202X届高考物理二轮复习专题三电场和磁场考点1电场及带电粒子在电场中的运动课件

1、专题三专题三 电场和磁场电场和磁场考点考点1 1电场及带电粒子在电场中电场及带电粒子在电场中 的运动的运动高考定位高考定位1考察内容考察内容(1)电场力的性质。电场力的性质。(2)电场能的性质。电场能的性质。(3)电容器及带电粒子在电场中的运动。电容器及带电粒子在电场中的运动。锁定命题方向锁定命题方向2题型、难度题型、难度高考对本讲知识的考察题型主要有选择题和计算题。高考对本讲知识的考察题型主要有选择题和计算题。选择题主要考察库仑定律，电场的性质、电容器。选择题主要考察库仑定律，电场的性质、电容器。计算题主要考察带电粒子在电场中的运动。计算题主要考察带电粒子在电场中的运动。选择题为中、低档，计

2、算题为中、高档。选择题为中、低档，计算题为中、高档。体验高考体验高考1(2021课标卷课标卷)一平行板电容器两极板之间充一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上，假设将云母介质移满云母介质，接在恒压直流电源上，假设将云母介质移出，那么电容器出，那么电容器A极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大B极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大C极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变D极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变答

3、案答案D2(多项选择多项选择)(2021课标卷课标卷)如图如图311所示，一所示，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面纸面)内，且相对于过轨迹最低点内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知略空气阻力。由此可知图图311AQ点的电势比点的电势比P点高点高B油滴在油滴在Q点的动能比它在点的动能比它在P点的大点的大C油滴在油滴在Q点的电势能比它在点的电势能比它在P点的大点的大D油滴在油滴在Q点的加速度大小比它在点的加速度大小比它在P点的小点的小解析由油滴轨迹在竖直面内相对于过解析由油滴轨迹在竖直面内

4、相对于过P点的竖直线点的竖直线对称可知油滴在水平方向所受合力为对称可知油滴在水平方向所受合力为0，竖直方向上油，竖直方向上油滴受重力和电场力，结合曲线轨迹的特点可知电场力竖滴受重力和电场力，结合曲线轨迹的特点可知电场力竖直向上且电场力大于重力，油滴受力及电场线方向如下直向上且电场力大于重力，油滴受力及电场线方向如下图，由沿电场线方向电势逐渐降低，得图，由沿电场线方向电势逐渐降低，得Q点的电势比点的电势比P点的高，点的高，A选项正确；油滴从选项正确；油滴从Q点到点到P点合力做负功，根点合力做负功，根据动能定理得油滴在据动能定理得油滴在Q点的动能大于它在点的动能大于它在P点的动能，点的动能，这一过

5、程中电场力做负功，那么油滴在这一过程中电场力做负功，那么油滴在Q点的电势能小点的电势能小于它在于它在P点的电势能，故点的电势能，故B项正确，项正确，C项错；因为重力和项错；因为重力和电场力为恒力，所以油滴在电场力为恒力，所以油滴在Q、P两点的加速度一样，两点的加速度一样，故故D项错误。项错误。 答案答案AB3(2021课标卷课标卷)如图如图312所示，所示，P是固定的点是固定的点电荷，虚线是以电荷，虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子为圆心的两个圆。带电粒子Q在在P的电的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为为轨迹上的三个点。假设轨迹上的三个点

6、。假设Q仅受仅受P的电场力作用，其在的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别，速度大小分别为为va、vb、vc。那么。那么答案答案D 4(多项选择多项选择)(2021课标卷课标卷)在一静止点电荷的电在一静止点电荷的电场中，任一点的电势场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离与该点到点电荷的距离r的关系如的关系如图图313所示。电场中四个点所示。电场中四个点a、b、c和和d的电场强度的电场强度大小分别大小分别Ea、Eb、Ec和和Ed。点。点a到点电荷的距离到点电荷的距离ra与与点点a的电势的电势a已在图中用坐标已在图中用坐标(ra，a)标出

7、，其余类标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经点依次经b、c点移动点移动到到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为分别为Wab、Wbc和和Wcd。以下选项正确的选项是。以下选项正确的选项是图图313AEa Eb4 1 BEc Ed2 1CWab Wbc3 1DWbc Wcd1 3答案答案AC突破高频考点突破高频考点考点一电场性质的理解及应用考点一电场性质的理解及应用【题组训练】【题组训练】1(多项选择多项选择)(电场强度的叠电场强度的叠加加)(2021唐山统考唐山统考)真空中两点电真空中两点电荷荷

8、q1、q2分别位于直角三角形的顶分别位于直角三角形的顶点点C和顶点和顶点B上，上，D为斜边为斜边AB的中的中点，点，ABC30，如图，如图314所示。所示。A点电场强度的方向垂直点电场强度的方向垂直AB向下，那么以下说法正确的选项是向下，那么以下说法正确的选项是图图314Aq1带正电，带正电，q2带负电带负电BD点电势高于点电势高于A点电势点电势Cq1电荷量的绝对值等于电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的一半电荷量的绝对值的一半Dq1电荷量的绝对值等于电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的二倍电荷量的绝对值的二倍答案答案AC2(多项选择多项选择)(场强大小场强大小及电势上下的判断及电势上下的

