2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)

1、專題四電場與磁場專題四電場與磁場【必備知識建體系】知識方法通關(guān)必備【必備知識建體系】知識方法通關(guān)必備【解題思維明方法】方法1:挖補(bǔ)法求解帶電體間的庫侖力時(shí),可假想帶電體是在一個(gè)規(guī)則帶電體上,挖掉或增添另一個(gè)規(guī)則帶電體得到的。方法2:類比法分析帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí),可類比帶電粒子在重力場中的運(yùn)動(dòng),進(jìn)行分析求解?！窘忸}思維明方法】方法3:假設(shè)法分析平行板電容器問題時(shí),遇到變量較多的情況,可先假設(shè)其中某個(gè)物理量不變。方法4:正交分解法分析勻變速曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),可將曲線運(yùn)動(dòng)分解到兩個(gè)垂直的方向上,然后分析兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)。方法3:假設(shè)法方法5:對稱法帶電粒子在電場、磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)軌跡往往具有對稱性,注意

2、應(yīng)用對稱的特點(diǎn)確定長度、角度的大小關(guān)系。2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)方法5:對稱法2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 第7講電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)第7講電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)考向一電場的基本性質(zhì)(基礎(chǔ)保分) 【建模型】通規(guī)律 【模型】常見的電場1.模型圖解2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)考向一電場的基本性質(zhì)(基礎(chǔ)保分) 2021屆高考物理二

3、輪復(fù)2.應(yīng)用規(guī)律:電場強(qiáng)度、電勢、電勢能的對比2.應(yīng)用規(guī)律:【練類題】重拓展1.(點(diǎn)電荷的電場)(多選)(2020泉州一模)在真空中某正點(diǎn)電荷的電場中,將兩個(gè)不同的檢驗(yàn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn),兩檢驗(yàn)電荷所受電場力方向如圖所示(不計(jì)檢驗(yàn)電荷間相互作用),下列說法正確的是()A.N處檢驗(yàn)電荷帶負(fù)電且F2 F1B.兩檢驗(yàn)電荷帶異種電荷C.M點(diǎn)檢驗(yàn)電荷的電勢能小于N點(diǎn)檢驗(yàn)電荷的電勢能D.若將M點(diǎn)處檢驗(yàn)電荷沿MN連線從M點(diǎn)移到N點(diǎn),其電勢能一定先增大后減小2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)【

4、練類題】重拓展2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講【解析】選B、D。由庫侖定律可知,電場力在兩點(diǎn)電荷的連線上,則帶正電的場源電荷所在位置如圖所示,因?yàn)閳鲈措姾蓭д?所以M點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷帶正電,N點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷帶負(fù)電;又因?yàn)镸、N兩點(diǎn)檢驗(yàn)電荷的電荷量大小未知,由F=qE可知,F1、F2的大小無法比較,故A錯(cuò)誤,B正確;以無窮遠(yuǎn)處的電勢為0,帶正電的場源電荷周圍的電勢為正值,由Ep = q可知,M點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷的電勢能為正值,N點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷的電勢能為負(fù)值,所以M點(diǎn)檢驗(yàn)電荷的電勢能大于N點(diǎn)檢驗(yàn)電荷的電勢能,故C錯(cuò)誤;若將M點(diǎn)處檢驗(yàn)電荷沿MN連線從M點(diǎn)移到N點(diǎn),因?yàn)镸N連線上的電勢先升高后降低,則

5、帶正電的檢驗(yàn)電荷的電勢能一定先增大后減小,故D正確。2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)【解析】選B、D。由庫侖定律可知,電場力在兩點(diǎn)電荷的連線上,2. (電場的疊加)(多選)如圖所示,在光滑絕緣水平面上,A、B和C為等邊三角形ABC的頂點(diǎn),A、B固定正點(diǎn)電荷+Q,C固定負(fù)點(diǎn)電荷-Q,D、E是A、B連線上的兩點(diǎn),且AD=DE=EB。則()A.D點(diǎn)和E點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等B.D點(diǎn)和E點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相同C.D點(diǎn)和E點(diǎn)的電勢相等D.將負(fù)電荷從D點(diǎn)移到E點(diǎn),電勢能增加2021屆高考物理二輪

6、復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)2. (電場的疊加)(多選)如圖所示,在光滑絕緣水平面上,A【解析】選A、C。D、E兩點(diǎn)電場,是A、B兩正點(diǎn)電荷的電場與C點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷的電場的疊加。A、B兩正點(diǎn)電荷在D點(diǎn)和E點(diǎn)的合場強(qiáng)大小相等,方向相反,C點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷在D點(diǎn)和E點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等,方向不同,所以,D點(diǎn)和E點(diǎn)的合場強(qiáng)大小相等,方向不同,A正確,B錯(cuò)誤;D點(diǎn)和E點(diǎn)在-Q的等勢面上,同時(shí)關(guān)于兩正點(diǎn)電荷對稱,所以D點(diǎn)和E點(diǎn)的電勢相等,C正確;根據(jù)電勢能的計(jì)算公式Ep=q,可知負(fù)電荷在D點(diǎn)和E點(diǎn)的電勢能相同,D錯(cuò)誤

