2013届高考二轮物理复习课件（全国用）：专题六 电场及带电粒子在电场中的运动.ppt

1、1(2012上海高考)A、B、C三点在同一直线上，ABBC12，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷。当在A处放一电荷量为q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为2q的点电荷，其所受电场力为()AF/2BF/2CF DFB2(2012江苏高考)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是()AC和U均增大BC增大，U减小CC减小，U增大DC和U均减小B3(2012山东高考)图61中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线

2、为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子()A带负电B在c点受力最大C在b点的电势能大于在c点的电势能D由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化图61CD4(2012海南高考)N(N1)个电荷量均为q(q0)的小球，均匀分布在半径为R的圆周上，示意如图62所示，若移去位于圆周上P点的一个小球，则圆心O点处的电场强度大小为_，方向_。(已知静电力常量为k)图62由以上高考试题可以看出，本专题的高频考点主要集中在库仑定律、平行板电容器、电场强度的计算、带电粒子在电场中的运动等几个方面，难度适中。本专题知识还常与牛顿运动定律、功能关系、磁场等相结合，考查学

3、生的综合分析能力。复习本专题时要侧重对基本概念和规律的理解，提高分析和解决综合问题的能力。1必须精通的几种方法(1)库仑力作用下点电荷的平衡问题的分析方法(2)电场强度、电势、电势能高低的判断方法(3)电场的叠加问题的分析方法(4)平行板电容器的动态变化问题的分析方法(5)带电粒子在电场中运动的分析方法2必须明确的易错易混点(1)任何带电体间都存在库仑力，但库仑定律只适用于点电荷间(2)电场强度、电势、电势能的大小之间没有必然的关系。电场强度大的地方电势不一定高，电势高的地方，电荷的电势能不一定大(3)电容器的电容与Q和U无关 例1如图63所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中

4、垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是()Ab点场强大于d点场强Bb点场强小于d点场强Ca、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差D试探电荷q在a点的电势能小于在c点的电势能图63解析等量异种点电荷所形成的电场中每一个位置处的电场强度都是两个电荷形成的电场相叠加的结果，在MN直线上在两电荷中点处的场强最大，在两点电荷连线上，中点场强最小(在电场线分布稠密的地方电场较强)。可以判断B正确，A错误。电势差是电势的差值，由题意可知MN是两个电荷连线的中垂线，由左右两侧电场分布的对称性知UabUbc，故C正确。把正

5、电荷从a点移到c点，电场力做正功，电荷的电势能减小，D错误。答案BC 3.电势能电场力做正功，电荷(无论正电荷还是负电荷)从电势能较大处移向电势能较小处；反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小处移向电势能较大处。1两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图64中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中()A做直线运动，电势能先变小后变大B做直线运动，电势能先变大后变小C做曲线运动，电势能先变小后变大D做曲线运动，电势能先变大后变小图64解析：选 根据电场线与等势面垂直，一带负电的粒子以某一速度

6、从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，受到向上的电场力作用，粒子在电场中做曲线运动，静电力先做正功后做负功，电势能先变小后变大，选项C正确。C 例2(2012四川高考)如图65所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段为光滑圆弧，对应的圆心角37，半径r2.5 m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E2105 N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量m5102kg、电荷量q1106 C的小物体(视为质点)被弹簧枪发射图65后，沿水平轨道向左滑行，在C点以速度v03 m/s冲上斜轨。以小物体通过C点时为计时起点，0.1 s以后，场强大

7、小不变，方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数0.25。设小物体的电荷量保持不变，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。(1)求弹簧枪对小物体所做的功；(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求CP的长度。设CP的长度为s，有ss1s2联立相关方程，代入数据解得s0.57 m答案(1)0.475 J(2)0.57 m处理带电粒子在电场中的运动问题，首先要注意区分不同的物理过程，弄清在不同的过程中粒子的受力情况和运动情况。在解题时主要可以从以下两条线索展开：(1)力和运动的关系根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等，这

8、条线索通常适用于受恒力作用下做匀变速直线运动的情况。(2)功和能的关系根据电场力对带电粒子所做的功引起带电粒子能量的变化，利用动能定理研究全过程中能的转化，研究带电粒子的速度变化、经历的位移等。这条线索也适用于非匀强电场。2反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。如图66所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是E12.0103 N/C和E24.0103 N/C，方向如图所示，带电图66微粒质量m1.01020 kg，带电荷量q1

