高考物理二轮复习专题三电场和磁场第讲电场带电粒子在电场中的运动课件

专题整合突破专题三电场和磁场第8讲电场及带电粒子在电场中的运动1微网构建2高考真题3热点聚焦4复习练案微网构建高考真题1．(2018·全国Ⅰ，16)如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则 (

)D

2．(多选)(2018·全国Ⅰ，21)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。下列说法正确的是 (

)A．平面c上的电势为零B．该电子可能到达不了平面fC．该电子经过平面d时，其电势能为4eVD．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍AB

[解析]

A对：因等势面间距相等，由U＝Ed得相邻虚线之间电势差相等，由a到d，eUad＝6eV，故Uad＝6V；各虚线电势如图所示，因电场力做负功，故电场方向向右，沿电场线方向电势降低，φc＝0。BD

4．(多选)(2018·全国Ⅲ，21)如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平；两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b，它们由静止开始运动。在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是 (

)A．a的质量比b的大B．在t时刻，a的动能比b的大C．在t时刻，a和b的电势能相等D．在t时刻，a和b的动量大小相等BD

5．(2018·北京，19)研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是(

)A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大A

6．(2018·天津，3)如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是 (

)A．vM<vN，aM<aN

B．vM<vN，φM<φNC．φM<φN，EpM<EpN

D．aM<aN，EpM<EpND

[解析]

因为N点的电场线密，所以场强大，受到的电场力大，加速度大，即aM<aN。由虚线弯曲方向知，带负电粒子受力指向运动轨迹的凹侧，电场方向由电场线稀疏一侧指向电场线密集一侧，沿电场线方向电势降低，即φM>φN。又由Ep＝qφ知，带负电粒子在电势越低的位置，具有的电势能越大，即EpM<EpN。若带负电粒子由M向N运动过程中电场力做负功，则动能减小，所以vM>vN。若带负电粒子由N向M运动过程中电场力做正功，则动能增大，也可得vM>vN，故选D。7．(2018·江苏，5)如图所示，水平金属板A、B分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态。现将B板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴 (

)A．仍然保持静止 B．竖直向下运动C．向左下方运动 D．向右下方运动D

8．(2018·北京，24(1))静电场可以用电场线和等势面形象描述。a．请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式；b．点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S1、S2到点电荷的距离分别为r1、r2。我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小，请计算S1、S2上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2。热点聚焦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，Ep＝qφ，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WAB＝－ΔEp。(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。

(多选)(2018·山东省青岛市二模)如图所示，两个带等量正电的点电荷分别位于x轴上的P、Q两点，其位置关于坐标原点O对称，圆弧曲线是一个以O点为圆心的半圆，c点为半圆与y轴的交点，a、b两点为一平行于x轴的直线与半圆的交点，下列说法正确的是 (

)典例1AD

[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；

方法总结两个等量点电荷的电场强度分布特点〔类题演练1〕(多选)(2018·广东省梅州市高三下学期二模)如图(a)所示，A、B、C三点是在等量同种正电荷连线垂线上的点，一个带电量为q，质量为m的点电荷从C点由静止释放，只在电场力作用下其运动的v－t图象如图(b)所示，运动到B点处对应的图线的切线斜率最大(图中标出了该切线)，其切线斜率为k，则 (

)BC

1．静电力做功的求解方法(1)由功的定义式W＝Flcosα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W＝－ΔEp(3)利用WAB＝quAB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 (2018·山东省淄博、莱芜高三下学期模拟)如图所示，竖直固定的光滑绝缘细杆上O点套有一个电荷量为－q的小环，在杆的左侧固定一个电荷量为＋Q的点电荷，杆上a、b两点与Q正好构成等边三角形，c是ab的中点。使小环从O点无初速度释放，小环通过a点的速率为v。若已知ab＝Oa＝l，静电力常量为k，重力加速度为g。则 (

)典例2D

〔类题演练2〕(2018·吉林省实验中学高三下学期模拟)如图甲所示，在光滑水平桌面内xOy直角坐标系中x轴上方区域存在水平向右的匀强电场，一带电小球以某一初速度开始运动，先后与坐标轴相交于a、b两点，图中虚线为其运动轨迹线。已知b点电势为零，由此可知 (

)C

A．小球带正电B．小球从a运动到b的过程中，重力势能减小，电势能增加，动能减少C．小球从a运动到b的过程中，电势能增加量等于动能减少量D．电势沿x轴方向变化图象如图乙所示[解析]

由小球的运动轨迹可知，小球受到的电场力方向向左，与电场强度方向相反，故小球带负电，故A错误；小球在水平桌面上从a运动到b的过程中，重力不做功，重力势能不变，电场力做负功，电势能增加，故动能减小，故B错误，C正确；φ－x图象的切线斜率表示电场强度，而该电场是匀强电场，故图乙错误，故D错误；故选C。热点三平行板电容器的动态分析

(多选)(2018·河南省开封市高三下学期5月模拟)电源、开关S、定值电阻R1、R2、光敏电阻R3和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置。当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻R3时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点，当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值变小，则 (

)A．液滴向下运动B．液滴向上运动C．电容器所带电荷量减少D．电容器两极板间电压变大典例3BD

[解析]

当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值变小，电路中电流增大，R1两端间的电压增大，电容器的电压增大，板间场强增大，液滴所受的电场力增大，液滴向上运动。故A错误，BD正确；电容器的电压增大，电容不变，由Q＝CU知，电容器所带电荷量增大。故C错误。〔类题演练3〕(2018·吉林省实验中学高三下学期模拟)如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管(正向通电时可以理解为短路，反向通电时可理解为断路)连接，电源正极接地。初始电容器不带电，闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是 (

)A．上极板上移，带电油滴向下运动B．上极板上移，P点电势升高C．上极板下移，带电油滴向下运动D．上极板下移，P点电势升高D

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、α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

(2018·山东省潍坊市高三下学期一模)如图所示，两竖直虚线间距为L，之间存在竖直向下的匀强电场。自该区域左侧的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水平方向射出，小球进入电场区域，并从该区域的右边界离开。已知N离开电场时的位置与A点在同一高度，M刚离开电场时的动能为刚进入电场时动能的8倍，不计空气阻力，重力加速度大小为g，已知A点到左边界的距离也为L。典例4(1)求该电场的电场强度大小；(2)求小球射出的初速度大小；(3)要使小球M、N离开电场时的位置之间的距离不超过L，仅改变两小球的相同射出速度，求射出速度需满足的条件。