高考物理复习专题五带电粒子在电场中的运动

专题五带电粒子在电场中运动1/38考情分析

带电粒子在电场中运动T2：静电现象T7：匀强电场、电场力T8：电场强度、电势T3：电场强度、电场线、等势面、电势T4：带电粒子在平行板电容器中直线运动T8：双电荷φ－x图象2/38命题解读本专题共8个考点，其中静电现象电荷守恒定律，库仑定律，电场线、电势能、电势、等势面，电场强度、点电荷场强、电势差，带电粒子在匀强电场中运动，电容等考点为高频考点。从近三年命题情况看，其特点为：(1)重视基础、联络实际。如以库仑定律、电容器等基础知识命题考查了解能力；以静电现象、静电透镜等结合实际问题提倡学以致用。(2)突出方法。如以电场叠加、电场线命题，凸显对称思想；以静电场中图象命题，考查学生推理能力。

整体难度中等，命题指数★★★★★，复习目标是达B必会。3/381.(·江苏清江中学期中)真空中两个点电荷相互作用力为F，若把其中一个电荷带电量降低二分之一，同时把它们之间距离降低二分之一，则它们之间作用力变为(

)A.2F B.4FC.8F D.无法确定答案

A4/382.(多项选择)(·南京、盐城模拟)以下选项中所描述a、b两点电场强度和电势均相同是(

)图1A.离正点电荷等距任意两点a、b，如图甲所表示B.两个等量异种点电荷连线中垂线上，与连线中点等距两点a、b，如图乙所表示C.两个等量同种点电荷连线上，与连线中点等距两点a、b，如图丙所表示D.静电场中到达静电平衡时导体内部任意两点a、b，如图丁所表示5/38解析

图甲中a、b两点电势相等，电场强度大小相等但方向不一样，A错误；图乙中，两个等量异种点电荷连线中垂线为等势线，a、b两点电场强度大小相等，方向均与等量异种点电荷连线平行且向左，所以a、b两点电势和电场强度均相同，B正确；图丙中，依据对称性，a、b点电势相等，电场强度大小相等但方向相反，C错误；图丁中，导体到达静电平衡时，导体内部电势处处相等，电场强度处处为零，D正确。答案

BD6/383.(·江苏常州市检测)复印机关键部件是有机光导体鼓，它是在一个金属圆柱表面涂覆一层有机光导体OPC(没有光照时OPC是绝缘体，受到光照时变成导体)制成。复印机基本工作过程是：(1)在暗处有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，使转动鼓体均匀带上正电；(2)文件反射强光经过光学系统在鼓上成像，鼓上形成

“静电潜像”；(3)鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷墨粉吸引到鼓体带电部位；(4)鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上。以下说法正确是(

)图27/38A.步骤(1)中发生了静电感应现象B.步骤(2)中发生了局部导电现象C.步骤(3)中发生了静电平衡现象D.步骤(4)中发生了静电屏蔽现象解析

步骤(1)过程不是静电感应现象，选项A错误；步骤(2)过程发生了局部导电现象，选项B正确；步骤(3)中有电荷移动，没有发生静电平衡现象，选项C错误；步骤(4)中不是静电屏蔽现象，选项D错误。答案

B8/384.(多项选择)(·江苏南通中学模拟)如图3所表示，在两等量异种点电荷电场中，MN为两电荷连线中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷连线，且a与c关于MN对称、b点位于MN上，d点位于两电荷连线上。以下判断正确是(

)图39/38A.b点场强大于d点场强B.b点场强小于d点场强C.a、b两点间电势差等于b、c两点间电势差D.试探电荷＋q在a点电势能小于在c点电势能解析

在两等量异号电荷连线上，中间点电场强度最小；在两等量异号电荷连线中垂线上，中间点电场强度最大；所以b点场强小于d点场强，选项A错误，B正确；由对称性可知，a、b两点电势差等于b、c两点间电势差，故选项C正确；因a点电势高于c点电势，故试探电荷＋q在a点电势能大于在c点电势能，选项D错误。答案

