【備考導(dǎo)航】2016屆高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題三 電場和磁場 第1講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動

1、 第1部分專題整合突破專題三 電場和磁場第1講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動高三物理二輪復(fù)習(xí)高三物理二輪復(fù)習(xí) A支架對地面的壓力大小為支架對地面的壓力大小為2.0 NB兩線上的拉力大小兩線上的拉力大小F1F21.9 NC將將B水平右移，使水平右移，使M、A、B在同一直線上，此時兩線上的拉在同一直線上，此時兩線上的拉力大小力大小F11.225 N，F(xiàn)21.0 ND將將B移到無窮遠(yuǎn)處，兩線上的拉力大小移到無窮遠(yuǎn)處，兩線上的拉力大小F1F20.866 N解析：解析：由由WqU可知，可知，NP，所以，所以N點(diǎn)與點(diǎn)與P點(diǎn)是位于同一等點(diǎn)是位于同一等勢面上，由于直線勢面上，由于直線c與直線與直線d平行，故直

2、線平行，故直線c位于另一等勢面上；由于位于另一等勢面上；由于電子從電子從M到到N，電場力做負(fù)功故，電場力做負(fù)功故MN，A錯；錯；B對；電子從對；電子從M到到Q，電場力不做功，電場力不做功，C錯；電子由錯；電子由P點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)，電場力做正功，點(diǎn)，電場力做正功，D錯錯答案：答案：B(1)粒子從粒子從A到到C過程中電場力對它做的功；過程中電場力對它做的功；(2)粒子從粒子從A到到C過程所經(jīng)歷的時間；過程所經(jīng)歷的時間；(3)粒子經(jīng)過粒子經(jīng)過C點(diǎn)時的速率點(diǎn)時的速率主要題型主要題型選擇題和計(jì)算題選擇題和計(jì)算題知識熱點(diǎn)知識熱點(diǎn)(1)電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)，勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷

3、的場強(qiáng)，勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系，電場強(qiáng)度、電勢關(guān)系，電場強(qiáng)度、電勢(差差)、電勢能和電場線之間的關(guān)系、電勢能和電場線之間的關(guān)系(2)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動物理方法物理方法矢量運(yùn)算法矢量運(yùn)算法(平行四邊形定則平行四邊形定則)模型法、對稱法、守恒法、補(bǔ)償模型法、對稱法、守恒法、補(bǔ)償法法命題趨勢命題趨勢2016年高考，預(yù)計(jì)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)，電場強(qiáng)度與電勢年高考，預(yù)計(jì)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)，電場強(qiáng)度與電勢(差差)、電勢能、電勢能和電場線之間的關(guān)系以及電場力做功與電勢能變化的關(guān)系仍會出現(xiàn)，和電場線之間的關(guān)系以及電場力做功與電勢能變化的關(guān)系仍會出現(xiàn)，并很可能會以選擇題的形式進(jìn)行考

4、查帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動并很可能會以選擇題的形式進(jìn)行考查帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動有可能會以選擇題或計(jì)算題的形式出現(xiàn)有可能會以選擇題或計(jì)算題的形式出現(xiàn)考向一電場線的理解與應(yīng)用考向一電場線的理解與應(yīng)用典例典例1導(dǎo)學(xué)號：導(dǎo)學(xué)號：82460079(2015遼師大遼師大附中二模附中二模)如圖所示，一重力不計(jì)的帶電粒子以某如圖所示，一重力不計(jì)的帶電粒子以某一速度進(jìn)入負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場中，且只在電場一速度進(jìn)入負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場中，且只在電場力作用下依次通過力作用下依次通過M、N、P三點(diǎn)，其中三點(diǎn)，其中N點(diǎn)是軌點(diǎn)是軌跡上距離負(fù)點(diǎn)電荷最近的點(diǎn)若粒子在跡上距離負(fù)點(diǎn)電荷最近的點(diǎn)若粒子在M點(diǎn)和點(diǎn)和P點(diǎn)點(diǎn)的速率相

