《福建省高考物理二轮复习 专题四 第7讲 电场及带电粒子在电场中的运动课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《福建省高考物理二轮复习 专题四 第7讲 电场及带电粒子在电场中的运动课件（81页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题四 电场和磁场第7讲 电场及带电粒子在电场中的运动【体系构建】一、电场的性质1.力的性质 (1)电场强度的三个表达式定义义式 点电电荷 匀强电场电场 E=_ E=_ E=_ 【核心自查】(2)电场线能直观地描述电场的_和_。沿着电场线的方向电势_，电场线密集的地方电势降低得快2.能的性质(1)电势定义式:=_。相对性：电势具有_，与零势能点的选取有关。强弱方向降低相对性(2)电势差定义式：UAB=_。 电势差与电势的关系：UAB=_，电势差是_，与零势能点的选取无关 (3)电势能：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加。 A-B绝对的二、电容及带电粒子在电场中的运动1.电容(1
2、)定义式：C=_，适用于任何电容器。(2)平行板电容器的决定式：C=_，仅适用于平行板电容器。2.带电粒子在电场中的运动(1)加速运动在如图所示的匀强电场中，v0 与E平行时，应用牛顿第二定律结合运动学公式求解，基本方程为a=_，E=_，2ad= 。非匀强电场中，用动能定理求解，基本方程为(2)偏转运动处理方法：运用运动的合成与分解的思想处理，也就是初速度方向上的_和电场力方向上的_。偏转规律：在如图所示的匀强电场中，有以下规律偏转位移：y=偏转角：匀速直线运动匀变速直线运动【热点考向1】 电场性质的理解与应用【典题训练1】(2012重庆高考)空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正
3、电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点。则( )A.P、Q两点处的电荷等量同种B.a点和b点的电场强度相同C.c点的电势低于d点的电势D.负电荷从a到c，电势能减少 【解题指导】解答本题需要把握以下三点：(1)电场线与等势面垂直。(2)沿着电场线方向电势降低。(3)电场力做功与电势能改变之间的关系。【解析】选D。图中画出的是等势面的分布图，而不是电场线的分布图，因为电场线与等势面垂直，所以根据这一点就能够画出电场线分布图，如图所示。电场线必须画成从P出发终止于Q，所以Q必是负电荷，A错误；a、b两点电场强度方向不同，B错误;沿着电场线方向电势降低，所以c点
4、电势高于d点电势，C错误；负电荷从a到c，电场力做正功，电势能减少，D正确。【典题训练题训练 2】(2013济济南一模)一个正点电电荷Q静止在正方形的一个角上,另一个带电质带电质 点射入该该区域时时,只在电场电场 力作用下恰好能经过经过 正方形的另外三个角a、b、c,如图图所示,则则有( )A.a、b、c三点电势电势 高低及场场强大小的关系是a=c=b, Ea=Ec=2EbB.质质点由a到b电势电势 能增加,由b到c电场电场 力做正功,在b点动动能最小C.质质点在a、b、c三处处的加速度大小之比是121D.若改变带电质变带电质 点在a处处的速度大小和方向,有可能使其经过经过 a、b、c三点做匀
5、速圆圆周运动动【解题题探究】(1)画出正点电电荷电场线电场线 及等势势面,并说说明其特点。提示: 电场线特点:以正点电荷为中心,沿半径向外发散直线。等势面特点:以正点电荷为球心的一簇球面。(2)本题题判断电势电势 高低依据为为_。(3)分析加速度大小之比的思路是什么?提示:加速度大小之比等于合外力之比,该题中的合外力等于电场力,而电场力之比又等于场强之比。沿着电场线电场线 的方向电势电势 降低【解析】选B。离正点电荷Q越近,电势越高,等距离的电势相同,所以a、b、c三点电势关系为a=cb,根据点电荷场强计算公式E= ,因b到Q的距离是c到Q距离的 倍,所以a、b、c三点场强大小的关系是Ea=E
