )图图7 7 A.Ek=10 J B.Ek=16 J C.Ek=4 J D.Ek=8 J A.Ek=10 J B.Ek=16 J C.Ek=4 J D.Ek=8 J解析解析 设两相邻等势面的电势差为设两相邻等势面的电势差为U0,U0,电荷的电荷量为电荷的电荷量为q.q.根据根据仅在电场力作用下仅在电场力作用下, ,电荷的电势能与动能之和电荷的电势能与动能之和E E坚持不变坚持不变, ,有有E=Ek3-qU0=Ek1+qU0=Ek+Ep,E=Ek3-qU0=Ek1+qU0=Ek+Ep,从而可得从而可得Ek= (Ek1+Ek3)-Ep

27、=8 J.Ek= (Ek1+Ek3)-Ep=8 J.所以所以, ,正确选项为正确选项为D.D.答案答案 D D213.3.如图如图8 8所示所示, ,程度放置的平行板电容器程度放置的平行板电容器, ,上板带负电上板带负电, ,下板下板 带正电带正电, ,带电小球以速度带电小球以速度v0v0程度射入电场程度射入电场, ,且沿下板边缘飞且沿下板边缘飞 出出. .假设下板不动假设下板不动, ,将上板上移一小段间隔将上板上移一小段间隔, ,小球仍以一样小球仍以一样的的 速度速度v0v0从原处飞入从原处飞入, ,那么带电小球那么带电小球 ( )( ) 图图8 8 A. A.将打在下板中央将打在下板中央

28、B. B.仍沿原轨迹由下板边缘飞出仍沿原轨迹由下板边缘飞出 C. C.不发生偏转不发生偏转, ,沿直线运动沿直线运动 D. D.假设上板不动假设上板不动, ,将下板上移一段间隔将下板上移一段间隔, ,小球能够打在下板小球能够打在下板的的 中央中央解析解析 将电容器上板或下板挪动一小段间隔将电容器上板或下板挪动一小段间隔, ,电容器带电荷电容器带电荷量不变量不变, ,由公式由公式 可知可知, ,电容器产生的场强电容器产生的场强不变不变, ,以一样速度入射的小球仍将沿原轨迹运动以一样速度入射的小球仍将沿原轨迹运动. .下板不动时下板不动时, ,小球沿原轨迹由下板边缘飞出小球沿原轨迹由下板边缘飞出;

29、 ;当下板向上挪动时当下板向上挪动时, ,小球能够小球能够打在下板的中央打在下板的中央. .答案答案 BD BDSQkCdQdUEr44.4.如图如图9 9所示的直角坐标系中所示的直角坐标系中, ,在直线在直线x=-2l0 x=-2l0到到y y轴区域内存在轴区域内存在着着 两个大小相等、方向相反的有界匀强电场两个大小相等、方向相反的有界匀强电场, ,其中其中x x轴上方的电轴上方的电 场方向沿场方向沿y y轴负方向轴负方向,x,x轴下方的电场方向沿轴下方的电场方向沿y y轴正方向轴正方向. .在电在电 场左边境上场左边境上A(-2l0,-l0)A(-2l0,-l0)到到C(-2l0,0)C(

30、-2l0,0)区域内区域内, ,延续分布着电延续分布着电荷荷 量为量为+q+q、质量为、质量为m m的粒子的粒子. .从某时辰起由从某时辰起由A A点到点到C C点间的粒子点间的粒子, , 依次延续以一样的速度依次延续以一样的速度v0v0沿沿x x轴正方向射入电场轴正方向射入电场. .假设从假设从A A点点射射 入的粒子入的粒子, ,恰好从恰好从y y轴上的轴上的A(0,l0)A(0,l0)沿沿x x轴正方向射出电场轴正方向射出电场, , 其轨迹如下图其轨迹如下图. .不计粒子的重力及它们间的相互作用不计粒子的重力及它们间的相互作用. .图图9 9(1)(1)求匀强电场的电场强度的大小求匀强电

31、场的电场强度的大小. .(2)(2)求在求在ACAC间还有哪些位置的粒子间还有哪些位置的粒子, ,经过电场后也能沿经过电场后也能沿x x轴正方轴正方向运动向运动? ?解析解析 (1) (1)从从A A点射入的粒子点射入的粒子, ,由由A A到到AA的运动时间为的运动时间为T,T,根据根据运动轨迹和对称性可得运动轨迹和对称性可得x x轴方向轴方向2l0=v0T2l0=v0Ty y轴方向轴方向得得(2)(2)设到设到C C点间隔为点间隔为yy处射出的粒子经过电场后也沿处射出的粒子经过电场后也沿x x轴正方轴正方向射出向射出, ,粒子第一次到达粒子第一次到达x x轴用时轴用时t,t,程度位移为程度位

