物理第8讲 电场及带电粒子在电场中的运动

专题整合突破专题三电场和磁场专题三电场和磁场要点解读备考对策1.电场部分：以带电粒子运动轨迹与电场线或等势面间的关系为核心考查电场的力的性质和能的性质，以带电粒子在匀强电场中的加速、偏转为考查重点，兼顾带电粒子在非匀强电场中的偏转轨迹分析。2.磁场部分：以考查带电粒子在磁场中的圆周运动为主，其次是通电导线在磁场中受安培力作用问题。3.综合部分：带电粒子在复合场中的运动问题和临界问题是考查的重点，并应关注在生产科技中的应用。1.要熟悉各种电场的电场线、等势面分布特点，运用动力学方法、功能关系解决粒子的运动轨迹和能量变化问题。2.对于带电粒子在电场、磁场和复合场中的运动问题，要善于联系力学中的运动模型(类平抛运动和匀速圆周运动)，从受力情况、运动规律、能量转化等角度分析，综合运用动力学方法和功能关系加以解决。3.了解速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机等构造，明确它们的工作原理。第第8 8讲电场及带电粒子在电场中的运动讲电场及带电粒子在电场中的运动1 1微网构建微网构建2 2高考真题高考真题3 3热点聚焦热点聚焦4 4复习练案复习练案微网构建微网构建高考真题高考真题AEa Eb4 1BEc Ed2 1CWab Wbc3 1 DWbcWcd1 3AC ABD A电子一定从A向B运动 B若aAaB，则Q靠近M端且为正电荷 C无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpAaB，说明电子在A点受到的电场力大于在B点受到的电场力，所以A距离点电荷较近，B距离点电荷较远，又因为电子受到的电场力指向轨迹凹侧，因此Q靠近M端且为正电荷，B正确；无论Q是正电荷还是负电荷，若电子从A运动到B，一定是克服电场力做功，若电子从B运动到A，一定是电场力做正功，即一定有EpAEPB，C正确；对于同一个负电荷，电势低处电势能大，B点电势一定低于A点电势，D错误。A AC 热点聚焦热点聚焦 注意：式中d为两点间沿电场方向的距离热点一电场性质的理解与应用 3电势能变化的判断 (1)根据电荷电势能公式判断，Epq，代数时注意正、负号，Ep值的正、负代表大小。 (2)根据电场力做功判断。若电场力对电荷做正功，电势能减少；反之则增加，即WABEp。 (3)根据能量守恒定律判断。电场力做功的过程是电势能和其他形式的能相互转化的过程，若只有电场力做功，电荷的电势能与动能相互转化，而总和应保持不变。即当动能增加时，电势能减少。典例典例1 B 两个等量点电荷的电场强度分布特点方法总结AD 解析结合等量同号正电荷的电场分布特点图可知，a，b两点关于两点电荷的连线的中垂线对称，a、b两点电势相同，A正确；电场强度的方向沿电场线的切线方向，由图可知，a、b两点的电场强度的方向不同；故B错误； 1静电力做功的求解方法 (1)由功的定义式WFlcos来求 (2)利用结论“电场力做功等于电荷电势能增量的负值”来求，即WFp (3)利用WABquAB来求 2电场中功能关系的理解及应用方法 (1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变 (2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变 (3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化 (4)所有力对物体所做的功等于物体动能的变化热点二电场中功能关系的综合应用典例典例2 ABD A 电极A1的电势高于电极A2的电势 B 电子在P点时速度方向与聚焦电场强度方向夹角大于90 C 聚焦电场只改变电子速度的方向，不改变电子速度的大小 D 电子轰击到物料上时的动能大于3104 eV 解析在P点电子受电场力指向轨迹弯曲的内侧，又要与电场线相切，可判断电场线的方向是从A1指向A2，所以电极A1的电势高于电极A2的电势，故A正确；轨迹的切线方向为运动方向，由图可知运动方向与电场方向夹角大于90，B正确；聚焦电场对电子做功，且总功是正功W，所以改变电子速度大小，从O到O，根据动能定理qUWEk，U3104 V，电子轰击到物料上时的动能大于3104 eV，故D正确。C 解析电场力对电子做正功，则电场力向下，电场方向向上，则由K沿直线到A电势逐渐升高，故A错误；由K沿直线到A，电场线逐渐变密，故场强逐渐增大，故B错误；由能量守恒定律知，由K到A电子电场力做正功eU，故电势能减小了eU，故C正确；电子由K沿直线运动到A做变加速运动，故时间无法求出，故D错误。热点三平行板电容器的分析A 平行板电容器的电容值将变大B 静电计指针张角变小C 带电油滴的电势能将减少D 若断开S后再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变典例典例3 CD 方法总结B A 电容式触摸屏需要用力触摸才能产生信号 B 电容式触摸屏的两极分别是导体层和手指 C 手指与屏的接触面积越大，电容越大，准确度越高 D 如果手指上带了棉线手套，也能有效工作 解析由题意可知，在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与导体层之间被玻璃绝缘层隔开，成一个电容，故不需要用力就可以形成一个电容，A错误，B正确；如果手与屏的接触面积较大则触摸点的位置就不容易确定，C错误；如果手指上带了棉线手套，手指就不能称为导体了，故也就不能与导体层形成电容了，所以就不能工作了，D错误。 1带电粒子在电场中受力分析时的注意事项 (1)对于电子、质子、粒子、其他原子核或正、负离子等带电粒子，均可不计重力作用，在解题时没有特殊说明可忽略重力 (2)对于带电液滴、带电小球、带电尘埃等，重力一般不能忽略，但重力mg远小于电场力qE时，也可忽略重力 (3)根据题意进行分析，有些问题中隐含着忽略重力的信息，或考虑重力后题目无法解答，这时也应忽略重力热点四带电粒子在电场中的运动 2带电粒子在电场中的加速 (1)匀强电场中，v0与E平行时，优先用功能关系求解，若不行，则用牛顿第二定律和运动学公式 (2)非匀强电场中，只能用功能关系求解 3带电粒子在匀强电场中的偏转(v0垂直于E的方向)，如图所示 两个重要的结论 a位移偏向角和速度偏转角满足tan2tan b射出极板时粒子的速度反向延长线过粒子水平位移的中点典例典例4 (1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子，求电子在ABCD区域内运动经历的时间和电子离开ABCD区域的位置； (2)在电场I区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD区域左下角D处离开，求所有释放点的位置。 (1)在t0.06 s时刻，电子打在荧光屏上的何处； (2)荧光屏上有电子打到的区间有多长。