9、.0109C，A点距虚线MN的距离d11.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应。求：(1)B点距虚线MN的距离d2；(2)带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t。答案：(1)0.50 cm(2)1.5108 s 例3如图67所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长L0.1 m，两板间距离d0.4 cm，有一束由相同微粒组成的带电粒子流以相同的初速度从两板中央平行于极板射入，由于重力作用粒子能落到下极板上，已知粒子质量m2.0106 kg，电荷量q1.0108 C，电容器电容C1.0106 F，若第一个粒子刚好落到下极板中点O处，取g10 m/s2。求：图67

10、 (1)则带电粒子入射初速度的大小；(2)两板间电场强度为多大时，带电粒子能刚好落在下极板右边缘B点；(3)落到下极板上带电粒子总的个数。答案(1)2.5 m/s(2)1.5103 V/m(3)601个对于带电粒子在电场中做曲线运动的问题，一般以类平抛运动模型较多，解决此类问题又常以运动的合成与分解方法处理。通过对带电粒子的运动和受力的分析，借助运动的合成与分解，寻找两个方向的分运动，再应用牛顿运动定律或运动学规律求解。同时还要注意，当带电粒子从一个电场区域进入到另一个电场区域时，要注意分析带电粒子的运动变化规律及两区域电场交界处有关联的物理量，因为这些关联量是解决问题的重要突破口。3.如图6

11、8所示的直角坐标系中，在直线x2l0到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场，其中x轴上方的电场方向沿y轴负方向，x轴下方的电场方向沿y轴正方向。在电场左边界上A(2l0，l0)到C(2l0，0)区域内，连续分布着电荷量为q、质量为m的粒子。从某时刻起由A点到C点间的粒子，依次连续以相同的速度v0沿x轴正方向射入电场。若从A点射入的粒子，恰好从y轴上的A(0，l0)沿x轴正方向射出电场，其轨迹如图虚线所示。不计粒子的重力及它们间的相互作用。图68(1)求匀强电场的电场强度E；(2)求在AC间还有哪些位置的粒子，通过电场后也能沿x轴正方向运动？有关电容器问题的分析方法1问题表述电容

12、器问题主要包括对电容器电容的理解，平行板电容器电容的决定因素，电容器或与其相联系的电路的动态分析等。其中电容器的动态分析问题主要有两类，一是电容器充电后仍然与电池两极相连，另一类是电容器充电后与电池两极断开。2解决方案(1)充电后与电池两极相连(2)充电后与电池两极断开 例1一个平行板电容器充电后与电源断开，负极板B接地，P为两极板间一点，如图69所示，用E表示电容器两极板间的电场强度，U表示两极板间的电压，表示P点的电势，则下列说法中正确的是()A若保持B极板不动，将极板A向下移动少许，则U变小，E不变B若将一玻璃板插入A、B两极板之间，则变大，E变大C若将A极板向左平行移动少许，则U变小，

13、不变D若保持A极板不动，将极板B向上移动少许，则U变小，不变图69答案A 例2 如图610所示为电源(有内阻)，三个可变电阻R1、R2、R3，开关S与平行板电容器C组成的电路，当S闭合、电路稳定时，一带电液滴悬浮在两极板间静止不动，现要使液滴向上移动，则下列方法可行的是()A只增大R1，其他不变B只增大R2，其他不变C只减小R3，其他不变D只增大a、b两极板间距离，其他不变图610 解析 由图知UCUR2，所以只增大R2，电容器两端电压增大，两极板间电场强度增大，液滴所受电场力将大于重力，液滴上移，B对；只增大R1时电容器两端电压减小，两极板间电场强度减小，液滴下移，A错；只减小R3对电路没有

14、影响，C错；增大a、b两极板间距离时电容器两端电压不变，两极板间电场强度减小，液滴下移，D错。答案B对于含电容器的直流电路问题应注意分析电路结构，电路中的电流、电压变化时会引起电容器的充、放电，而充、放电过程非常短暂，可根据正极板电荷变化情况判定电流方向，电容器所带电荷量变化可用QCU计算。电路稳定时，接入电路中的电容器都可视为断路，电容器两端的电压与它所并联的用电器或电阻两端的电压相等。例3(2012海南高考)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷分别用d、U、E和Q表示。下列说法正确的是()A保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半B保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍C保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半D保持d不变，将Q变为原来的一半，则E变为原来的一半答案AD点击下图进入“限时训练”点击下图进入“规范训练”点击下图进入“反思训练”