高考物理大二轮总复习 增分策略 第二篇 考前保温训练 第7天 电场和带电粒子在电场中的运动课件.ppt

第二篇高频考点解读 考前保温训练 高频考点解读 考前保温训练 栏目索引 考前第7天电场和带电粒子在电场中的运动 高频考点15库仑定律 1 点电荷是指带有一定的电量 而没有体积的带电体 点电荷是一种理想化的物理模型 实际上不存在 点电荷不同于元电荷 也不同于检验电荷或试探电荷 3 电场力作用下的电荷平衡及运动问题处理方法和在力学中是一样的 高频考点16电场强度 点电荷的场强 2 方向 与正电荷受电场力的方向相同 与负电荷受电场力的方向相反 3 与电场线的关系 电场线的切向方向为该点的场强方向 电场线疏密表示场强的大小 4 电荷在电场中某点受电场力的方向指向带电粒子运动轨迹的弯曲方向 且与电场线的切向在一条直线上 高频考点17电势能 电势 电势差 1 电势能大小比较 电场力对电荷做正功 电荷的电势能减少 电场力对电荷做负功 电荷的电势能增加 正电荷在电势高处电势能大 在电势低处电势能小 负电荷在电势高处电势能小 在电势低处电势能大 3 电势 选好零电势点后 某点的电势就是该点与零电势点间的电势差 沿场强方向 或电场线方向 电势降低 电势与电场强度没有必然的联系 场强大 电势不一定高 电势为零 电场强度不一定为零 反之亦然 4 等势面 电场中由电势相等的点构成的面叫等势面 其特点有 等势面一定与电场线垂直 在同一等势面上移动电荷电场力不做功 高频考点18带电粒子在匀强电场中的运动 1 带电粒子分类 基本粒子 指微观粒子 如电子 质子 氦核 离子等 除特别说明外 一般都不考虑自身重力 带电微粒 指微观颗粒 如液滴 尘埃 小球等 除特别说明外 一般都要考虑自身重力 2 带电粒子的加速 3 带电粒子在匀强电场中的偏转如图1所示 板长为L 板间距离为d 板间电压为U 带电粒子沿平行于带电金属板以初速度v0进入偏转电场 飞出电场时速度的方向改变角为 图1 1 多选 如图2所示 A B两球所带电荷量均为2 10 5C 质量均为0 72kg 其中A球带正电荷 B球带负电荷 A球通过绝缘细线吊在天花板上 B球一端固定绝缘棒 现将B球放在某一位置 能使绝缘细线伸直 A球静止且与竖直方向的夹角为30 则B球距离A球的距离可能为 A 0 5mB 0 8mC 1 2mD 2 5m 1 2 3 4 5 6 7 8 图2 1 2 3 4 5 6 7 8 答案AB 2 多选 库仑定律是电学中第一个被发现的定量规律 它的发现受万有引力定律的启发 实际问题中有时需要同时考虑万有引力和库仑力 比如某无大气层的均匀带有大量负电荷的质量分布均匀的星球 将一个带电微粒置于离该星球表面一定高度处无初速度释放 发现微粒恰好能静止 现给微粒一个如图3所示的初速度v 则下列说法正确的是 A 微粒将做匀速直线运动B 微粒将做圆周运动C 库仑力对微粒做正功D 万有引力对微粒做正功 1 2 3 4 5 6 7 8 图3 1 2 3 4 5 6 7 8 由上分析可知 库仑力的方向与速度方向夹角小于90 做正功 而万有引力与速度夹角大于90 做负功 故C正确 D错误 答案AC 3 多选 在如图4所示的竖直向下的匀强电场中 用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点O做圆周运动 下列说法正确的是 A 带电小球有可能做匀速率圆周运动B 带电小球有可能做变速率圆周运动C 带电小球通过最高点时 细线拉力一定最小D 带电小球通过最低点时 细线拉力有可能最小 1 2 3 4 5 6 7 8 图4 解析当小球所受重力与电场力合力为零时 细线的拉力提供向心力 合外力做功为零 小球做匀速率圆周运动 故A正确 当小球所受重力与电场力合力不为零时 合外力对小球所做的功不为零 小球速度大小发生变化 小球做变速率圆周运动 故B正确 1 2 3 4 5 6 7 8 当小球做匀速圆周运动时 细线的拉力提供向心力 在圆周上任何一点细线的拉力都相等 如果小球做非匀变速运动 小球带正电时 在最高点细线拉力最小 如果小球带负电且Eq mg 在最高点 细线的拉力最大 故C错误 小球所受重力与电场力不相等 做变速圆周运动 小球带负电且Eq mg时 在最低点细线拉力最小 故D正确 答案ABD 1 2 3 4 5 6 7 8 4 如图5所示 竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A