6、c=2Eb,故选项A错误;由电场力与速度的夹角可知,质点由a到b电场力做负功,电势能增加;由b到c电场力做正功,电势能减小、动能增加,所以选项B正确;因a、b、c三点场强大小的关系是Ea=Ec=2Eb,所以只有当质点在水平面内只受电场力时才有加速度大小之比是212,所以选项C错误;若改变带电质点在a处的速度大小和方向,因电场力做功使质点的速度大小变化,所以质点经过a、b、c三点不可能做匀速圆周运动,故选项D错误。【拓展提升】【考题透视】静电场的性质与特点以及常见电场的分布规律问题是近几年高考的热点，分析近几年的高考命题，命题规律主要有以下两点：(1)以选择题的形式考查，一般考查静电场的分布规律
7、(电场线及等势面规律)。(2)以选择题的形式考查电场力做功与电势能的改变之间的关系，动能定理在静电场中的应用。【借题发挥】判断电场性质的一般解题思路(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。 1.如图所示为一个点电极A与平板电极B接入电源时的空间电场分布图，C为A到B垂线的中点，D、E为同在AB直线上的两点，DC=CE，F、G处在DE的中垂线上，FC=CG，下列说法正确的是( )AA电极的带电
8、量小于B电极的带电量BF点的电场强度大于C点的电场强度CDC两点间电势差小于CE两点间电势差D电子从F点沿直线移动到G点，电场力先做正功，后做负功【通关题组】【解析】选D。A电极与B电极接在同一电源的两极，带电量相等，选项A错误；根据电场线的分布规律可知，F点的电场强度小于C点的电场强度，选项B错误；从D到E电场强度逐渐减小，而DC=CE，又U=Ed，因此DC两点间电势差大于CE两点间电势差，选项C错误；如图所示，电子从F点沿直线移动到G点，电子的电势能先减小后增加，因此，电场力先做正功，后做负功，选项D正确。2.(2013福州二模)两个等量同种电电荷固定于光滑水平面上,其连线连线 的中垂线线
9、上有A、B、C三点,如图图甲所示。一个电电荷量为为210-6C、质质量为为1g的小物块块从该该水平面内的C点由静止释释放,其运动动的v-t图图像如图图乙所示,其中B点处为处为 整条图线图线 切线线斜率最大的位置(图图中标标出了该该切线线)。则则下列说说法正确的是( )A.B为为中垂线线上电场电场 强度最小的点,其电场电场 强度E=1103V/mB.由C到A的过过程中,物块块的电势电势 能先减小后变变大C.由C到A的过过程中,电势电势 逐渐渐升高D.A、B两点间间的电势电势 差大小为为5103V【解析】选D。据运动的v-t图像可知物块在B点加速度最大,电场强度最大,选项A错误;由C到A的过程中,
10、只有电场力做功,物块动能变大,电势能减小,电势逐渐降低,选项B、C错误;据qU=可得A、B两点间的电势差大小为5103V,选项D正确。【典题训练3】如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子( )A.所受重力与电场力平衡B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加D.做匀速直线运动【热点考向2】电容器与粒子的运动规律 【解题指导】解答本题应把握以下两点：(1)由直线运动的条件分析带电粒子的受力情况，并确定运动的性质。(2)由动能定理分析能量的变化情况。【解析】选B。分析带电粒子的受力情况，画出其受力图如图所示
11、。可以看出其合力方向与其速度方向相反。所以,带电粒子在电场中做匀减速直线运动。电场力做负功，重力不做功，动能减少，电势能增加,故选项A、C、D错误，选项B正确。【典题训练4】如图所示是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D.带正电的矿粉电势能变大【解题指导】解答本题时应注意以下三点：(1)平行板间电场方向与极板上所带电荷电性间的关系：“由正极板指向负极板”。(2)电场力方向与场强方向、电荷电性间的关系。(3)电场力做功与电势能变化之间