5、等，則的速率相等，則()A粒子在粒子在N點(diǎn)時的速率最大點(diǎn)時的速率最大BUMNUNPC粒子在粒子在N點(diǎn)時的加速度最大點(diǎn)時的加速度最大D粒子在粒子在M點(diǎn)時的電勢能大于其在點(diǎn)時的電勢能大于其在N點(diǎn)時的電勢能點(diǎn)時的電勢能第二步：審問題第二步：審問題明確解題思路明確解題思路(1)分析粒子從分析粒子從M點(diǎn)到點(diǎn)到N點(diǎn)電場力做功情況點(diǎn)電場力做功情況由功能關(guān)系比較由功能關(guān)系比較M、N兩點(diǎn)的速率大小及粒子在兩點(diǎn)的速率大小及粒子在M點(diǎn)和點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢能大小關(guān)系點(diǎn)的電勢能大小關(guān)系(2)分析分析UMN和和UNP的關(guān)系的關(guān)系需要對粒子在由需要對粒子在由M點(diǎn)到點(diǎn)到N點(diǎn)和由點(diǎn)和由N點(diǎn)點(diǎn)到到P點(diǎn)列動能定理方程確定點(diǎn)列動能定理方

6、程確定電場性質(zhì)的判斷思路電場性質(zhì)的判斷思路1明確電場的電場線與等勢面的分布規(guī)律明確電場的電場線與等勢面的分布規(guī)律2利用電場線的疏密分布規(guī)律或場強(qiáng)的疊加原理判利用電場線的疏密分布規(guī)律或場強(qiáng)的疊加原理判定場強(qiáng)的強(qiáng)弱定場強(qiáng)的強(qiáng)弱3根據(jù)電場線的方向、電場線的疏密及電勢能的大小分析電勢根據(jù)電場線的方向、電場線的疏密及電勢能的大小分析電勢的高低的高低4應(yīng)用電場力做功與電勢能改變之間的關(guān)系判定電勢能的大小應(yīng)用電場力做功與電勢能改變之間的關(guān)系判定電勢能的大小或電場力做功情況或電場力做功情況A正方體兩頂點(diǎn)正方體兩頂點(diǎn)A、D電場強(qiáng)度相同電場強(qiáng)度相同B正方體兩頂點(diǎn)正方體兩頂點(diǎn)A、D電勢相同電勢相同C兩等量異種點(diǎn)電荷

7、周圍電場線和面兩等量異種點(diǎn)電荷周圍電場線和面ABB1A1總是垂直總是垂直D負(fù)檢驗(yàn)電荷負(fù)檢驗(yàn)電荷q在頂點(diǎn)在頂點(diǎn)A處的電勢能小于在頂點(diǎn)處的電勢能小于在頂點(diǎn)D處的電勢能處的電勢能解析：解析：由等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布可知，由等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布可知，A、D兩點(diǎn)電場強(qiáng)兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等，方向不同，度大小相等，方向不同，A錯誤；沿電場線方向電勢降低，錯誤；沿電場線方向電勢降低，A點(diǎn)電勢點(diǎn)電勢高于高于D點(diǎn)電勢，點(diǎn)電勢，B錯誤；錯誤；A、B、B1、A1四點(diǎn)電勢相同，但面四點(diǎn)電勢相同，但面ABB1A1不是等勢面，電場線不總與該面垂直，不是等勢面，電場線不總與該面垂直，C錯誤；錯誤；A點(diǎn)電勢高于點(diǎn)電勢

8、高于D點(diǎn)電點(diǎn)電勢，將負(fù)電荷從勢，將負(fù)電荷從A點(diǎn)移到點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場力做負(fù)功，電勢能增大，點(diǎn)，電場力做負(fù)功，電勢能增大，D正正確確答案：答案：D解析：解析：根據(jù)電場線的疏密可知根據(jù)電場線的疏密可知EaEb，A對；根據(jù)對；根據(jù)“沿電場線方沿電場線方向電勢降低向電勢降低”的結(jié)論可知的結(jié)論可知ba，B錯，根據(jù)電場強(qiáng)度的疊加原理可錯，根據(jù)電場強(qiáng)度的疊加原理可知知EcEd，C對，正電荷在對，正電荷在c、d兩點(diǎn)產(chǎn)生的電勢為正且相等，兩負(fù)電兩點(diǎn)產(chǎn)生的電勢為正且相等，兩負(fù)電荷在荷在c、d點(diǎn)產(chǎn)生的電勢之和為負(fù)值，絕對值在點(diǎn)產(chǎn)生的電勢之和為負(fù)值，絕對值在c點(diǎn)的較大，故點(diǎn)的較大，故cd，D對對答案：答案：ACD考向二