7、。2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)【解析】選A、C。D、E兩點(diǎn)電場,是A、B兩正點(diǎn)電荷的電場與3. (電勢與等勢面)如圖所示,兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷分別位于P、Q兩點(diǎn),P、Q兩點(diǎn)在同一豎直線上,水平面內(nèi)有一正三角形ABC,且PQ連線的中點(diǎn)O為三角形ABC的中心,M、N為PQ連線上關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn),則下列說法中正確的是()A.A、B、C三點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等但方向不同B.A、B、C三點(diǎn)的電勢相等C.M點(diǎn)電場強(qiáng)度小于A點(diǎn)電場強(qiáng)度D.將一正點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力做正功2021屆高考

8、物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)3. (電勢與等勢面)如圖所示,兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷分別位于P【解析】選B。由于等量異種電荷的中垂面上任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向均與兩電荷連線平行且由正電荷指向負(fù)電荷,即方向豎直向下,又由幾何關(guān)系知,A、B、C三點(diǎn)與兩電荷的距離相等,所以A、B、C三點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等,方向相同,故A錯(cuò);等量異種電荷的中垂面為等勢面,故A、B、C、O四點(diǎn)電勢相等,故B對;由于連線上M點(diǎn)電場強(qiáng)度大于O點(diǎn)電場強(qiáng)度,而O點(diǎn)電場強(qiáng)度大于A點(diǎn)電場強(qiáng)度,所以M點(diǎn)電場強(qiáng)度大于A點(diǎn)電場強(qiáng)度,C錯(cuò);連線上

9、O點(diǎn)電勢高于N點(diǎn)電勢,而O點(diǎn)電勢等于B點(diǎn)電勢,即B點(diǎn)電勢高于N點(diǎn)電勢,正電荷從N點(diǎn)移到B點(diǎn),即為從低電勢點(diǎn)移向高電勢點(diǎn),電場力做負(fù)功,故D錯(cuò)。2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)【解析】選B。由于等量異種電荷的中垂面上任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向【加固訓(xùn)練】(多選)(2019全國卷)如圖,電荷量分別為q和-q(q0)的點(diǎn)電荷固定在正方體的兩個(gè)頂點(diǎn)上,a、b是正方體的另外兩個(gè)頂點(diǎn)。則()A.a點(diǎn)和b點(diǎn)的電勢相等B.a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等C.a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相同D.將負(fù)電荷從a點(diǎn)移

10、到b點(diǎn),電勢能增加2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)【加固訓(xùn)練】2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電【解析】選B、C。兩個(gè)點(diǎn)電荷間的電場線分布是由q指向-q的,根據(jù)正方體的特點(diǎn)可知在這四點(diǎn)所在平面上a點(diǎn)和b點(diǎn)所處電場線是關(guān)于q和-q連線對稱的,且b點(diǎn)距離正電荷q較a點(diǎn)更近,沿電場線方向電勢逐漸降低,故b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。如圖所示,兩點(diǎn)電荷在a、b兩點(diǎn)所產(chǎn)生合場強(qiáng)大小相等,方向相同,故B、C項(xiàng)正確。負(fù)電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),由電勢低的地方移動(dòng)到電勢高的地方,電

11、場力做正功,電勢能減小,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)【解析】選B、C。兩個(gè)點(diǎn)電荷間的電場線分布是由q指向-q的,考向二與平行板電容器相關(guān)的電場問題(綜合提能) 【建模型】研典題 【模型】平行板電容器的兩類模型1.模型圖解2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)考向二與平行板電容器相關(guān)的電場問題(綜合提能) 2021屆2.應(yīng)用規(guī)律:平行板電容器的兩類動(dòng)態(tài)問題

12、的分析方法:2.應(yīng)用規(guī)律:【典例】(綜合性)(2020日照一模)如圖所示，平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電池連接，電源負(fù)極接地，a處有一帶電量非常小的固定點(diǎn)電荷，S是閉合的，a表示a點(diǎn)的電勢，F(xiàn)表示點(diǎn)電荷受到的電場力?，F(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動(dòng)，使兩板間的距離增大，則()A.a變大，F(xiàn)變大B.a變大，F(xiàn)變小C.a不變，F(xiàn)不變D.a不變，F(xiàn)變小【典例】(綜合性)(2020日照一模)如圖所示，平行板電容【解析】選B。由于開關(guān)S閉合，電壓UAB保持不變，隨B極板下移，兩極板之間的距離增大，根據(jù)E= 可知兩極板之間的電場強(qiáng)度E減小，則電場力F=qE變??；根據(jù)UAa=EhAa可知UAa減小，由于UAB=UAa

