《江苏省高三物理二轮复习 专题3第1讲带电粒子在电场中的运动学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏省高三物理二轮复习 专题3第1讲带电粒子在电场中的运动学案（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1讲带电粒子在电场中的运动 (解读命题角度)例1(2012福建高考)如图311所示，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是()AA点电势大于B点电势BA、B两点的电场强度相等图311Cq1的电荷量小于q2的电荷量Dq1在A点的电势能小于q2在B点的电势能思路点拨解答本题时应注意以下两点：(1)点电荷周围电场线的分布规律。(2)电场力做功与电势能变化的关系。解析由题意知点电荷Q带负电，所以有AB0，得|UA|UB|，移动两试探电荷克服电场力做功
2、相等，有q1|UA|q2|UB|，所以q1q2，选项A错误，C正确。因为Ek，A点比B点离Q近，所以EAEB，选项B错误。根据电场力做功与电势能变化的关系，q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能，选项D错误。答案C (掌握类题通法)一、基础知识要记牢电场强度、电势、电势能的表达式及特点对比表达式特点电场强度E，Ek，E矢量，由电场本身决定，电场线越密电场强度越大电势标量，与零电势点的选择有关，沿电场线电势逐渐降低电势能Epq，EpW电标量，电场力做正功，电势能减小二、方法技巧要用好电场强度、电势、电势能的比较方法1电场强度(1)根据电场线的疏密程度判断，电场线越密处电场强度越强。(2)根据等
3、差等势面的疏密程度判断，等差等势面越密处电场强度越强。(3)根据aEq/m，a越大处电场强度越强。2电势(1)沿电场线方向电势降低，电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，且电场线垂直于等势面。(2)判断UAB的正负，根据UABAB，比较A和B的大小。3电势能电场力做正功，电荷(无论正电荷还是负电荷)从电势能较大处移向电势能较小处；反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电荷能较小处移向电势能较大处。三、易错易混要明了电场强度大的地方电势不一定高，处于该点的电荷具有的电势能也不一定大。 (解读命题角度)例2(2012海南高考)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电
4、荷量分别用d、U、E和Q表示。下列说法正确的是()A保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半B保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍C保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半D保持d不变，将Q变为原来的一半，则E变为原来的一半思路点拨解答本题时注意以下两点：(1)平行板电容器电压U、电场强度E、板间距d之间的大小关系由E决定。(2)平行板电容器所带电荷量Q、电场强度E、电压U间的大小关系由C和E共同决定。解析由E知，当U不变，d变为原来的两倍时，E变为原来的一半，A项正确；当E不变，d变为原来的一半时，U变为原来的一半，B项错误；当电容器中d不变时，C不变，由C
5、知，当Q变为原来的两倍时，U变为原来的两倍，C项错误；Q变为原来的一半，U变为原来的一半时，则E变为原来的一半，D项正确。答案AD (掌握类题通法)一、基础知识要记牢(1)电容的定义式：C(2)平行板电容器电容的决定式：C(3)平行板间匀强电场的电场强度：E二、方法技巧要用好平行板电容器的两类动态问题分析(1)充电后与电池两极相连：(2)充电后与电池两极断开： (解读命题角度)例3(2012云南三校二模)直流电源的路端电压U182 V，金属板AB、CD、EF、GH相互平行、彼此靠近。它们分别和变阻器上的触点a、b、c、d连接。变阻器上ab、bc、cd段电阻之比为123。孔O1正对B和E，孔O2
6、正对D和G。边缘F、H正对。一个电子以初速度v04106 m/s沿AB方向从A点进入电场，恰好穿过孔O1和O2后，从H点离开电场。金属板间的距离L12 cm，L24 cm，L36 cm，电子质量me9.11031 kg，电荷量q1.61019C。正对的两平行板间可视为匀强电场，求：图312(1)各相对两板间的电场强度；(2)电子离开H点时的动能；(3)四块金属板的总长度(ABCDEFGH)。破题关键点(1)各相邻金属板间的电压与变阻器上各段电阻阻值的大小关系。(2)电子在金属板间做什么规律的运动？(3)四块金属板的总长度与电子水平位移间的大小关系。解析(1)三对正对极板间电压之比U1U2U3R
7、abRbcRcd123板间距离之比L1L2L3123故三个电场电场强度相等E1 516.67 N/C(2)根据动能定理qUmev2mev电子离开H点时的动能EkmevqU3.641017 J(3)由于板间电场强度相等，则电子在竖直方向所受电场力不变，加速度恒定，可知电子做类平抛运动：竖直方向：L1L2L3t2水平方向：xv0t消去t解得x0.12 m四块金属板的总长度ABCDEFGH2x0.24 m答案(1)均为1 516.67 N/C(2)3.641017 J(3)0.24 m (掌握类题通法)一、基础知识要记牢1加速(1)匀强电场中，v0与E平行时，可用牛顿第二定律和运动学公式求解。(2)