9、判断)如图如图315所示，所示，P、Q处放置处放置两个电荷量相等的异种点两个电荷量相等的异种点电荷，它们连线的中点是电荷，它们连线的中点是O，N、a、b是中垂线上的是中垂线上的三点，且三点，且Oa2Ob，N处处放置一负的点电荷，那么放置一负的点电荷，那么图图315Aa处的场强的大小小于处的场强的大小小于b处的场强的大小处的场强的大小Ba处的电势小于处的电势小于b处的电势处的电势Ca、O间的电势差大于间的电势差大于a、b间的电势差的间的电势差的2倍倍D电子在电子在a处的电势能大于电子在处的电势能大于电子在b处的电势能处的电势能解析解析在两个电荷量相等的异种点电荷连线的中垂线在两个电荷量相等的异种

10、点电荷连线的中垂线上，上，O点的电场强度最大，沿中垂线，越远离点的电场强度最大，沿中垂线，越远离O点，电场点，电场强度越小。强度越小。N处负的点电荷在处负的点电荷在O点产生的电场强度方向沿点产生的电场强度方向沿ON方向。根据场强叠加原理，三个点电荷产生的电场的方向。根据场强叠加原理，三个点电荷产生的电场的电场强度叠加后电场强度叠加后a处的场强的大小小于处的场强的大小小于b处的场强的大小，处的场强的大小，选项选项A正确；在两个电荷量相等的异种点电荷连线的中垂正确；在两个电荷量相等的异种点电荷连线的中垂线上，各点电势相等，线上，各点电势相等，N处负的点电荷形成的电场在处负的点电荷形成的电场在ON线

11、上的电势沿线上的电势沿NO方向逐渐升高，所以，方向逐渐升高，所以，a处的电势高于处的电势高于b处的电势，选项处的电势，选项B错误；根据点电荷电势分布规律，错误；根据点电荷电势分布规律，a、O间的电势差大于间的电势差大于a、b间的电势差的间的电势差的2倍，选项倍，选项C正确；由正确；由于于a处的电势高于处的电势高于b处的电势，所以电子在处的电势，所以电子在a处的电势能小处的电势能小于电子在于电子在b处的电势能，选项处的电势能，选项D错误。错误。答案答案AC3(多项选择多项选择)(等势线的性质及应用等势线的性质及应用)两个固定的等量两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势线如图异种点电荷所形成电场

12、的等势线如图316中虚线所中虚线所示，一带电粒子以一速度从图中示，一带电粒子以一速度从图中f点进入电场，其运动点进入电场，其运动轨迹如图中实线所示，假设粒子只受静电力作用，那么轨迹如图中实线所示，假设粒子只受静电力作用，那么以下说法中正确的选项是以下说法中正确的选项是图图316Af、b、c、d、e五点中，五点中，c点电场强度最大点电场强度最大B带电粒子的加速度逐渐变大带电粒子的加速度逐渐变大C带电粒子的速度先增大后减小带电粒子的速度先增大后减小D粒子经过粒子经过b点和点和d点时的速度大小一样点时的速度大小一样答案答案AD【题组训练】【题组训练】1(电容器的动态变化与静电计的综合应用电容器的动态

13、变化与静电计的综合应用)静电计静电计是在验电器根底上制成，用其指针张角的大小来定性显是在验电器根底上制成，用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间电势差大小，如图示其金属球与外壳之间电势差大小，如图317所所示，示，A、B是平行板电容器的两个金属板，是平行板电容器的两个金属板，A板固定，手板固定，手握握B板的绝缘柄，板的绝缘柄，G为静电计，开场时开关为静电计，开场时开关S闭合，静电闭合，静电计计G指针张开一定角度。那么指针张开一定角度。那么考点二平行板电容器及动态分析考点二平行板电容器及动态分析图图317A保持保持S闭合，只将闭合，只将A、B两板靠近些，两板靠近些，G指针张角指针张角变小

14、变小B保持保持S闭合，只将变阻器滑动触头向左移动，闭合，只将变阻器滑动触头向左移动，G指指针张角变大针张角变大C断开断开S后，只将后，只将A、B两板分开些，两板分开些，G指针张角变指针张角变小小D断开断开S后，只在后，只在A、B两板间插入电介质，两板间插入电介质，G指针指针张角变小张角变小答案答案D2(动态变化引起带电液滴电势能变化判断问题动态变化引起带电液滴电势能变化判断问题)如如图图318所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在在两极板间

15、有一个固定在P点的点电荷，以点的点电荷，以E表示两板表示两板间的电场强度，间的电场强度，Ep表示点电荷在表示点电荷在P点的电势能，点的电势能，表示表示静电计指针的偏角。假设保持下极板不动，将上极板向静电计指针的偏角。假设保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，那么下移动一小段距离至图中虚线位置，那么图图318A增大，增大，E增大增大 B增大，增大，Ep不变不变C减小，减小，Ep增大增大 D减小，减小，E不变不变答案答案D3(多项选择多项选择)(动态变化力学知识综合动态变化力学知识综合)如图如图319所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板接地。一所示，平行板电容器与直流电源连

