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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑版2022高考物理一轮复习第7章静电场章末专题复习 第7章 静电场 物理方法|带电粒子在交变电场中运动的分析方法 1常见的交变电场 常见的产生交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等 2常见的试题类型 (1)粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解)； (2)二是粒子做往复运动(一般分段研究)； (3)粒子做偏转运动(一般根据交变电场的特点分段研究) 3常用的分析方法 (1)提防全面分析(分析受力特点和运动规律)，抓住粒子的运动具有周期性和空间上具有对称性的特征，求解粒子运动过程中的速度、位移等，并确定与物理过程相关的边界条件 (2)分析时从两条思路启
2、程：一是力和运动的关系，根据牛顿其次定律及运动学规律分析；二是功能关系 如图7-1甲所示，长为L、间距为d的两金属板A、B水平放置，ab为两板的 中心线，一个带电粒子以速度v0从a点水平射入，沿直线从b点射出，若将两金属板接到如图7-1乙所示的交变电压上，欲使该粒子仍能从b点以速度v0射出，求： 甲 乙 图7-1 (1)交变电压的周期T应得志什么条件； (2)粒子从a点射入金属板的时刻应得志什么条件？ 【思路导引】 【解析】 (1)为使粒子仍从b点以速度v0穿出电场，在垂直于初速度方向上，粒子的运动应为：加速，减速，反向加速，反向减速，体验四个过程后，回到中心线上时，在垂直于金属板的方向上速度
3、正好等于零，这段时间等于一个周期，故有LnTv0，解得TL nv0 11?1?2 粒子在T内离开中心线的距离为ya?T? 42?4? qEU0qU0T2 又a，E，解得y md32mdqU0T2 在运动过程中离开中心线的最大距离为ym2y 16md1 粒子不撞击金属板，应有ymd 2解得T2d故n 2mqU0 L2dv0qU0L，即n取大于等于2m2dv0qU0 的整数 2m所以粒子的周期应得志的条件为 LLT，其中n取大于等于nv02dv0qU0 的整数 2m135 (2)粒子进入电场的时间应为T，T，T， 4442n1 故粒子进入电场的时间为tT(n1,2,3) 4【答案】 (1)T1,2
4、,3) 突破训练 1(2022南阳月考)如图7-2甲所示，两块水平平行放置的导电板，板距为d，大量电子(质量为m，电荷量为e)连续不断地从中点O沿与极板平行的OO方向射入两板之间，当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为3t0，当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的周期性电压时，全体的电子均能从两板间通过(不计重力)求这些电子穿过平行板时距OO的最大距离和最小距离 LL，其中n取大于等于nv02dv0qU02n1 的整数 (2)tT(n2m4 图7-2 【解析】 以电场力的方向为正方向，画出电子在t0、tt0时刻进入电场后，沿电场力的方向的速度vy随时间变化的vy-t图象如图
5、a和b所示 a b 电场强度E，电子的加速度a由图甲中vy1at0 U0dEeU0e mdmU0et02U0et0 ，vy2a2t0 dmdm由图甲可得电子的最大侧移 2vy1vy23U0et0 ymaxt0vy1t0t0 22mdvy1 3U0et0 由图乙可得电子的最小侧移ymint0vy1t0 22md3U0et03U0et0 【答案】 md2md高考热点1|描述电场性质物理量的综合问题 电场强度、电势、电势差、电势能的对比 2 2 vy1 2 定义式 电场强度 电势 (Ep为电荷的电势能) 电势由电场本身抉择，与探索电荷无关，其大小与参考点的选取有关，有相对性 电势差 电势能 FE q
6、EpqUABAB 由电场本身的两点间差异抉择，与探索电荷无关，与参考点的选取无关 由电荷量和该点电势二者共同抉择，与参考点的选取有关 抉择因素 电场强度由电场本身抉择，与探索电荷无关 联 系 匀强电场中UABEd(d为A、B间沿电场强度方向上的距离)；电势沿着电场强度方向降低最快：UABAB；UABEpqWAB；WABEpEpAEpB q 如图7-3所示，甲、乙两图中分别有等量同种电荷A1、B1和等量异种电荷A2、B2.在甲图中电荷A1、B1的电场中，a1、O1、b1在点电荷A1、B1的连线上，c1、O1、d1在A1、B1 连线的中垂线上，且O1a1O1b1O1c1O1d1；在乙图中电荷A2、
7、B2的电场中同样也存在这些点，它们分别用a2、O2、b2和c2、O2、d2表示，且O2a2O2b2O2c2O2d2.那么( ) 甲 乙 图7-3 Aa1、b1两点的场强一致，电势一致 Bc1、d1两点的场强一致，电势一致 Ca2、b2两点的场强一致，电势一致 Dc2、d2两点的场强一致，电势一致 D a1、b1两点的场强方向不同，一个向右，一个向左，选项A错误；c1、d1两点的场强方向不同，一个向上，一个向下，选项B错误；a2、b2两点的电势不同，a2点的电势高于 b2点的电势，选项C错误；c2、d2两点的场强、电势都一致，选项D正确 突破训练 2如图7-4所示，在空间直角坐标系O -xyz中