13、+UaB，所以UaB增大，由題圖可知電源的負(fù)極接地，故B板的電勢為0，即B=0，又UaB=a-B，所以a=UaB增大，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。故選B。【解析】選B。由于開關(guān)S閉合，電壓UAB保持不變，隨B極板下【名師點(diǎn)睛】平行板電容器問題的分析思路(1)平行板電容器的兩極板間為勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度通過E= 分析。(2)電容器的電容與電荷量的關(guān)系通過C= 分析。(3)平行板電容器的電容大小由C= 決定?！久麕燑c(diǎn)睛】平行板電容器問題的分析思路【練類題】重拓展1.(定電壓問題)(2020和平區(qū)一模)在生產(chǎn)紡織品、紙張等絕緣材料時(shí),為了實(shí)時(shí)監(jiān)控其厚度,通常要在生產(chǎn)流水線上設(shè)置如圖所示傳感器。其中A、B

14、為平行板電容器的上、下兩個(gè)極板,上下位置均固定,且分別接在恒壓直流電源的兩極上(電源電壓小于材料的擊穿電壓)。當(dāng)流水線上通過的產(chǎn)品厚度減小時(shí),下列說法正確的是()A.A、B平行板電容器的電容增大B.A、B兩板上的電荷量變大C.有電流從a向b流過靈敏電流計(jì)D.A、B兩板間的電場強(qiáng)度變大【練類題】重拓展【解析】選C。根據(jù)C= 可知當(dāng)產(chǎn)品厚度減小,導(dǎo)致r減小時(shí),電容器的電容C減小,A錯(cuò)誤;根據(jù)Q=CU可知極板帶電量Q減小,有放電電流從a向b流過,B錯(cuò)誤,C正確;因兩板之間的電勢差不變,板間距不變,所以兩板間電場強(qiáng)度為E= 不變,D錯(cuò)誤。【解析】選C。根據(jù)C= 可知當(dāng)產(chǎn)品厚度減小,導(dǎo)致2.(定電量問題

15、)(多選)(2020南昌一模)如圖為某一機(jī)器人上的電容式位移傳感器工作時(shí)的簡化模型圖。當(dāng)被測物體在左右方向發(fā)生位移時(shí),電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動(dòng),連接電容器的靜電計(jì)會顯示電容器電壓的變化,進(jìn)而能測出電容的變化,最后就能探測到物體位移的變化,若靜電計(jì)上的指針偏角為,則被測物體()A.向左移動(dòng)時(shí),增大B.向右移動(dòng)時(shí),增大C.向左移動(dòng)時(shí),減小 D.向右移動(dòng)時(shí),減小2.(定電量問題)(多選)(2020南昌一模)如圖為某一機(jī)【解析】選B、C。由公式C= ,可知當(dāng)被測物體帶動(dòng)電介質(zhì)板向左移動(dòng)時(shí),導(dǎo)致兩極板間電介質(zhì)增加,則電容C增加,由公式C= 可知電荷量Q不變時(shí),U減小,則減小,故A錯(cuò)誤,C正確;

16、由公式C= ,可知當(dāng)被測物體帶動(dòng)電介質(zhì)板向右移動(dòng)時(shí),導(dǎo)致兩極板間電介質(zhì)減少,則電容C減小,由公式C= 可知電荷量Q不變時(shí),U增加,則增加,故B正確,D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xB、C。由公式C= ,可知當(dāng)被測物體【加固訓(xùn)練】1.如圖所示,平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接,下極板接地,靜電計(jì)所帶電荷量很少,可被忽略。一帶負(fù)電油滴被固定于電容器中的P點(diǎn)?，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向下平移一小段距離,則下列說法正確的()A.平行板電容器的電容將變小B.帶電油滴的電勢能將減小C.靜電計(jì)指針張角變小D.若將上極板與電源正極斷開后再將下極板左移一小段距離,則帶電油滴所受電場力不變【加固訓(xùn)練】【解

17、析】選B。將平行板電容器的上極板豎直向下移動(dòng)一小段距離,導(dǎo)致極板間距減小,根據(jù)C= 知,d減小,則電容增大,故A錯(cuò)誤;電勢差不變,d減小,則電場強(qiáng)度增加,P點(diǎn)與下極板的電勢差變大,則P點(diǎn)的電勢增大,因?yàn)樵撚偷螏ж?fù)電荷,則電勢能減小,故B正確;靜電計(jì)測量的是電容器兩端的電勢差,因?yàn)殡娙萜魇冀K與電源相連,則電勢差不變,所以靜電計(jì)指針張角不變,故C錯(cuò)誤;若先將電容器上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開,則電荷量不變,再將下極板左移一小段距離,正對面積S減小,根據(jù)E= ,知電場強(qiáng)度變大,則油滴所受電場力變大,故D錯(cuò)誤。 【解析】選B。將平行板電容器的上極板豎直向下移動(dòng)一小段距離,2.(多選)如圖,電路中A、B、