8、非匀强电场中，用功能关系求解qUmv2mv。2偏转在匀强电场中，当v0与E方向垂直时，带电粒子的运动为类平抛运动。(1)沿v0方向的匀速直线运动xv0t。(2)垂直于v0方向的匀加速直线运动。加速度a偏转位移：yat2()2偏转角：tan 。二、方法技巧要用好1解决带电粒子在电场中运动问题的一般思路(1)选取研究对象；(2)分析研究对象受力情况；(3)分析运动状态和运动过程(初始状态及条件，直线运动还是曲线运动等)；(4)建立正确的物理模型，恰当选用规律或其他手段(如图线等)找出物理量间的关系，建立方程组解题；(5)讨论所得结果。2重力是否可忽略的问题在讨论带电粒子或其他带电体的静止与运动问题
9、时， 重力是否要考虑，关键看重力与其他力相比较是否能忽略。一般来说，除明显暗示外，带电小球、液滴的重力不能忽略，电子、质子等带电粒子的重力可以忽略。一般可根据微粒的运动状态判断是否考虑重力作用。课堂针对考点强化训练1一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线 abc 从 a 运动到 c ，已知质点的速率是递减的。关于 b 点电场强度 E 的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在 b 点的切线)()图313解析：选D题中质点所带电荷是负电荷，电场方向应与负电荷受到的电场力方向相反，又因为质点的速度是递减的，因此力的方向应与速度方向夹角大于90，故选项D正确。2.如图314所示，a、b、c为电场中
10、同一条水平方向电场线上的三点，c为ab中点。a、b的电势分别为a5 V，b3 V，下列叙述正确的是() 图314A该电场在c点处的电势一定为4 VBa点处的电场强度Ea一定大于b点处的电场强度EbC一正电荷从c点运动到b点电势能一定减少D一正电荷运动到c点时受到的电场力由c指向a解析：选C只有一根电场线，此处无法判断是否为匀强电场，故A、B错误；由电势高低情况可知电场线方向为a指向b，故正电荷所受的电场力方向由c指向b，正电荷由c点移到b点，电场力做正功，电势能减少，故D错误、C正确。3(2012江苏高考)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其
11、电容C和两极板间的电势差U的变化情况是()AC和U均增大BC增大，U减小CC减小，U增大 DC和U均减小解析：选B根据平行板电容器电容公式C，在两极板间插入电介质后，电容C增大，因电容器所带电荷量Q不变，由C可知，U减小，B正确。4(2012广东高考)图315是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的有() A带正电的矿粉落在右侧B电场力对矿粉做正功C带负电的矿粉电势能变大图315D带正电的矿粉电势能变小解析：选BD在水平方向上带正电的矿粉受到向左的电场力，应落在左侧，A错；电场力对两种矿粉都做正功，电势能均减小
12、，所以只有B、D正确。 5(2012山东高考)图316中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子() A带负电图316B在c点受力最大C在b点的电势能大于在c点的电势能D由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化解析：选CD由于带电粒子受到的电场力指向轨迹凹侧，说明带电粒子带正电，选项A错误；根据库仑定律Fk可知，选项B错误；粒子从b点运动到c点的过程中，电场力对粒子做正功，粒子电势能减小，选项C正确；由动能定理可得qUEk，因为UabUbc，所以选项D正确。6
13、(2012重庆联考)如图317所示，在两等量异种点电荷连线上有D、E、F三点，且DEEF。K、M、L分别为过D、E、F三点的等势面。一不计重力的带负电粒子，从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|Wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|Wbc|表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则() 图317A|Wab|Wbc|B|Wab|Ubc|，而WqU，所以|Wab|Wbc|，故A、B均错误；从粒子的运动轨迹可知该粒子从a点到c点受到大体向左的作用力，左侧为正电荷，从左向右电势降低，D错误；粒子由a点到b点，电场力做负功，电势能增加，动能减少，C正确。课下针对高考押题训练一、单项选择题1(2012上海高考)A、B、C三点在同一直线上，ABBC12，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷。当在A处放一电荷量为q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为2q的点电荷，其所受电场力为()AF/2BF/2CF DF解析：选B如图所示，设B处的点电荷带电荷量为正，ABr，则BC2r，根据库仑定律F，F，可得F，故选项B正确。2.(2012温州模拟)一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合开关S，电容器充电后，悬线与竖直方向