8、，A、B、C、D四个点的坐标分别为(L,0,0)、(0，L,0)、(0,0，L)、(2L,0,0)在坐标原点O处固定电荷量为Q的点电荷，以下说法正确的是( ) 图7-4 A电势差UOAUAD BA、B、C三点的电场强度一致 C电子在B点的电势能大于在D点的电势能 D将一电子由D点分别移动到A、C两点，电场力做功一致 D 点电荷产生的场强离点电荷越远，场强越小，由UEd可得UOAUAD，A错误；A、 B、C三点的场强大小相等，方向不同，B错误；离点电荷越远电势越低，由Epq得电子 在B点的电势能小于在D点的电势能，C错误；A、C两点的电势一致，电子在A、C两点的电势能相等，因此将电子由D点分别移
9、到A、C两点电势能变化一致，因此电场力做功一致，D正确 高考热点2|带电粒子(物体)在电场中运动的综合问题 1分析方法 (1)力和运动的关系牛顿其次定律：根据带电粒子受到静电力，用牛顿其次定律求 出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等这种方法通常适用于受恒力作用下做匀变速运动的处境 (2)功和能的关系动能定理：根据静电力对带电粒子所做的功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理研究全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化、体验的位移等这种方法同样也适用于非匀强的电场 (3)正交分解法或化曲为直法 处理这种运动的根本思想与处理平抛运动是类似的，可以将此繁杂的运动分解为两个彼此正交
10、的对比简朴的直线运动，而这两个直线运动的规律是我们已经掌管的，然后再按运动合成的观点去求出繁杂运动的有关物理量 2解题流程 (多项选择)在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出， 其运动的轨迹如图7-5所示，小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8 J，在M点的动能为6 J，不计空气的阻力，那么以下判断正确的是( ) 图7-5 A小球水平位移x1与x2的比值为13 B小球水平位移x1与x2的比值为14 C小球落到B点时的动能为32 J D小球从A点运动到B点的过程中最小动能为6 J AC 小球在水平方向做初速度为零的匀加速运动，小球在
11、竖直方向上升和下落的时间一致，由匀变速直线运动位移与时间的关系可知水平位移x1x213，选项A正确，B错1误；设小球在M点时的水平分速度为，那么小球在B点时的水平分速度为2，根据题意有 2 22mv208 J，m6 J，因而在B点时小球的动能为EkBmv0 1 212 22 32 J，选项C 正确；由题意知，小球受到的合外力为重力与电场力的合力，为恒力，小球在A点时，F合 与速度之间的夹角为钝角，小球在M点时，速度与F合之间的夹角为锐角，即F合对小球先做负功再做正功，由动能定理知，小球从A到M过程中，动能先减小后增大，小球从M到B的过程中，合外力一向做正功，动能一向增大，故小球从A运动到B的过
12、程中最小动能确定小于6 J，选项D错误 突破训练 3(2022长沙模拟)有带电平行板电容器竖直放置，如图7-6所示，两极板间距d0.1 m，电势差U1 000 V，现从平行板上A处以vA3 m/s速度水平向左射入一带正电小球(已知小球带电荷量q10C，质量m0.02 g)，经一段时间后察觉小球恰好没有与左极板相碰撞且打在A点正下方的B处，求A、B间的距离sAB.(g取10 m/s) 2 7 图7-6 【解析】 小球m在A处以vA水平射入匀强电场后，仅受重力和电场力，合力确定，而且合力与初速度不在同一向线上，那么小球做匀变速曲线运动在竖直方向上，小球做自由落体运动其运动轨迹如下图 把小球的曲线运
13、动沿水平和竖直方向举行分解在水平方向上，小球有初速度vA，受恒12 定的电场力qE作用做匀变速直线运动，且由qUmvA知，小球不会到达左极板处在竖直 2方向上，小球做自由落体运动两个分运动的运动时间相等，设为t，那么在水平方向上： U1 0004EV/m10 V/m d0.1 qE10710422 那么其加速度大小为a水平3 m/s50 m/s， m0.0210 2vA23那么t s0.12 s a50 12122 在竖直方向上：sABgt100.12 m7.210 m. 22【答案】 7.210m 2 正确；由题意知，小球受到的合外力为重力与电场力的合力，为恒力，小球在A点时，F合 与速度之间的夹角为钝角，小球在M点时，速度与F合之间的夹角为锐角，即F合对小球先做负功再做正功，由动能定理知，小球从A到M过程中，动能先减小后增大，小球从M到B的过程中，合外力一向做正功，动能一向增大，故小球从A运动到B的过程中最小动能确定小于6 J，选项D错误 突破训练 3(2022长沙模拟)有带电平行板电容器竖直放置，如图7-6所示，两极板间距d0.1 m，电势差U1 000 V，现从平行板上A处以vA3 m/s速度水平向左射入一带正电小球(已知小球带电荷量q10C，质量m