18、C、D是完全相同的金屬極板,P是AB板間的一點(diǎn),在CD板間插有一塊有機(jī)玻璃板。閉合開關(guān),電路穩(wěn)定后將開關(guān)斷開?，F(xiàn)將CD板間的玻璃板抽出,下列說法正確的是()A.金屬板CD構(gòu)成電容器的電容減小B.P點(diǎn)電勢降低C.玻璃板抽出過程中,電阻R中有向右的電流D.AB兩板間的電場強(qiáng)度減小2.(多選)如圖,電路中A、B、C、D是完全相同的金屬極板,【解析】選A、C。根據(jù)C= 可知,將CD板間的有機(jī)玻璃板抽出,即減小電介質(zhì),其他條件不變,則會導(dǎo)致電容變小,故A正確;將CD板間的有機(jī)玻璃板抽出過程中,電容減小,由C= 可知,CD板間電壓變大,則電容器CD處于放電狀態(tài),那么電容器AB間的電量增加,則其電壓會增大,

19、因此電場強(qiáng)度也增大,因B板接地,電勢為零,所以P點(diǎn)的電勢會變大,故B、D錯(cuò)誤;由于電容器CD處于放電狀態(tài),則電阻R中有向右的電流,故C正確?！窘馕觥窟xA、C。根據(jù)C= 可知,將CD板間的有考向三帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)(綜合提能) 【建模型】研典題【模型】 1 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 1.模型圖解考向三帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)(綜合提能) 2.應(yīng)用規(guī)律:類平拋運(yùn)動(dòng)的處理思路(1)處理方法:分解成相互垂直的兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng),類似于平拋運(yùn)動(dòng);(2)運(yùn)動(dòng)規(guī)律:沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),沿電場力方向,做勻加速直線運(yùn)動(dòng),a= 。2.應(yīng)用規(guī)律:【典例1】(綜合性)(2019全國卷)如圖,兩金屬板P、Q水

20、平放置,間距為d。兩金屬板正中間有一水平放置的金屬網(wǎng)G,P、Q、G的尺寸相同。G接地,P、Q的電勢均為(0)。質(zhì)量為m,電荷量為q(q0)的粒子自G的左端上方距離G為h的位置,以速度v0平行于紙面水平射入電場,重力忽略不計(jì)?！镜淅?】(綜合性)(1)求粒子第一次穿過G時(shí)的動(dòng)能,以及它從射入電場至此時(shí)在水平方向上的位移大小。(2)若粒子恰好從G的下方距離G也為h的位置離開電場,則金屬板的長度最短應(yīng)為多少?(1)求粒子第一次穿過G時(shí)的動(dòng)能,以及它從射入電場至此時(shí)在水【解析】(1)PG、QG間場強(qiáng)大小相等,均為E,粒子在PG間所受電場力F的方向豎直向下,設(shè)粒子的加速度大小為a,有E= F=qE=ma

21、設(shè)粒子第一次到達(dá)G時(shí)動(dòng)能為Ek,由動(dòng)能定理有qEh=Ek- 設(shè)粒子第一次到達(dá)G時(shí)所用時(shí)間為t,粒子在水平方向的位移為l,如圖所示,則有h= at2l=v0t【解析】(1)PG、QG間場強(qiáng)大小相等,均為E,粒子在PG間聯(lián)立式解得Ek= l=v0 (2)設(shè)粒子穿過G一次就從電場的右側(cè)飛出,則金屬板的長度最短,如圖所示,由對稱性知,此時(shí)金屬板的長度為L=2l=2v0 答案:(1) v0 (2)2v0 聯(lián)立式解得【母題變式】【變式1】若粒子恰好從與入射點(diǎn)高度相同的位置離開電場,則金屬板的長度可能是多少?【解析】粒子恰好從與入射點(diǎn)高度相同的位置離開電場,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示:由對稱性知,金屬板的長度L=4l

22、=4v0 又根據(jù)運(yùn)動(dòng)的周期性, L=4nl=4nv0 (n=1、2、3)答案:4nv0 (n=1、2、3)【母題變式】【變式2】若金屬板Q的電勢為-,且粒子恰好沿金屬板Q右邊緣離開,則金屬板的長度是多少?【解析】PG、QG間場強(qiáng)大小相等,方向豎直向下。E= ，F(xiàn)=Eq=ma粒子在水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。(h+ )= at2l=v0t由以上幾式可得:l=v0 答案:v0 【變式2】若金屬板Q的電勢為-,且粒子恰好沿金屬板Q右邊緣【模型】 2 帶電粒子在電場中的曲線運(yùn)動(dòng)1.模型圖解【模型】 2 帶電粒子在電場中的曲線運(yùn)動(dòng)2.應(yīng)用規(guī)律:兩種分析方法:先分析受力情況再分析運(yùn)