B 相互绝缘且质量均为2kg A带正电 电荷量为0 1C B不带电 开始处于静止状态 若突然加沿竖直方向的匀强电场 此瞬间A对B的压力大小变为15N g 10m s2 则 A 电场强度为50N CB 电场强度为100N CC 电场强度为150N CD 电场强度为200N C 图5 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 再对物块A受力分析 设电场力为F 向上 根据牛顿第二定律 有 FN F mg ma 1 2 3 4 5 6 7 8 答案B 5 多选 一个正点电荷Q静止在正方形的一个角上 另一个带电质点射入该区域时 恰好能经过正方形的另外三个角a b c 如图6所示 则有 A a b c三点电势高低及场强大小的关系是 a c b Ea Ec 2EbB 质点由a到b电势能增加 由b到c电场力做正功 在b点动能最小 1 2 3 4 5 6 7 8 图6 C 质点在a b c三点的加速度大小之比是1 2 1D 若改变带电质点在a处的速度大小和方向 有可能使其经过a b c三点做匀速圆周运动 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 质点受到的合力指向轨迹的内侧 根据轨迹弯曲方向判断出质点与正电荷Q是异种电荷 它们之间存在引力 所以质点由a到b电场力做负功 电势能增加 动能减小 由b到c电场力做正功 动能增大 在b点动能最小 故B正确 答案AB 1 2 3 4 5 6 7 8 由C的分析可知 质点在a b c三个点受到的电场力大小不相等 所以不可能经过a b c三点做匀速圆周运动 故D错误 6 如图7所示 虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴 相交于O点 两个等量异号点电荷分别位于椭圆的两个焦点M N上 下列说法中正确的是 A O点的电场强度为零B A B两点的电场强度相同C C点的电势高于D点的电势D 将电荷 q沿C D连线从C点移到D点的过程中 电势能先减少后增加 图7 1 2 3 4 5 6 7 8 解析根据等量异种电荷电场线的特点可知 O点场强的方向向右 不为0 故A错误 根据等量异种电荷电场线的特点可知 A点场强的方向向左 B点场强的方向向左 两点场强的大小相等 故B正确 根据等量异种电荷电场线 等势面分布特点知 O C D在同一条等势线上 所以D点电势等于C点电势 试探电荷从C点移到D点电场力不做功 电势能始终不变 故C D错误 答案B 1 2 3 4 5 6 7 8 7 多选 如图8所示 虚线表示某电场中的三个等势面 相邻面间的电势差相等 一重力不计 带负电的粒子从左侧进入电场 运动轨迹与三个等势面分别交于a b c三点 则 A a点的电势比b点的电势高B 粒子在c点的加速度为零C 粒子从a到c时电势能不断增加D 粒子从a到b克服电场力做功大于从b到c克服电场力做功 图8 1 2 3 4 5 6 7 8 解析电荷所受电场力指向轨迹内侧 由于电荷带负电 因此电场线指向右上方 沿电场线电势降低 故a点的电势最高 c点的电势最低 故A正确 相邻等势面之间的电势差相等 从左向右相邻等势面之间距离变大 可知电场变弱 带电粒子从左向右运动时 电场力变小 加速度减小 故B错误 1 2 3 4 5 6 7 8 粒子从a到c时 电场力做负功 电势能增大 故C正确 电场力做功W qU 因相邻等势面间的电势差相等 故粒子从a到b克服电场力做功等于从b到c克服电场力做功 故D错误 答案AC 1 2 3 4 5 6 7 8 8 水平放置的两块平行金属板长为L 两板间距为d 两板间电压为U 且上板带正电 一个电子沿水平方向以速度v0 从两板中间射入 如图9所示 已知电子质量为m 电荷量为e 求 电子的重力不计 1 2 3 4 5 6 7 8 图9 1 电子飞出电场时侧位移Y大小是多少 解析电子进入金属板间做类平抛运动 水平方向做匀速直线运动 竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动 则得 水平方向 L v0t 1 2 3 4 5 6 7 8 2 电子飞出电场时的速度v1是多少 1 2 3 4 5 6 7 8 3 电子离开电场后 打在屏上的P点 若平行金属板右端到屏的距离为s 求OP的长度 1 2 3 4 5 6 7 8