12、的关系。【解析】选B。由题图可知匀强电场的场强方向水平向左，故带正电的矿粉受水平向左的电场力作用而落在左侧，A错。在带正电的矿粉下落的过程中，由于受到向左的电场力作用而向左运动，故电场力对带正电的矿粉做正功，带正电的矿粉电势能减小,则B正确、D错误。对于带负电的矿粉而言，由于受到水平向右的电场力作用而向右运动，在运动过程中电场力对其做正功，电势能减小，C错。 【拓展提升】 【考题透视】平行板电容器问题是近几年高考中时常出现的考点，分析近几年的高考命题，命题规律主要有以下两点：(1)一般以选择题的形式考查电容器的定义式和平行板电容器的决定式；(2)以选择题的形式考查极板间场强极板间的电势、带电粒
13、子的电势能及电容器的充放电规律等问题。【借题发挥】平行板电容器问题的分析思路(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)应用平行板电容器的决定式 分析电容器的电容的变化；(3)应用电容器的定义式分析电容器带电量和两板间电压的变化情况；(4)根据控制变量法对电容器的变化进行综合分析，得出结论。 1.科学家研究发现，磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大，图示电路中，GMR为一个磁敏电阻，R、R2为滑动变阻器，R1、R3为定值电阻，当开关S1和S2闭合时，电容器一带电微粒恰好处于静止状态，则( )【通关题组】A只调节电阻R，当P1向右端移动时，电
14、阻R1消耗的电功率变大B只调节电阻R，当P1向右端移动时，带电微粒向下运动C只调节电阻R2，当P2向下端移动时，电阻R1消耗的电功率变大D只调节电阻R2，当P2向下端移动时，带电微粒向下运动【解析】选A。闭合S1和S2 时，带电微粒恰好处于静止状态，当向右移动滑片P1时，滑动变阻器R接入电路的有效阻值增加，通过电磁铁的电流减小，磁敏电阻所在位置的磁感应强度减弱，磁敏电阻的阻值减小，根据闭合电路欧姆定律得知，通过电阻R1的电流增加，电阻R1消耗的功率P1=I2R1增加，选项A正确；当向右移动滑动变阻器R的滑片 P1时，通过电阻R1的电流增加，滑动变阻器R2两端的电压增加，也就是电容器两极板间的电
15、压增大，粒子所受电场力增大，电场力大于重力，带电微粒向上运动，选项B错误；只调节电阻R2，当P2向下端移动时，磁敏电阻的阻值保持不变，滑动变阻器R2的有效阻值增加，通过电阻R1的电流减小，电阻R1消耗的电功率变小，选项C错误；电容器两板间的电压为UC=E-U1-U内-UGMR=E-I(R1+r+RGMR) ,电压增加，带电微粒向上运动，选项D错误。 2.(2013石家庄一模)如图图所示,D是一个具有单单向导电导电 性的理想二极管,水平放置的平行板电电容器AB内部原有带电带电 微粒P处处于静止状态态。下列措施下,关于P的运动动情况的说说法中不正确的是( )A.保持S闭闭合,增大A、B板间间距离,
16、P仍静止B.保持S闭闭合,减小A、B板间间距离,P向上运动动C.断开S后,增大A、B板间间距离,P向下运动动D.若B板接地,断开S后,A板稍下移,P的电势电势 能不变变【解析】选C。保持开关S闭合,电容器的电压不变,增大A、B板间距离,则导致电容器的电容减小,则出现电容器的电量减小,然而二极管作用导致电容器的电量不会减小,则电容器的电量会不变,由于平行板电容器的电场强度与电容器的电量、电介质及正对面积有关,所以电场强度不变,故A正确;当减小A、B板间距离,则导致电容器的电容增大,则出现电容器的电量增加,因此电场强度增大,所以P向上运动,故B正确;增大A、B板间距离,导致电容器的电容减小,由于断开开关S,则电容器的
