2019届高考物理二轮复习 专题三 电场和磁场 考点1 电场及带电粒子在电场中的运动课件.ppt

专题三电场和磁场 考点1电场及带电粒子在电场中的运动 高考定位 1 考查内容 1 电场力的性质 2 电场能的性质 3 电容器及带电粒子在电场中的运动 2 题型 难度高考对本讲知识的考查题型主要有选择题和计算题 选择题主要考查库仑定律 电场的性质 电容器 计算题主要考查带电粒子在电场中的运动 选择题为中 低档 计算题为中 高档 体验高考 1 2016 课标卷 一平行板电容器两极板之间充满云母介质 接在恒压直流电源上 若将云母介质移出 则电容器A 极板上的电荷量变大 极板间的电场强度变大B 极板上的电荷量变小 极板间的电场强度变大C 极板上的电荷量变大 极板间的电场强度不变D 极板上的电荷量变小 极板间的电场强度不变 答案D 2 多选 2016 课标卷 如图3 1 1所示 一带负电荷的油滴在匀强电场中运动 其轨迹在竖直面 纸面 内 且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称 忽略空气阻力 由此可知 图3 1 1 A Q点的电势比P点高B 油滴在Q点的动能比它在P点的大C 油滴在Q点的电势能比它在P点的大D 油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小 解析由油滴轨迹在竖直面内相对于过P点的竖直线对称可知油滴在水平方向所受合力为0 竖直方向上油滴受重力和电场力 结合曲线轨迹的特点可知电场力竖直向上且电场力大于重力 油滴受力及电场线方向如图所示 由沿电场线方向电势逐渐降低 得Q点的电势比P点的高 A选项正确 油滴从Q点到P点合力做负功 根据动能定理得油滴在Q点的动能大于它在P点的动能 这一过程中电场力做负功 则油滴在Q点的电势能小于它在P点的电势能 故B项正确 C项错 因为重力和电场力为恒力 所以油滴在Q P两点的加速度相同 故D项错误 答案AB 3 2016 课标卷 如图3 1 2所示 P是固定的点电荷 虚线是以P为圆心的两个圆 带电粒子Q在P的电场中运动 运动轨迹与两圆在同一平面内 a b c为轨迹上的三个点 若Q仅受P的电场力作用 其在a b c点的加速度大小分别为aa ab ac 速度大小分别为va vb vc 则 答案D 4 多选 2017 课标卷 在一静止点电荷的电场中 任一点的电势 与该点到点电荷的距离r的关系如图3 1 3所示 电场中四个点a b c和d的电场强度大小分别Ea Eb Ec和Ed 点a到点电荷的距离ra与点a的电势 a已在图中用坐标 ra a 标出 其余类推 现将一带正电的试探电荷由a点依次经b c点移动到d点 在相邻两点间移动的过程中 电场力所做的功分别为Wab Wbc和Wcd 下列选项正确的是 图3 1 3 A Ea Eb 4 1B Ec Ed 2 1C Wab Wbc 3 1D Wbc Wcd 1 3 答案AC 考点一电场性质的理解及应用 题组训练 1 多选 电场强度的叠加 2018 唐山统考 真空中两点电荷q1 q2分别位于直角三角形的顶点C和顶点B上 D为斜边AB的中点 ABC 30 如图3 1 4所示 已知A点电场强度的方向垂直AB向下 则下列说法正确的是 图3 1 4 A q1带正电 q2带负电B D点电势高于A点电势C q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的一半D q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的二倍 答案AC 2 多选 场强大小及电势高低的判断 如图3 1 5所示 P Q处放置两个电荷量相等的异种点电荷 它们连线的中点是O N a b是中垂线上的三点 且Oa 2Ob N处放置一负的点电荷 则 图3 1 5 A a处的场强的大小小于b处的场强的大小B a处的电势小于b处的电势C a O间的电势差大于a b间的电势差的2倍D 电子在a处的电势能大于电子在b处的电势能 解析在两个电荷量相等的异种点电荷连线的中垂线上 O点的电场强度最大 沿中垂线 越远离O点 电场强度越小 N处负的点电荷在O点产生的电场强度方向沿ON方向 根据场强叠加原理 三个点电荷产生的电场的电场强度叠加后a处的场强的大小小于b处的场强的大小 选项A正确 在两个电荷量相等的异种点电荷连线的中垂线上 各点电势相等 N处负的点电荷形成的电场在ON线上的电势沿NO方向逐渐升高 所以 a处的电势高于b处的电势 选项B错误 根据点电荷电势分布规律 a O间的电势差大于a b间的电势差的2倍 选项C正确 由于a处的电势高于b处的电势 所以电子在a处的电势能小于电子在b处的电势能 选项D错误 答案AC 3 多选 等势线的性质及应用 两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势线如图3 1 6中虚线所示 一带电粒子以一速度从图中f点进入电场 其运动轨迹如图中实线所示 若粒子只受静电力作用 则下列说法中正确的是 图3 1 6 A f b c d e五点中 c点电场强度最大B 带电粒子的加速度逐渐变大C 带电粒子的速度先增大后减小D 粒子经过b点和d点时的速度大小相同 答案AD 题组训练 1 电容器的动态变化与静电计的综合应用 静电计是在验电器基础上制成 用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间电势差大小 如图3 1 7所示 A