2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題三 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 第1講 電場(chǎng)性質(zhì)和帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)案

1、第1電極電場(chǎng)的性質(zhì)和粒子電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)選擇試驗(yàn)點(diǎn)的分布章知識(shí)內(nèi)容考試要求歷屆甄選統(tǒng)訂必考加以考試10/201504/20162016/1004/20172017/11靜電場(chǎng)電荷及其守恒律乙c庫(kù)侖定律c11四十三133電場(chǎng)強(qiáng)度cc1386電勢(shì)和電位乙c138電位差乙c電位差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系c靜電現(xiàn)象的應(yīng)用乙電容器的容量乙c7電場(chǎng)中的粒子電荷運(yùn)動(dòng)乙d23八、二十二八二三8八十九試驗(yàn)點(diǎn)1理解電場(chǎng)的基本性質(zhì)1.(2017浙江11月選拔6 )電場(chǎng)線的形狀可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，使頭發(fā)屑漂浮在蓖麻油上，施加電場(chǎng)后，頭發(fā)屑沿電場(chǎng)方向排列，如圖1所示。圖1A.a圖為2等量模擬同種電荷的電場(chǎng)線B.b圖一定是模

2、擬2等量正電荷的電場(chǎng)線c .圖中的a、b是連接高壓發(fā)電裝置的兩極D.b圖中的a、b是連接高壓發(fā)電裝置的兩極答案c2.(2016浙江10月學(xué)考8 )圖2是某電場(chǎng)的電場(chǎng)線，m、n、p是電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，m、n是同一電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn)圖2在A.M、n、p三點(diǎn)中，n點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大在B.M、n、p三點(diǎn)中n點(diǎn)的電位最高c .負(fù)電荷在m點(diǎn)的電勢(shì)能比在n點(diǎn)的電勢(shì)能大d .正電荷從m點(diǎn)自由釋放，電荷沿著電場(chǎng)線向n點(diǎn)移動(dòng)答案a分析電界線的疏密反映了電場(chǎng)的強(qiáng)弱，所以n點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大，選擇項(xiàng)a正確，沿著電界線的方向，電位下降，m點(diǎn)的電位最高，選擇項(xiàng)b錯(cuò)誤3.(2016浙江4月學(xué)考13 )如圖3所示，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電

3、荷Q1=9.010-8 C和Q2=-1.010-8 C，分別固定在x坐標(biāo)軸上，其中Q1位于x=0，Q2位于x=6 cm圖3a .電場(chǎng)強(qiáng)度為0的點(diǎn)有2處在x6 cm區(qū)域，電位向x軸正方向降低c .質(zhì)子從x=1 cm移動(dòng)到x=5 cm，電勢(shì)上升在0x9 cm的區(qū)域中，電場(chǎng)強(qiáng)度沿著x軸正方向答案d由于解析為Q10、Q2|Q2|，因此，在x0的區(qū)域不會(huì)出現(xiàn)結(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度為0的點(diǎn)。 0x6 cm區(qū)域的位置結(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，從k=-k得到x=9 cm時(shí)，6 cmx9 cm區(qū)域結(jié)合的電場(chǎng)方向4.(人教版選修3-1P9第3題改編)真空中具有相同等量異信號(hào)電荷的兩個(gè)金屬小球a和b (均可視為點(diǎn)電荷)分別固定在兩處，兩

4、個(gè)球間靜電力為f .當(dāng)前未帶電的相同金屬小球c先與a接觸，再與b接觸，然后離開c阿富汗國(guó)家足球隊(duì)答案d5.(2017種陽(yáng)聯(lián)誼學(xué)校8月聯(lián)考)如圖4所示，實(shí)線表示電邊界線，折斷線表示僅電場(chǎng)力作用的粒子電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡，m、n是運(yùn)動(dòng)軌跡上的2點(diǎn)()。圖4A.M點(diǎn)的電位比n點(diǎn)的電位低b.m點(diǎn)處粒子的加速度比n點(diǎn)處的粒子的加速度大c .粒子一定從m點(diǎn)移動(dòng)到n點(diǎn)d .粒子在m點(diǎn)的電勢(shì)能比在n點(diǎn)的電勢(shì)能大答案d根據(jù)沿著電場(chǎng)線方向電位降低解析可知m點(diǎn)的電位比n點(diǎn)高的電位，根據(jù)a錯(cuò)誤的電場(chǎng)線的疏密程度可知n點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，所以加速度也大，根據(jù)b錯(cuò)誤的軌跡看不到運(yùn)動(dòng)方向，根據(jù)c錯(cuò)誤軌跡可知粒子電荷受到的力與電場(chǎng)線方向一致如