9、電容器及帶電粒子在電場中的運(yùn)動考向二電容器及帶電粒子在電場中的運(yùn)動典例典例2導(dǎo)學(xué)號：導(dǎo)學(xué)號：82460082(2015運(yùn)城一模運(yùn)城一模)真空中的某裝置如真空中的某裝置如圖所示，其中平行金屬板圖所示，其中平行金屬板A、B之間有加速電場，之間有加速電場，C、D之間有偏轉(zhuǎn)電之間有偏轉(zhuǎn)電場，場，M為熒光屏今有質(zhì)子、氘核和為熒光屏今有質(zhì)子、氘核和粒子均由粒子均由A板從靜止開始被加速板從靜止開始被加速電場加速后垂直于電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，最后打在熒光屏上已知電場加速后垂直于電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，最后打在熒光屏上已知質(zhì)子、氘核和質(zhì)子、氘核和粒子的質(zhì)量之比為粒子的質(zhì)量之比為1 2 4，電荷量之比為，電荷量之比

10、為1 1 2，則下列判斷中正確的是則下列判斷中正確的是()A三種粒子從三種粒子從B板運(yùn)動到熒光屏經(jīng)歷的時間相同板運(yùn)動到熒光屏經(jīng)歷的時間相同B三種粒子打到熒光屏上的位置相同三種粒子打到熒光屏上的位置相同C偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子做功之比為偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子做功之比為1 2 2D偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子做功之比為偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子做功之比為1 2 4帶電粒子在電場中運(yùn)動問題的分析思路帶電粒子在電場中運(yùn)動問題的分析思路1首先分析粒子的運(yùn)動規(guī)律，區(qū)分是在電場中的直首先分析粒子的運(yùn)動規(guī)律，區(qū)分是在電場中的直線運(yùn)動還是偏轉(zhuǎn)運(yùn)動問題線運(yùn)動還是偏轉(zhuǎn)運(yùn)動問題2對于直線運(yùn)動問題，可根據(jù)對粒子的

11、受力分析與運(yùn)動分析，對于直線運(yùn)動問題，可根據(jù)對粒子的受力分析與運(yùn)動分析，從以下兩種途徑進(jìn)行處理：從以下兩種途徑進(jìn)行處理：(1)如果是帶電粒子受恒定電場力作用下的直線運(yùn)動問題，應(yīng)用如果是帶電粒子受恒定電場力作用下的直線運(yùn)動問題，應(yīng)用牛頓第二定律找出加速度，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式確定帶電粒子的速度、牛頓第二定律找出加速度，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式確定帶電粒子的速度、位移等位移等(2)如果是非勻強(qiáng)電場中的直線運(yùn)動，一般利用動能定理研究全如果是非勻強(qiáng)電場中的直線運(yùn)動，一般利用動能定理研究全過程中能的轉(zhuǎn)化，研究帶電粒子的速度變化、運(yùn)動的位移等過程中能的轉(zhuǎn)化，研究帶電粒子的速度變化、運(yùn)動的位移等3對于曲線運(yùn)動問題，一般是類