23、動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過程;然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題。方法1:帶電粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)時(shí),由于帶電微粒在勻強(qiáng)電場中所受電場力與重力都是恒力,可以應(yīng)用正交分解法,先將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)互相正交的簡單的直線運(yùn)動(dòng),然后應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解。方法2:用能量觀點(diǎn)處理帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng),從功能觀點(diǎn)出發(fā)分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問題時(shí),在對帶電粒子受力特點(diǎn)和能量轉(zhuǎn)化情況分析的基礎(chǔ)上,再考慮應(yīng)用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律(動(dòng)能定理、能量轉(zhuǎn)化守恒定律等)解題。2.應(yīng)用規(guī)律:【典例2】(2020德州一模)如圖所示，虛線是某一靜電場的一簇等勢線，數(shù)值為其電勢值。一帶電粒子只在電場力的作用下飛經(jīng)該電場時(shí)，沿圖中的實(shí)線從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，

24、則下列判斷正確的是()A.粒子可能帶負(fù)電B.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度C.粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能小于在B點(diǎn)的動(dòng)能D.粒子在由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，電場力對其做負(fù)功【典例2】(2020德州一模)如圖所示，虛線是某一靜電場的【解析】選C。根據(jù)電場線與等勢面垂直且由高電勢指向低電勢，可知電場線方向大致向左，根據(jù)粒子軌跡的彎曲方向可知，粒子所受的電場力方向大致向左，粒子受力方向與電場線的方向相同，則粒子一定帶正電，A錯(cuò)誤；由題圖可知等勢面間電勢差相等，而B處等差等勢面較密，則B點(diǎn)的場強(qiáng)較大，B錯(cuò)誤；從A點(diǎn)飛到B點(diǎn)粒子所受電場力方向與速度的夾角為銳角，電場力做正功，電勢能減小，動(dòng)能增大，C正確、D錯(cuò)誤

25、。【解析】選C。根據(jù)電場線與等勢面垂直且由高電勢指向低電勢，可【名師點(diǎn)睛】 分析帶電粒子運(yùn)動(dòng)的四條常用規(guī)律(1)能量方法能量守恒定律。(2)功能關(guān)系動(dòng)能定理。(3)力和加速度方法牛頓運(yùn)動(dòng)定律,勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式。(4)力和軌跡的關(guān)系曲線運(yùn)動(dòng)的條件,曲線運(yùn)動(dòng)受力與軌跡的關(guān)系?！久麕燑c(diǎn)睛】 分析帶電粒子運(yùn)動(dòng)的四條常用規(guī)律【練類題】重拓展1.(帶電粒子在非勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng))(2020淄博三模)如圖所示,實(shí)線為兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1、Q2產(chǎn)生的電場的電場線,虛線為電子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡,則下列判斷正確的是()A.A點(diǎn)的場強(qiáng)小于B點(diǎn)的場強(qiáng)B.Q1的電荷量大于Q2的電荷量C.電子在A點(diǎn)的電勢能大于在B點(diǎn)的

26、電勢能D.電子在A點(diǎn)的速度大于在B點(diǎn)的速度【練類題】重拓展【解析】選D。根據(jù)“電場線的密疏表示場強(qiáng)的大小”可知,A點(diǎn)的場強(qiáng)比B點(diǎn)的場強(qiáng)大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)電場線分布情況可知,Q1、Q2是同種電荷。由點(diǎn)電荷Q2周圍電場線較密可知點(diǎn)電荷Q2帶電荷量較多,即Q10)的粒子以速度v0從MN連線上的P點(diǎn)水平向右射入大小為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中。已知MN與水平方向成45角,粒子的重力可以忽略,則粒子到達(dá)MN連線上的某點(diǎn)時(shí)()A.所用時(shí)間為 B.速度大小為3v0C.與P點(diǎn)的距離為 D.速度方向與豎直方向的夾角為302.(帶電粒子在電場中的類平拋運(yùn)動(dòng))(2020浙江7月選考【解析】選C。粒子在電場中做類

27、平拋運(yùn)動(dòng),水平方向x=v0t,豎直方向y= t2,由tan45= ,可得t= ,故A錯(cuò)誤;由于vy= t=2v0,故粒子速度大小為v= ,故B錯(cuò)誤;由幾何關(guān)系可知,到P點(diǎn)的距離為L= v0t= ,故C正確;設(shè)速度方向與豎直方向的夾角為,則有tan= = ,不等于30,故D錯(cuò)誤。 【解析】選C。粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),水平方向x=v0t,3.(功能觀點(diǎn)分析)(2019天津高考)如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場中,質(zhì)量為m的帶電小球,以初速度v從M點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng),通過N點(diǎn)時(shí),速度大小為2v,方向與電場方向相反,則小球從M運(yùn)動(dòng)到N的過程()A.動(dòng)能增加 mv2B.機(jī)械能增加2mv2C.重力勢能增加