B是平行板电容器的两个金属板 A板固定 手握B板的绝缘柄 G为静电计 开始时开关S闭合 静电计G指针张开一定角度 则 考点二平行板电容器及动态分析 图3 1 7 A 保持S闭合 只将A B两板靠近些 G指针张角变小B 保持S闭合 只将变阻器滑动触头向左移动 G指针张角变大C 断开S后 只将A B两板分开些 G指针张角变小D 断开S后 只在A B两板间插入电介质 G指针张角变小 答案D 2 动态变化引起带电液滴电势能变化判断问题 如图3 1 8所示 平行板电容器带有等量异种电荷 与静电计相连 静电计金属外壳和电容器下极板都接地 在两极板间有一个固定在P点的点电荷 以E表示两板间的电场强度 Ep表示点电荷在P点的电势能 表示静电计指针的偏角 若保持下极板不动 将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置 则 图3 1 8 A 增大 E增大B 增大 Ep不变C 减小 Ep增大D 减小 E不变 答案D 3 多选 动态变化力学知识综合 如图3 1 9所示 平行板电容器与直流电源连接 上极板接地 一带负电的油滴位于电容器的P点且处于静止状态 现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离 则 图3 1 9 A 带电油端将竖直向下运动B 带电油滴的机械能将增加C P点的电势将升高D 电容器的电容增大 极板带电荷量增加 答案AC 例1 如图3 1 10所示 一质量为m 电荷量为q q 0 的粒子在匀强电场中运动 A B为其运动轨迹上的两点 已知该粒子在A点的速度大小为v0 方向与电场方向的夹角为60 它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30 不计重力 求A B两点间的电势差 考点三带电粒子的运动 图3 1 10 题组训练 1 带电粒子的加速与偏转 真空中的某装置如图3 1 11所示 其中平行金属板A B之间有加速电场 C D之间有偏转电场 M为荧光屏 今有质子 氘核和 粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场 最后打在荧光屏上 已知质子 氘核和 粒子的质量之比为1 2 4 电荷量之比为1 1 2 则下列判断中正确的是 图3 1 11 A 三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同B 三种粒子打到荧光屏上的位置相同C 偏转电场的静电力对三种粒子做功之比为1 2 2D 偏转电场的静电力对三种粒子做功之比为1 2 4 答案B 图3 1 12 A 粒子打到屏上时在竖直方向上偏移的最大距离为6 25cmB 粒子打在屏上的区域面积为64cm2C 在0 0 02s内 进入电容器内的粒子有64 能够打在屏上D 在0 0 02s内 屏上出现亮线的时间为0 0128s 答案BCD 例2 如图3 1 13所示 两水平面 虚线 之间的距离为H 其间的区域存在方向水平向右的匀强电场 自该区域上方的A点将质量为m 电荷量分别为q和 q q 0 的带电小球M N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出 小球在重力作用下进入电场区域 并从该区域的下边界离开 已知N离开电场时的速度方向竖直向下 M在电场中做直线运动 刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1 5倍 不计空气阻力 重力加速度大小为g 求 考点四用动力学方法和功能观点分析带电粒子在电场中的运动 图3 1 13 1 M与N在电场中沿水平方向的位移之比 2 A点距电场上边界的高度 3 该电场的电场强度大小 规律总结动力学和能量观点分析电场中带电体运动的方法首先对带电体受力分析 再分析运动形式 然后根据具体情况选用公式计算 1 动能定理 要分清有多少个力做功 是恒力做功还是变力做功 同时要明确初末状态及运动过程中动能的增量 2 能量守恒定律 要分清带电体在运动中共有多少种能量参与转化 哪些能量是增加的 哪些能量是减少的 表达式有两种 a 初状态和末状态的能量相等 即E初 E末 b 一种形式的能量增加必然引起另一种形式的能量减少 即 E增 E减 这种方法不仅适用于匀变速运动 对非匀变速运动 非匀强电场中 也同样适用 3 功能关系 电场力做正功时 带电体的电势能减少 电场力做负功时 带电体的电势能增加 W Ep 图3 1 14 答案D 2 2018 揭阳模拟 如图3 1 15所示 在光滑绝缘水平面上 用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B A球的带电量为 2q B球的带电量为 3q 两球组成一带电系统 虚线MN与PQ平行且相距3L 开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧 虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线 若视小球为质点 不计轻杆的质量 在虚线MN PQ间加上水平向右的匀强电场后 系统开始运动 已知MN PQ间电势差为U 试求 1 B球刚进入电场时 带电系统的速度大小 2 带电系统从静止开始向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量 3 带电系统从静止开始向右运动至最大距离处的时间 图3 1 15