12、平拋運(yùn)動模型，通常采用運(yùn)動對于曲線運(yùn)動問題，一般是類平拋運(yùn)動模型，通常采用運(yùn)動的合成與分解方法處理通過對帶電粒子的受力分析和運(yùn)動規(guī)律分析，的合成與分解方法處理通過對帶電粒子的受力分析和運(yùn)動規(guī)律分析，借助運(yùn)動的合成與分解，尋找兩個分運(yùn)動，再應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律或運(yùn)借助運(yùn)動的合成與分解，尋找兩個分運(yùn)動，再應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律或運(yùn)動學(xué)方程求解動學(xué)方程求解4當(dāng)帶電粒子從一個電場區(qū)域進(jìn)入另一個電場區(qū)域時，要注意當(dāng)帶電粒子從一個電場區(qū)域進(jìn)入另一個電場區(qū)域時，要注意分析帶電粒子的運(yùn)動規(guī)律的變化及兩區(qū)域電場交界處的有關(guān)聯(lián)的物理分析帶電粒子的運(yùn)動規(guī)律的變化及兩區(qū)域電場交界處的有關(guān)聯(lián)的物理量，這些關(guān)聯(lián)量往往是解決問題的突

13、破口量，這些關(guān)聯(lián)量往往是解決問題的突破口A偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn)電場E2對三種粒子做功一樣多對三種粒子做功一樣多B三種粒子打到屏上時的速度一樣大三種粒子打到屏上時的速度一樣大C三種粒子運(yùn)動到屏上所用時間相同三種粒子運(yùn)動到屏上所用時間相同D三種粒子一定打到屏上的同一位置三種粒子一定打到屏上的同一位置考向三電場中的功能關(guān)系的應(yīng)用考向三電場中的功能關(guān)系的應(yīng)用典例典例3導(dǎo)學(xué)號：導(dǎo)學(xué)號：82460085(2015四川理綜，四川理綜，10)如圖所示，粗如圖所示，粗糙、絕緣的直軌道糙、絕緣的直軌道OB固定在水平桌面上，固定在水平桌面上，B端與桌面邊緣對齊，端與桌面邊緣對齊，A是是軌道上一點(diǎn)，過軌道上一點(diǎn)，過A點(diǎn)并垂直

14、于軌道的豎直面右側(cè)有大小點(diǎn)并垂直于軌道的豎直面右側(cè)有大小E1.5106 N/C，方向水平向右的勻強(qiáng)電場帶負(fù)電的小物體，方向水平向右的勻強(qiáng)電場帶負(fù)電的小物體P電荷量是電荷量是2.0106 C，質(zhì)量，質(zhì)量m0.25 kg，與軌道間動摩擦因數(shù)，與軌道間動摩擦因數(shù)0.4.P從從O點(diǎn)由靜止點(diǎn)由靜止開始向右運(yùn)動，經(jīng)過開始向右運(yùn)動，經(jīng)過0.55 s到達(dá)到達(dá)A點(diǎn)，到達(dá)點(diǎn)，到達(dá)B點(diǎn)時速度是點(diǎn)時速度是 5m/s，到達(dá)，到達(dá)空間空間D點(diǎn)時速度與豎直方向的夾角為點(diǎn)時速度與豎直方向的夾角為，且，且tan 1.2.P在整個運(yùn)動過在整個運(yùn)動過程中始終受到水平向右的某外力程中始終受到水平向右的某外力F作用，作用，F(xiàn)大小與大小

15、與P的速率的速率v的關(guān)系如的關(guān)系如表所示表所示P視為質(zhì)點(diǎn)，電荷量保持不變，忽略空氣阻力，取視為質(zhì)點(diǎn)，電荷量保持不變，忽略空氣阻力，取g10 m/s2.求：求：(1)小物體小物體P從開始運(yùn)動至速率為從開始運(yùn)動至速率為2 m/s所用的時間；所用的時間；(2)小物體小物體P從從A運(yùn)動至運(yùn)動至D的過程，電場力做的功的過程，電場力做的功v/(ms1)0v22v5v5F/N263解決電學(xué)中功能關(guān)系問題時應(yīng)注意以下兩點(diǎn)解決電學(xué)中功能關(guān)系問題時應(yīng)注意以下兩點(diǎn)1電場力做功與路徑無關(guān)，電場力做的功等于電電場力做功與路徑無關(guān)，電場力做的功等于電勢能的減少量勢能的減少量2力學(xué)中的幾個功能關(guān)系在電學(xué)中仍然成立力學(xué)中的幾