32、移为x,x,那么那么x=v0tx=v0t20)2(2122TmqEl0202qlmvE 假设满足假设满足2l0=n2x2l0=n2x那么从电场射出时的速度方向也将沿那么从电场射出时的速度方向也将沿x x轴正方向轴正方向解之得解之得 = =即即ACAC间间y y的坐标为的坐标为y=- l0(n=1,2,3)y=- l0(n=1,2,3)的粒子能沿的粒子能沿x x轴正方向轴正方向运动运动答案答案 (1) (1) (2)AC (2)AC间间y y轴坐标为轴坐标为y=- l0(n=1,2,3,)y=- l0(n=1,2,3,)2)(21ytmqE0220021)(211lnvlmqEn21n21n02

33、02qlmvy 5.5.如图如图1010所示所示, ,一束电子从一束电子从x x轴上的轴上的A A点沿平行于点沿平行于y y轴的方向射入轴的方向射入 第一象限区域第一象限区域, ,射入的速度为射入的速度为v0,v0,电子质量为电子质量为m,m,电荷量为电荷量为e.e.为为 了使电子束经过了使电子束经过y y轴上的轴上的B B点点, ,可在第一象限的某区域加一个可在第一象限的某区域加一个 沿沿x x轴正方向的匀强电场轴正方向的匀强电场, ,此电场的电场强度为此电场的电场强度为E,E,电场区域沿电场区域沿 x x轴方向为无限长轴方向为无限长, ,沿沿y y轴方向的宽度为轴方向的宽度为s,s,且知且

34、知OA=L,OB=2s,OA=L,OB=2s, 求该电场的下边境与求该电场的下边境与B B点的间隔点的间隔. .图图1010解析解析 假设电子在分开电场前到达假设电子在分开电场前到达B B点点, ,如以下图所示如以下图所示, ,设电场设电场下边境与下边境与B B点的间隔为点的间隔为d1.d1.电子在电场中做类平抛运动电子在电场中做类平抛运动, ,那么有那么有d=v0tsd=v0ts假设电子在分开电场后到达假设电子在分开电场后到达B B点点, ,如以下图所示如以下图所示. .设电场下边境与设电场下边境与B B点的间隔为点的间隔为d1,d1,电子在电场中的偏转间隔为电子在电场中的偏转间隔为h,h,

35、射出电场时速度射出电场时速度方向与方向与y y轴正方向的夹角为轴正方向的夹角为.电子在电场中做类平抛运动电子在电场中做类平抛运动, ,那么那么有有eELmvdtmeEatL20222221联立解得 s=v0t s=v0t sd12s sd12s 电子射出电场后做匀速直线运动电子射出电场后做匀速直线运动, ,由图中几何知识可得由图中几何知识可得22221tmeEath0mveEsatvx答案答案2tan2011seEsLmvdsdhL联立解得222020seEsLmveELmv或6.6.从阴极从阴极K K发射的电子经电势差发射的电子经电势差U0=5 000 VU0=5 000 V的阳极加速后的阳

36、极加速后, ,沿平沿平 行于板面的方向从中央射入两块长行于板面的方向从中央射入两块长L1=10 cmL1=10 cm、间距、间距d=4 cmd=4 cm的的 平行金属板平行金属板A A、B B之间之间, ,在离金属板边缘在离金属板边缘L2=75 cmL2=75 cm处放置一个直处放置一个直 径径D=20 cmD=20 cm、带有记录纸的圆筒、带有记录纸的圆筒. .整个安装放在真空内整个安装放在真空内, ,电子发电子发 射的初速度不计射的初速度不计. .假设在两金属板上加以假设在两金属板上加以U2=1 000cos 2t VU2=1 000cos 2t V的的 交变电压交变电压, ,并使圆筒绕中

37、心轴如图并使圆筒绕中心轴如图1111所示方向以所示方向以n=2 r/sn=2 r/s匀速匀速 转动转动, ,试确定电子在记录纸上的轨迹外形并画出试确定电子在记录纸上的轨迹外形并画出1 s1 s内所记录内所记录 到的图形到的图形. .图图1111解析解析 对电子的加速过程对电子的加速过程, ,由动能定理得由动能定理得:eU0= mv02:eU0= mv02得电子加速后的速度得电子加速后的速度:v0= =4.2:v0= =4.2107 m/s107 m/s电子进入偏转电场后电子进入偏转电场后, ,由于在其中运动的时由于在其中运动的时间极短间极短, ,可以忽略运动期间偏转电压的变化可以忽略运动期间偏