16、接，上极板接地。一带负电的油滴位于电容器的带负电的油滴位于电容器的P点且处于静止状态。现将点且处于静止状态。现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离。那么下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离。那么图图319A带电油端将竖直向下运动带电油端将竖直向下运动B带电油滴的机械能将增加带电油滴的机械能将增加CP点的电势将升高点的电势将升高D电容器的电容增大，极板带电荷量增加电容器的电容增大，极板带电荷量增加答案答案AC例例1如图如图3110所示，一质量为所示，一质量为m、电荷量、电荷量为为q(q0)的粒子在匀强电场中运动，的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨为其运动轨迹上的两点。该粒子在迹上的两点。该粒

17、子在A点的速度大小为点的速度大小为v0，方向与电，方向与电场方向的夹角为场方向的夹角为60；它运动到；它运动到B点时速度方向与电点时速度方向与电场方向的夹角为场方向的夹角为30。不计重力。求。不计重力。求A、B两点间的电两点间的电势差。势差。考点三带电粒子的运动考点三带电粒子的运动图图3110【题组训练】【题组训练】1(带电粒子的加速与偏转带电粒子的加速与偏转)真空中的某装置如图真空中的某装置如图3111所示，其中平行金属板所示，其中平行金属板A、B之间有加速电场，之间有加速电场，C、D之间有偏转电场，之间有偏转电场，M为荧光屏，今有质子、氘核为荧光屏，今有质子、氘核和和粒子均由粒子均由A板从

18、静止开场被加速电场加速后垂直于板从静止开场被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上质子、氘电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上质子、氘核和核和粒子的质量之比为粒子的质量之比为1 2 4，电荷量之比为，电荷量之比为1 1 2，那么以下判断中正确的选项是，那么以下判断中正确的选项是图图3111A三种粒子从三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间一样板运动到荧光屏经历的时间一样B三种粒子打到荧光屏上的位置一样三种粒子打到荧光屏上的位置一样C偏转电场的静电力对三种粒子做功之比为偏转电场的静电力对三种粒子做功之比为1 2 2D偏转电场的静电力对三种粒子做功之比为偏转电场的静电力对三种粒

19、子做功之比为1 2 4答案答案B图图3112A粒子打到屏上时在竖直方向上偏移的最大距离为粒子打到屏上时在竖直方向上偏移的最大距离为6.25 cmB粒子打在屏上的区域面积为粒子打在屏上的区域面积为64 cm2C在在00.02 s内，进入电容器内的粒子有内，进入电容器内的粒子有64%能够能够打在屏上打在屏上D在在00.02 s内，屏上出现亮线的时间为内，屏上出现亮线的时间为0.012 8 s答案答案BCD例例2如图如图3113所示，两水平面所示，两水平面(虚线虚线)之间之间的距离为的距离为H，其间的区域存在方向水平向右的匀强电，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的场。自该区域上方的

20、A点将质量为点将质量为m、电荷量分别为、电荷量分别为q和和q(q0)的带电小球的带电小球M、N先后以一样的初速度沿先后以一样的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开。域，并从该区域的下边界离开。N离开电场时的速度方离开电场时的速度方向竖直向下；向竖直向下；M在电场中做直线运动，刚离开电场时的在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为动能为N刚离开电场时的动能的倍。不计空气阻力，重刚离开电场时的动能的倍。不计空气阻力，重力加速度大小为力加速度大小为g。求。求考点四用动力学方法和功能观点分析带电粒考点四用动力

21、学方法和功能观点分析带电粒 子在电场中的运动。子在电场中的运动。图图3113(1)M与与N在电场中沿水平方向的位移之比；在电场中沿水平方向的位移之比；(2)A点距电场上边界的高度；点距电场上边界的高度；(3)该电场的电场强度大小。该电场的电场强度大小。规律总结规律总结动力学和能量观点分析电场中带电体运动的方法动力学和能量观点分析电场中带电体运动的方法首先对带电体受力分析，再分析运动形式，然后根据首先对带电体受力分析，再分析运动形式，然后根据具体情况选用公式计算。具体情况选用公式计算。1动能定理，要分清有多少个力做功，是恒力做功动能定理，要分清有多少个力做功，是恒力做功还是变力做功，同时要明确初末状态及运动过程中动能还是变力做功，同时要明确初末状态及运动过程中动能的增量。的增量。2能量守恒定律，要分清带电体在运动中共有多少能量守恒定律，要分清带电体在运动中共有多少种能量参与转化，哪些能量是增加的，哪些能量是减少种能量参与转化，哪些能量是增加的，哪些能量是减少的，表达式有两种。的，表达式有两种。a初状态和末状态的能量相等，即初状态和末状态的能量相等，即E初初E末末。b一种形式的能量增加必然引起另一种形式的能量一