16、個功能關(guān)系在電學(xué)中仍然成立解析：解析：帶電小球受豎直向下的重力和水平向左的電場力，合力的帶電小球受豎直向下的重力和水平向左的電場力，合力的方向斜向右下方，此時合力的方向與方向斜向右下方，此時合力的方向與v0的方向之間的夾角大于的方向之間的夾角大于90，故小球一定做曲線運(yùn)動，運(yùn)動過程中速率先減小，當(dāng)速度方向與合力故小球一定做曲線運(yùn)動，運(yùn)動過程中速率先減小，當(dāng)速度方向與合力方向夾角小于方向夾角小于90后小球又做加速運(yùn)動，故后小球又做加速運(yùn)動，故B、C正確，正確，A、D錯誤錯誤答案：答案：BC帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動問題帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動問題易誤警示易誤警示這類問題涉及力學(xué)和電場知識的綜合

17、運(yùn)用，但實(shí)際上是一個力學(xué)這類問題涉及力學(xué)和電場知識的綜合運(yùn)用，但實(shí)際上是一個力學(xué)問題，解答這類問題，仍要從受力分析問題，解答這類問題，仍要從受力分析(力的大小、方向的變化特點(diǎn)力的大小、方向的變化特點(diǎn))和運(yùn)動分析和運(yùn)動分析(運(yùn)動狀態(tài)及形式運(yùn)動狀態(tài)及形式)入手，應(yīng)用力學(xué)的基本規(guī)律定性、定量入手，應(yīng)用力學(xué)的基本規(guī)律定性、定量討論，注意思維方法和技巧的靈活運(yùn)用討論，注意思維方法和技巧的靈活運(yùn)用易錯例析易錯例析典例典例如圖如圖(a)所示，平行板電容器間距為所示，平行板電容器間距為d，兩板所加電壓如，兩板所加電壓如圖圖(b)所示，所示，t0時刻，質(zhì)量為時刻，質(zhì)量為m、帶電荷量為、帶電荷量為q的粒子以平行于

18、極板的粒子以平行于極板的速度的速度v0射入電容器，射入電容器，2.5T時恰好落在下極板上，帶電粒子的重力不時恰好落在下極板上，帶電粒子的重力不計(jì)，在這一過程中，求：計(jì)，在這一過程中，求：(1)該粒子的水平位移；該粒子的水平位移；(2)粒子落到下極板時的速度粒子落到下極板時的速度 常見誤區(qū)常見誤區(qū)易錯角度易錯角度錯因剖析錯因剖析錯誤的認(rèn)為粒子射入平行板后錯誤的認(rèn)為粒子射入平行板后一直做類平拋運(yùn)動一直做類平拋運(yùn)動沒有分析出沒有分析出T2T時間內(nèi)粒子時間內(nèi)粒子做勻速運(yùn)動，從而導(dǎo)致豎直方做勻速運(yùn)動，從而導(dǎo)致豎直方向的加速時間認(rèn)為是向的加速時間認(rèn)為是2.5T錯誤的認(rèn)為豎直方向上的速度錯誤的認(rèn)為豎直方向上的速度就是粒子落到下極板時的速度就是粒子落到下極板時的速度不能利用運(yùn)動的合成與分解進(jìn)不能利用運(yùn)動的合成與分解進(jìn)行解題行解題防范措施防范措施對一個復(fù)雜的運(yùn)動，為研究方便可以把它看成是對一個復(fù)雜的運(yùn)動，為研究方便可以把它看成是由幾個比較簡單的運(yùn)動組合而成的，前者叫做合運(yùn)動，由幾個比較簡單的運(yùn)動組合而成的，前者叫做合運(yùn)動，后者叫做分運(yùn)動某個方向的分運(yùn)動不會因其他分運(yùn)后者叫做分運(yùn)動某個方向的分運(yùn)動不會因其他分運(yùn)動的存在而受到影響，這就是運(yùn)動的獨(dú)立性原理，應(yīng)動的存在而受到影響，這就是運(yùn)動的獨(dú)立