28、mv2 D.電勢能增加2mv23.(功能觀點(diǎn)分析)(2019天津高考)如圖所示,在水平向【解析】選B。小球從M運(yùn)動(dòng)到N的過程中動(dòng)能增加量Ek=Ek2-Ek1= m(2v)2- mv2= mv2,因此A錯(cuò)誤;小球在豎直方向上只受重力,做豎直上拋運(yùn)動(dòng),初速度為v,末速度為零,根據(jù)0-v2=-2gh可得增加的重力勢能Ep=mgh= mv2,因此C錯(cuò)誤;小球在水平方向只受電場力,做初速度為零、末速度為2v的勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)(2v)2-0=2ax可得電場力做功W=Fx=max=2mv2,所以電勢能減少2mv2,機(jī)械能增加2mv2,因此B正確、D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xB。小球從M運(yùn)動(dòng)到N的過程中動(dòng)能增加量專

29、題能力提升練專題能力提升練(七)電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)(45分鐘100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分,其中15題為單選,68題為多選)1.將等量的正、負(fù)電荷分別放在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上(如圖所示)。O點(diǎn)為該正方形對角線的交點(diǎn),直線段AB通過O點(diǎn)且垂直于該正方形,OAOB,以下對A、B兩點(diǎn)的電勢和場強(qiáng)的判斷正確的是()A.A點(diǎn)場強(qiáng)小于B點(diǎn)場強(qiáng)B.A點(diǎn)場強(qiáng)大于B點(diǎn)場強(qiáng)C.A點(diǎn)電勢等于B點(diǎn)電勢D.A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢專題能力提升練專題能力提升練(七)電場及帶電粒子在電場中的【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn):(1)電場強(qiáng)度是矢量,疊加時(shí)按照平行四邊形法則合成;(2)電勢是標(biāo)量,

30、按照正電荷周圍的電勢為正,負(fù)電荷周圍的電勢為負(fù),然后直接相加減即可。【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn):【解析】選C。根據(jù)場強(qiáng)的疊加原理可知,兩個(gè)等量的正電荷和兩個(gè)等量的負(fù)電荷,在A、B兩點(diǎn)疊加后的場強(qiáng)均為零,故A、B錯(cuò)誤;AB直線上場強(qiáng)處處為0,所以將一試探電荷從A移至B,電場力不做功,電勢能不變,所以EpA=EpB,由Ep=q,所以A=B,故C正確,D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xC。根據(jù)場強(qiáng)的疊加原理可知,兩個(gè)等量的正電荷和兩個(gè)2.空間存在一平行于x軸方向的電場,x軸上各點(diǎn)電勢的變化規(guī)律如圖所示,圖線為關(guān)于軸對稱的拋物線。則下列說法正確的是()2.空間存在一平行于x軸方向的電場,x軸上各點(diǎn)電勢的變化規(guī)律

31、A.在0 x2電場強(qiáng)度的大小依次增大,在0-x2電場強(qiáng)度的大小依次減小B.x1和-x1兩點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小相等、方向相同C.正粒子在x1和-x1處的電勢能相等D.負(fù)粒子由-x1沿x軸運(yùn)動(dòng)到x1的過程中,電勢能先增大后減小A.在0 x2電場強(qiáng)度的大小依次增大,在0-x2電場強(qiáng)度的【解析】選C。-x圖象的斜率大小等于電場強(qiáng)度的大小,由于0 x2和0-x2圖線的斜率均增大,因此0 x2和0-x2電場強(qiáng)度的大小均依次增大,A錯(cuò)誤;由于x1和-x1兩點(diǎn)關(guān)于軸對稱,則兩點(diǎn)的斜率大小相等,則這兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,又斜率的正負(fù)表示電場強(qiáng)度的方向,因此這兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向相反,B錯(cuò)誤;由圖象可知x1和-x1

32、兩點(diǎn)的電勢相等,則由公式Ep=q得正粒子在x1和-x1兩點(diǎn)的電勢能相等,C正確;由圖象可知,x軸負(fù)半軸電場方向向左,x軸正半軸電場方向向右,則負(fù)粒子由-x1到0點(diǎn)的過程電場力做正功,電勢能減小;負(fù)粒子在x軸正半軸所受的電場力向左,則負(fù)粒子由0運(yùn)動(dòng)到x1點(diǎn)的過程中,電場力做負(fù)功,電勢能增大,D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xC。-x圖象的斜率大小等于電場強(qiáng)度的大小,由于03. (2020宜昌一模)如圖所示,無限大均勻帶正電薄板豎直放置,其周圍空間的電場可認(rèn)為是勻強(qiáng)電場。光滑絕緣細(xì)管垂直于板穿過中間小孔,一個(gè)視為質(zhì)點(diǎn)的帶負(fù)電小球在細(xì)管內(nèi)運(yùn)動(dòng),以小孔為原點(diǎn)建立x軸,軌道x軸正方向?yàn)榧铀俣萢、速度v的正方向,如圖分別