38、转电压的变化, ,以为电场是稳定的以为电场是稳定的, ,因此电子做类平抛的运因此电子做类平抛的运动动. .如右图所示如右图所示. .交流电压在交流电压在A A、B B两板间产生的电场强度两板间产生的电场强度电子飞离金属板时的偏转间隔电子飞离金属板时的偏转间隔21meU02V/m2cos105 . 242tdUE201211)(2121vLmeEaty电子飞离金属板时的竖直速度电子飞离金属板时的竖直速度电子从飞离金属板到到达圆筒时的偏转间隔电子从飞离金属板到到达圆筒时的偏转间隔所以在纸筒上的落点对入射方向的总偏转间隔为所以在纸筒上的落点对入射方向的总偏转间隔为)(011vLmeEatvy2021

39、002122mvLeELvmvLeELtvyym2cos2 . 0m20. 02)2()2(021212012121tydUULLLmveELLLyyytm故可见可见, ,在记录纸上的点在竖直方向上以振幅在记录纸上的点在竖直方向上以振幅0.20 m0.20 m、周期、周期T=1 sT=1 s做简谐运动做简谐运动. .由于圆筒每秒转由于圆筒每秒转2 2周周, ,故转一周在纸上留下的是前半故转一周在纸上留下的是前半个余弦图形个余弦图形, ,接着的一周中接着的一周中, ,留下后半个图形留下后半个图形, ,合起来合起来1 s1 s内内, ,记录记录在纸上的图形如以下图所示在纸上的图形如以下图所示. .

40、答案答案 见解析图见解析图阅卷现场阅卷现场阅卷手记阅卷手记本章知识调查的考点包括电荷、电场、电场力、电场本章知识调查的考点包括电荷、电场、电场力、电场强度、电场线、电势、电势差、电场力的功、电容器、电强度、电场线、电势、电势差、电场力的功、电容器、电容的定义和平行板电容器电容的决议条件等根本概念容的定义和平行板电容器电容的决议条件等根本概念, ,以以及库仑定律、静电感应、电场强度与电势差的关系、带电及库仑定律、静电感应、电场强度与电势差的关系、带电粒子在电场中的运动规律等粒子在电场中的运动规律等. .涉及到的根本方法有涉及到的根本方法有, ,运用电运用电场线、等势面几何方法笼统化地描画电场的分

41、布；将运动场线、等势面几何方法笼统化地描画电场的分布；将运动学动力学的规律运用到电场中学动力学的规律运用到电场中, ,分析处理带电粒子在电场分析处理带电粒子在电场中的运动问题、处理导体静电平衡的问题中的运动问题、处理导体静电平衡的问题. .本章对才干的本章对才干的详细要求是概念准确详细要求是概念准确, ,不乱套公式不乱套公式, ,懂得规律的成立条件及懂得规律的成立条件及适用的范围适用的范围, ,能从规律出发进展逻辑推理能从规律出发进展逻辑推理, ,把相关知识融会把相关知识融会贯穿灵敏处置物理问题贯穿灵敏处置物理问题. .本章常出的错误有：对电势、电势差、电势能、电场本章常出的错误有：对电势、电

42、势差、电势能、电场力的功以及场强等概念的意义及联络认识不清呵斥错误；力的功以及场强等概念的意义及联络认识不清呵斥错误；分析计算带电粒子在电场中的运动时的错误；不能熟练运分析计算带电粒子在电场中的运动时的错误；不能熟练运用等势面、电场线等笼统描画电场的工具而产生的错误；用等势面、电场线等笼统描画电场的工具而产生的错误；有关电容器、示波器等了解及运用中的错误等有关电容器、示波器等了解及运用中的错误等. .易错点实例分析易错点实例分析20.20.因对公式的了解不准确或运用不规范而出错因对公式的了解不准确或运用不规范而出错试题回放试题回放如图如图1 1所示所示, ,匀强电场中三点匀强电场中三点A A、

43、B B、C C是一个三角形的三个顶点是一个三角形的三个顶点,ABC=,ABC=CAB=30CAB=30,BC=2 m,BC=2 m,知电场线知电场线平行于平行于ABCABC所在的平面所在的平面, ,一个电荷一个电荷量量q=-2q=-210-6 C10-6 C的点电荷由的点电荷由A A移到移到B B的过程中的过程中, ,电势能电势能添加了添加了1 12 210-5 J,10-5 J,由由B B移到移到C C的过程中电场力做功的过程中电场力做功6 610-6 J,10-6 J,以下说法正确的选项是以下说法正确的选项是( )( )图图1 13A.BA.B、C C两点的电势差两点的电势差UBC=3 V

44、UBC=3 VB.AB.A点的电势低于点的电势低于B B点的电势点的电势C.C.负电荷由负电荷由C C点移到点移到A A点的过程中点的过程中, ,电势能添加电势能添加D.D.该电场的场强为该电场的场强为1 V/m1 V/m学生作答学生作答 C C错解分析错解分析1.1.错选错选A A、B.B.由于对电场力做功与电势差的关系即由于对电场力做功与电势差的关系即UAB=UAB= 运用不规范运用不规范, ,因因WABWAB或或q q的符号代入不准确而出现的符号代入不准确而出现错误错误. .2.2.错选错选C.C.对电场力做功与电势能变化的关系即对电场力做功与电势能变化的关系即WAB=WAB= EPA-