5、6 .如圖5所示，b是線段AC的中點(diǎn)，如果將q的點(diǎn)電荷設(shè)置在a，測(cè)定出在b處的電場(chǎng)強(qiáng)度EB=48 N/C ()圖5歐洲足球甲級(jí)聯(lián)賽歐洲足球甲級(jí)聯(lián)賽要使EB=0，請(qǐng)?jiān)赾中加入-Q的點(diǎn)電荷當(dāng)將d.q=109c的點(diǎn)電荷放置在c點(diǎn)時(shí)，其受到的電場(chǎng)力的大小為610-9 N答案b知道真空中的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度式e=a錯(cuò)誤，從解析b正確的場(chǎng)的重合和由點(diǎn)電荷引起的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向可知，必須在c中等量放入同種的電荷，c錯(cuò)誤的F=qEC=1.210-8 N，d錯(cuò)誤。7.(2017臺(tái)州市9月選拔)如圖6甲所示，1條電場(chǎng)線與Ox軸重疊，o點(diǎn)的電位為零，Ox方向的各點(diǎn)的電位根據(jù)x而變化的情況如圖b所示圖6a .電場(chǎng)的方向沿

6、著Ox正方向b .電子向Ox正方向移動(dòng)c .電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度在Ox方向上增大d .電子的電勢(shì)變大答案b一種粒子電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡問(wèn)題的分析方法(1)某點(diǎn)的速度方向是該點(diǎn)軌跡的切線方向(2)根據(jù)軌跡的彎曲方向判斷受力方向(軌跡向使外力一致的方向哩溜歪斜)，分析電場(chǎng)方向或者電荷的正負(fù)(3)結(jié)合軌跡、速度方向和電場(chǎng)力的方向，確定電場(chǎng)力功的正負(fù)，確定電勢(shì)、電位和電位差的變化等試驗(yàn)點(diǎn)2的粒子電荷在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)1.(2017浙江11月選拔19 )如圖7所示，AMB是長(zhǎng)度L=10 m的絕緣水平軌道，距水平地面高度h=1.25 m，a、b是端點(diǎn)，m是中點(diǎn)，軌道MB位于方向垂直向上、大小E=5103 N/C

7、的平均強(qiáng)電場(chǎng)，質(zhì)量m=0.1 kg圖7(1)到達(dá)m點(diǎn)時(shí)的速度大小(2)從m點(diǎn)向b點(diǎn)移動(dòng)所需的時(shí)間(3)著陸點(diǎn)距b點(diǎn)的水平距離答案(1) 4米/秒(2) s (3)1. 5米分析(1)am階段的物體受力分析如下所示a=-=-g=-2米/s 2根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v-v=2ax，能夠得到vM=4 m/s(2)進(jìn)入電場(chǎng)后，Eq=0.65 N，受力分析如下。a=-=-0.7m/s2根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v-v=2ax，求解VB=3米/秒從勻場(chǎng)直線運(yùn)動(dòng)推論xMB=t求解t=s(3)從b點(diǎn)跳出后，由于滑塊進(jìn)行平坦的運(yùn)動(dòng)，因此h=gt2，求解t=0.5s著地點(diǎn)距b點(diǎn)的水平距離x=vbt=1.5m。2.(2016浙江4月選

8、8 )密立根油滴的實(shí)驗(yàn)原理如圖8所示。兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負(fù)極相接，板間電壓為u，垂直向下電場(chǎng)強(qiáng)度的大小形成e的均勻強(qiáng)電場(chǎng)圖8a .浮游油滴帶正電b .浮游油滴的帶電量c .增大電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)浮游油滴向上運(yùn)動(dòng)d .油滴的帶電荷量不限于電子帶電荷量的整數(shù)倍答案c為了解析油滴的浮游不動(dòng)，說(shuō)明受到的電場(chǎng)力和重力的平衡，帶負(fù)電，由于a錯(cuò)誤的Eq=mg得到q=，所以b錯(cuò)誤。 若增大電場(chǎng)強(qiáng)度大小，則油滴受到的電場(chǎng)力變大，油滴向上方加速運(yùn)動(dòng)，全部帶電體的電荷量為電子帶電量的整數(shù)倍，d是錯(cuò)誤的3.(人教版選修3-1P39第2題改編)某金屬板m在受到某紫外輻射照射時(shí)不斷放出電子，放出的電子具有不同的方

9、向，其速度的大小也不同圖9答案2.10106米/秒當(dāng)分析電子的動(dòng)能減少到0時(shí)，如果電子沒(méi)有正好到達(dá)n板，電流校正就沒(méi)有電流W=0-Ekm，W=-eU，得-歐盟=0- ekm=-me v 2，v=米/秒2.10106米/秒。4 .如圖10所示，已知在水平放置的金屬薄板a、b之間存在均勻的強(qiáng)電場(chǎng)，b板電位比a板高圖10(1)第1個(gè)帶電的小球從m處落到b板的時(shí)間(2)不能從第幾個(gè)帶電小球到達(dá)b大板塊(3)第(2)項(xiàng)涉及該帶電小球落下過(guò)程中的機(jī)械能的變化量.答案(1) s (2)5 (3)-2.0810-2 J分析(1)t1=0.5 s，v1=5米/秒，a1=5 m/s2，d=v1t2 a1t，代入解