33、表示x軸上各點(diǎn)的電勢,小球的加速度a、速度v和動(dòng)能Ek隨x的變化圖象,其中正確的是()3. (2020宜昌一模)如圖所示,無限大均勻帶正電薄板豎2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題四電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)【解析】選D。在x0范圍內(nèi),當(dāng)x增大時(shí),由U=Ed=Ex可知,電勢差均勻減小,-x也應(yīng)為向下傾斜的直線,故A錯(cuò)誤;在x0范圍內(nèi),電場力向左,加速度向左,為負(fù)值;故B錯(cuò)誤;在x0范圍內(nèi),圖線也為曲線,故C錯(cuò)誤;在x0范圍內(nèi),圖線也為傾斜的直線,故D正確?！窘馕觥窟xD。在x0)的帶電小球在圓形槽中運(yùn)動(dòng),在C點(diǎn)受的電場力指向圓心,下列判斷正確的是()A.小球在圓形槽內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B.固定在B

34、點(diǎn)的電荷帶正電C.固定在B點(diǎn)的電荷其電荷量的大小為 QD.小球在C、D兩處受到圓形槽彈力的大小相等7.(2020唐山一模)如圖所示,在絕緣水平面上固定著一光【解析】選A、C。圓周上各點(diǎn)電勢相等,小球在運(yùn)動(dòng)過程中電勢能不變,根據(jù)能量守恒得知,小球的動(dòng)能不變,小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),故A正確;小球在C點(diǎn)受的電場力指向圓心,如圖所示,A點(diǎn)的點(diǎn)電荷對小球吸引,B點(diǎn)的點(diǎn)電荷對小球排斥,因此固定在B點(diǎn)的電荷帶負(fù)電,由ABC=ACB=30可知ACO=30設(shè)AB=AC=L,則有BC=2ABcos30= L【解析】選A、C。由力的合成可得F1= F2即 ,解得QB= Q故B錯(cuò)誤,C正確;小球在C處,根據(jù)牛頓第二定律

35、則有F-FC= 其中F=F2= 可得FC= 由力的合成可得F1= F2小球在D處,根據(jù)幾何關(guān)系可得AD=( - )LBD=L-( - )L=( - )L根據(jù)牛頓第二定律則有可得FD= 故D錯(cuò)誤。 小球在D處,根據(jù)幾何關(guān)系可得AD=( - )L8.如圖所示,豎直面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場,其方向與x軸夾角為37,現(xiàn)有質(zhì)量為m的一帶負(fù)電的小球,從O點(diǎn)以速度v0豎直向下拋出,已知小球的加速度沿x軸方向,則關(guān)于帶電小球運(yùn)動(dòng)過程中的說法正確的是()A.小球所受電場力的大小為 B.小球的電勢能與重力勢能之和一直在減小C.小球的電勢能與動(dòng)能之和一直在減小D.經(jīng)過t= 的時(shí)間,小球的機(jī)械能達(dá)到最小值8.如圖所示,豎直面

36、內(nèi)有一勻強(qiáng)電場,其方向與x軸夾角為37【解析】選A、B、D。小球加速度沿x軸方向,小球受到豎直向下的重力和與電場線方向相反的電場力,所以小球合力沿x軸正方向,在豎直方向有Fsin37=mg,解得電場力F= ,A正確;小球所受合外力沿x軸正方向,小球做類平拋運(yùn)動(dòng),所以小球所受合力做正功,小球的動(dòng)能增加,根據(jù)能量守恒定律可知小球的電勢能與重力勢能之和一直在減小,B正確;小球做類平拋運(yùn)動(dòng),小球的重力做正功,重力勢能減小,根據(jù)能量守恒定律可知小球的電勢能與動(dòng)能之和一直在增加,C錯(cuò)誤;【解析】選A、B、D。小球加速度沿x軸方向,小球受到豎直向下電場力做負(fù)功,電勢能增加,小球機(jī)械能減小,所以電場力做負(fù)功最

37、大時(shí),小球機(jī)械能最小,沿電場線方向建立直角坐標(biāo)系,則在電場力方向,速度大小為v0cos53, -mgcos53=ma,解得a= g,沿電場線方向,小球做勻減速直線運(yùn)動(dòng),減速至0用時(shí)為t= ,此時(shí)電場力做負(fù)功最大,所以小球機(jī)械能最小,D正確。電場力做負(fù)功,電勢能增加,小球機(jī)械能減小,所以電場力做負(fù)功最二、計(jì)算題(本題共2小題,共32分)9.(14分)如圖所示,一質(zhì)量為m1=1 kg,帶電荷量為q=+0.5 C的小球以速度v0=3 m/s,沿兩正對帶電平行金屬板(板間電場可看成勻強(qiáng)電場)左側(cè)某位置水平向右飛入,極板長0.6 m,兩極板間距為0.5 m,不計(jì)空氣阻力,小球飛離極板后恰好由A點(diǎn)沿切線落