45、EPB EPA-EPB了解运用不准确了解运用不准确. .3.3.漏选漏选D.D.不能正确利用匀强电场中不能正确利用匀强电场中E= E= 的关系求解的关系求解. .qWABdU正确答案正确答案由由W=qUW=qU和和W=-Ep(EpW=-Ep(Ep为电荷电势能的增量为电荷电势能的增量) )得得A A、B B两点间电势差两点间电势差UAB=UAB= V=6 V,UBC= V=6 V,UBC= V V=-3 V,A=-3 V,A点电势高于点电势高于B B点电势点电势,A,A、B B错；由电势差可判错；由电势差可判断断,AB,AB中点中点D D的电势与的电势与C C点电势相等点电势相等, ,在同一个等

46、势面上在同一个等势面上, ,且且ABAB垂直于该等势面垂直于该等势面, ,如下图如下图, ,因此因此UAC=3 V,CUAC=3 V,C点电势点电势低于低于A A点电势点电势, ,负电荷由负电荷由C C点移到点移到A A点的过程中点的过程中, ,电场力做电场力做正功正功, ,负电荷的电势能减小负电荷的电势能减小,C,C错；电场线垂直于等势面错；电场线垂直于等势面, ,因此电场线与因此电场线与ABAB平行平行, ,场强场强E=E= =1 V/m,D =1 V/m,D正确正确. .答案答案 为为D.D.65102102 . 166102106DBUDB在由电荷电势能变化和电场力做功判别电场中电势、

47、在由电荷电势能变化和电场力做功判别电场中电势、电势差和场强方向的问题中电势差和场强方向的问题中, ,先由电势能的变化和电先由电势能的变化和电场力做功判别电荷挪动的各点间的电势差场力做功判别电荷挪动的各点间的电势差, ,再由电势再由电势差的比较判别各点电势高低差的比较判别各点电势高低, ,从而确定等势面从而确定等势面, ,最后由最后由电场线总是垂直于等势面确定电场的方向电场线总是垂直于等势面确定电场的方向. .由此可见由此可见, ,电场力做功与电荷电势能的变化关系具有非常重要的电场力做功与电荷电势能的变化关系具有非常重要的意义意义, ,计算时留意一定要代入表示电荷电性和电势高计算时留意一定要代入

48、表示电荷电性和电势高低关系的低关系的“+ +、“- -号号, ,功的正、负也要特别留意功的正、负也要特别留意. .在运用在运用U=EdU=Ed分析分析U U与与E E的关系时的关系时, ,普通先按绝对值计算普通先按绝对值计算, ,电电势差的正负势差的正负( (或电势的高低或电势的高低),),再结合电场线方向来再结合电场线方向来判别判别. .同时要特别明确同时要特别明确d d的含义的含义. .21.21.运用规律不当呵斥的错误运用规律不当呵斥的错误试题回放试题回放置于真空中的两块带电的金属板置于真空中的两块带电的金属板, ,相距相距1 cm,1 cm,面积均为面积均为10 cm2,10 cm2,

49、带电量分别为带电量分别为Q1=2Q1=210-8 C,Q2=-210-8 C,Q2=-210-8 C,10-8 C,假假设设在两板之间的中点放一个电量在两板之间的中点放一个电量q=5q=510-9 C10-9 C的点电荷的点电荷, ,求金属板对点电荷的作用力是多大？求金属板对点电荷的作用力是多大？错解分析错解分析点电荷遭到两板带电荷的作用力点电荷遭到两板带电荷的作用力, ,此二力大小相等此二力大小相等, ,方向方向一样一样, ,由库仑定律由库仑定律F=F=3.6=3.610-2 N,10-2 N,N)105(1051021092398921rqQkF=F1+F2=7.2F=F1+F2=7.210-6 N,10-6 N,方向指向带负电的金属板方向指向带负电的金属板. .如下图如下图. .库仑定律只适用于点电荷间的库仑定律只适用于点电荷间的相互作用相互作用, ,此题中两个带电金属此题中两个带电金属板面积较大板面积较大, ,相距较近相距较近, ,不能再不能再看作是点电荷看作是点电荷, ,运用库仑定律求解就错了运用库仑定律求解就错了. .正确答案正确答案两个平行带电板相距很近两个平行带电板相距很近, ,其间构成匀强电场其间构成匀强电场, ,电场中的电场中的点电荷遭到电场力的作用点电荷遭到电场力的作用. .C=C=8.