10、： t2=s，t總和=t1 t2=s。(2)如果mg (HD )-eqnd=ek=0，qn=410-8 C，n=4，即第四個(gè)球正好到達(dá)b大板塊，那么第五個(gè)球不能到達(dá)b大板塊。(3)mg(h x)-Eq5x=Ek=0、x=m，e飛機(jī)=-毫克(hx )-2. 0810-2 j。粒子電荷在電場(chǎng)中直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的兩種解題構(gòu)想(1)應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律處理粒子電荷的直線運(yùn)動(dòng)粒子電荷沿平行于電場(chǎng)線的方向進(jìn)入均勻強(qiáng)電場(chǎng)，所受電場(chǎng)力和速度方向在一條直線上，粒子電荷進(jìn)行均勻變速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)粒子電荷受力情況，用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定粒子電荷的速度、位移、時(shí)間等(2)用動(dòng)能定理處理電場(chǎng)中粒子電荷的直線運(yùn)動(dòng)對(duì)粒子電荷

11、進(jìn)行受力分析，確定哪些力有工作、有正功、有負(fù)功的粒子電荷的初、終狀態(tài)的動(dòng)能，由動(dòng)能定理列方程式進(jìn)行求解試驗(yàn)點(diǎn)3粒子電荷在電場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng)1. (2017浙江4月選拔8 )如圖11所示，在縱置間距d的平行板電容器中存在電場(chǎng)強(qiáng)度e的均勻強(qiáng)電場(chǎng)。 質(zhì)量m、電荷量q的點(diǎn)電荷從兩極板的正中間靜止放出。 重力加速度g .是點(diǎn)電荷向負(fù)極板移動(dòng)的過(guò)程()。圖11a .加速度的大小為a=gb .所需時(shí)間是t=c .下降的高度是y=d .電場(chǎng)力的作用是W=Eqd答案b由于解析點(diǎn)電荷受到重力、電場(chǎng)力的作用，所以a=、選項(xiàng)a錯(cuò)誤的運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性導(dǎo)致水平方向的點(diǎn)電荷的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，=t2，簡(jiǎn)化為t=、選項(xiàng)b正確的下降高度y

12、=gt2=、選項(xiàng)c錯(cuò)誤。 電場(chǎng)力功W=，選擇項(xiàng)d是錯(cuò)誤的。(人教版選修3-1P39第3題)使一束電子和一束氫核通過(guò)同一對(duì)平行板的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，進(jìn)入時(shí)的速度方向與板面平行，在以下兩種情況下，分別求出離開時(shí)的電子偏角的正切值和氫核偏角的正切值之比。(1)電子和氫核的初始速度相同(2)電子和氫核的初始動(dòng)能相同答案請(qǐng)參照解析設(shè)加速電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電壓為u，粒子電荷電荷量為q，質(zhì)量為m，垂直于偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度為v0，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的兩極間距離為d，極板長(zhǎng)度為l，則粒子電荷在加速電場(chǎng)中得到初始動(dòng)能mv=qU0，粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中得到加速度a=，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)(1)如果電子和氫核的初始速度相同，(2)如果電子和氫核的初

13、始動(dòng)能相同，則=13. (2016紹興市聯(lián)想)如圖12所示，電荷量之比qAqB=13的粒子電荷a、b，從相同的點(diǎn)，在與電場(chǎng)強(qiáng)度垂直的方向入射到平行板電容器，分別打入c、d點(diǎn)，如果OC=CD圖12A.A和b在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比是12B.A和b運(yùn)動(dòng)的加速度的大小之比是41C.A和b的質(zhì)量比為112D.A和b的位移大小之比為11答案d分析粒子a和b在均勻強(qiáng)電場(chǎng)下進(jìn)行類平運(yùn)動(dòng)，水平方向由x=v0t和OC=CD得到，tAtB=12。 垂直方向從h=at2變?yōu)閍=，在垂直方向落下的加速度的大小的比為aa-ab=4- 1，在垂直方向落下的加速度的大小的比為aa-ab=4- 1。 根據(jù)a=得到m=，因?yàn)?a

14、和b的位移大小不相等，所以選項(xiàng)a、b、c是正確的，d是錯(cuò)誤的。4 .在圖13所示的空間中存在垂直向上的均勻強(qiáng)電場(chǎng)，質(zhì)量m，可看作點(diǎn)電荷的帶正電小球從高度h的平臺(tái)上水平放出，從著地點(diǎn)到放出點(diǎn)的水平距離為x，小球受到的重力的大小等于受到的電場(chǎng)力的2倍，小球在著地部位正好為能量圖13(1)球被水平投擲時(shí)的初速度的大小(2)角度的正切值答案(1) (2)解析(1)小球首先進(jìn)行類平擲運(yùn)動(dòng)，牛頓的第二定律如下mg-qE=ma毫米加速度a=g，方向垂直向下解根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩個(gè)方向的位移如下x=v0t，h=at2小球的初始速度的大小是v0=(2)為了能夠無(wú)能量損失地進(jìn)入平滑的圓弧軌道，在拋物線和圓弧軌道的切點(diǎn)處表示圓弧軌道與拋物線相接，因此角也與拋物線在該點(diǎn)處的切線和水平方向所成的角相等，tan =存在.5 .如圖14所示，a靜止的絡(luò)離子在電壓被u的加速電場(chǎng)加速后，沿圖中的圓