38、入豎直光滑圓弧軌道ABC,圓弧軌道ABC的形狀為半徑RR m【解析】(1)在A點(diǎn)，豎直分速度vy= v0tan 53=若小球能到達(dá)最高點(diǎn)C,則有 =(mg+qE)R(1+cos 53)+ 在C點(diǎn):mg+Eq 可得vC 聯(lián)立解得:R m故圓弧軌道半徑R的取值條件為:3 mR m或R m答案:(1)10 V(2) 3 mR m或R m若小球能到達(dá)最高點(diǎn)C,則有10.(18分)虛線PQ、MN間存在如圖所示的水平勻強(qiáng)電場,一帶電粒子質(zhì)量為m=2.010-11 kg、電荷量為q=+1.010-5 C,從a點(diǎn)由靜止開始經(jīng)電壓為U=100 V的電場加速后,垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場中,從虛線MN上的某點(diǎn)b(圖中未畫出

39、)離開勻強(qiáng)電場時(shí)速度與電場方向成30角。已知PQ、MN間距為20 cm,帶電粒子的重力忽略不計(jì)。求:10.(18分)虛線PQ、MN間存在如圖所示的水平勻強(qiáng)電場,(1)帶電粒子剛進(jìn)入勻強(qiáng)電場時(shí)的速率;(2)水平勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小;(3)ab兩點(diǎn)間的電勢差。(1)帶電粒子剛進(jìn)入勻強(qiáng)電場時(shí)的速率;【解析】(1)由動(dòng)能定理得qU= 代入數(shù)據(jù)得v1=1.0104 m/s。(2)粒子沿初速度方向做勻速運(yùn)動(dòng),d=v1t粒子沿電場方向做勻加速運(yùn)動(dòng),vy=at由題意得:tan30= 由牛頓第二定律得:qE=ma聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)得:E= 103 N/C。(3)由動(dòng)能定理得qUab= m( )-0聯(lián)立以上各式

40、并代入數(shù)據(jù)得Uab=400 V?！窘馕觥?1)由動(dòng)能定理得qU= 答案:(1)1.0104 m/s (2) 103 N/C(3)400 V答案:(1)1.0104 m/s 【素養(yǎng)培優(yōu)練】(20分)11.(2020全國卷)在一柱形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)電場,柱的橫截面是以O(shè)為圓心,半徑為R的圓,AB為圓的直徑,如圖所示。質(zhì)量為m,電荷量為q(q0)的帶電粒子在紙面內(nèi)自A點(diǎn)先后以不同的速度進(jìn)入電場,速度方向與電場的方向垂直。已知?jiǎng)傔M(jìn)入電場時(shí)速度為零的粒子,自圓周上的C點(diǎn)以速率v0穿出電場,AC與AB的夾角=60,運(yùn)動(dòng)中粒子僅受電場力作用?！舅仞B(yǎng)培優(yōu)練】(20分)(1)求電場強(qiáng)度的大小;(2)為使粒子穿過電場

41、后的動(dòng)能增量最大,該粒子進(jìn)入電場時(shí)的速度應(yīng)為多大?(3)為使粒子穿過電場前后動(dòng)量變化量的大小為mv0,該粒子進(jìn)入電場時(shí)的速度應(yīng)為多大?2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)精品課件：專題四電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)精品課件：專題四電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)(1)求電場強(qiáng)度的大小;2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)精品課件：【直擊題眼】(1)粒子自A點(diǎn)先后以不同的速度進(jìn)入電場,速度方向與電場的方向垂直。(2)運(yùn)動(dòng)中粒子僅受電場力作用。2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)精品課件：專題四電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)精品課件：專題四電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)【直擊題眼】2

42、021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)精品課件：專題四電場及【解析】(1)粒子初速度為零,由C點(diǎn)射出電場,故電場方向與AC平行,由A指向C。由幾何關(guān)系和電場強(qiáng)度的定義知AC=RF=qE由動(dòng)能定理有FAC= 聯(lián)立式得E= 2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)精品課件：專題四電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)精品課件：專題四電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)【解析】(1)粒子初速度為零,由C點(diǎn)射出電場,故電場方向與A(2)如圖,由幾何關(guān)系知ACBC,故電場中的等勢線與BC平行。作與BC平行的直線與圓相切于D點(diǎn),與AC的延長線交于P點(diǎn),則自D點(diǎn)從圓周上穿出的粒子的動(dòng)能增量最大。由幾何關(guān)系知PAD=30,AP= R,DP= R2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)精品課件：專題四電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)202