BC10/38(1)由轨迹向合外力方向弯曲，确定粒子所受电场力方向；(2)依据粒子电性判断电场线方向；(3)依据“沿电场线方向电势降低”判断电势高低；(4)依据公式Ep＝qφ(代入正负号)判断电势能大小；(5)依据电场力做功正负判断电势能改变或动能改变；(6)依据电场线或等差等势面疏密判断场强大小，再依据牛顿第二定律能够判断加速度大小。由电场中“点、线、面、迹”判断相关问题11/38【例1】

(·无锡模拟)如图4所表示，示波管聚焦电场是由电极A1、A2、A3、A4形成，实线为电场线，虚线为等势线，x轴为该电场中心轴线。一个电子从左侧进入聚焦电场，曲线PQR是它运动轨迹，则(

)图412/38A.电场中Q点电场强度小于R点电场强度B.电场中P点电势比Q点电势低C.电子从P运动到R过程中，电场力对它先做正功后做负功D.若电子沿着x轴正方向以某一速度进入该电场，电子有可能做曲线运动13/38解析

由电场线分布疏密程度可知，电场中Q点电场强度大于R点电场强度，选项A错误；沿电场方向电势越来越低，选项B正确；电子从P运动到R过程中，电场力对它一直做正功，选项C错误；若电子沿着x轴正方向以某一速度进入该电场，电子一定做直线运动，选项D错误。答案B14/38【变式1】

(·江苏如东高级中学学情调研)如图5，P是固定点电荷，虚线是以P为圆心两个圆。带电粒子Q在P电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上三个点。若Q仅受P电场力作用，其在a、b、c点加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则(

)图5A.aa>ab>ac，va>vc>vb B.aa>ab>ac，vb>vc>vaC.ab>ac>aa，vb>vc>va D.ab>ac>aa，va>vc>vb15/38答案D16/381.平行板电容器动态问题分析思绪平行板电容器及其动态分析问题2.平行板电容器问题一个惯用结论：电容器充电后断开电源，在电容器所带电荷量保持不变情况下，电场强度与极板间距离无关。17/38【例2】

(·江苏清江中学高三第四次月考)如图6所表示，平行板电容器与电动势为E直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量极少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中P点。现将平行板电容器下极板竖直向下移动一小段距离，则(

)图618/38A.平行板电容器电容将变大B.静电计指针张角变小C.带电油滴电势能增加D.若先将上极板与电源正极导线断开，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19/38答案

D20/38【变式2】

(·江苏省淮安、宿迁、连云港、徐州苏北四市联考)在研究影响平行板电容器电容大小原因试验中，一已充电平行板电容器与静电计连接如图7所表示。现保持B板不动，适当移动A板，发觉静电计指针张角减小，则A板可能是(

)图7A.右移 B.左移C.上移 D.下移21/38答案

A22/381.v－t图象：依据v－t图象速度改变、斜率改变(即加速度大小改变)，确定电荷所受电场力方向与电场力大小改变情况，进而确定电场强度方向、电势高低及电势能改变。静电场中三类图象问题2.φ－x图象(1)电场强度大小等于φ－x图线斜率大小，电场强度为零处，φ－x图线存在极值，其切线斜率为零。(2)在φ－x图象中能够直接判断各点电势大小，并可依据电势大小关系确定电场强度方向。(3)在φ－x图象中分析电荷移动时电势能改变，可用WAB＝qUAB，进而分析WAB正负，然后作出判断。23/383.E－x图象(1)反应了电场强度随位移改变规律。(2)E＞0表示场强沿x轴正方向；E＜0表示场强沿x轴负方向。(3)图线与x轴围成“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点电势高低依据电场方向判定。24/38【例3】(多项选择)(·江苏盐城中学模拟)两个点电荷Q1和Q2固定在x轴上O、D两点，二者之间连线上各点电势高低如图8中曲线所表示(OB＞BD)，取无穷远处电势为零，由图可知(

)图8A.B点电场强度为零B.Q1为负电荷，Q2为正电荷C.Q1电荷量一定大于Q2电荷量D.将电子沿x轴从A点移到C点，电场力一直做正功25/38解析

因为φ－x图线斜率等于电场强度大小，所以B点电场强度不为零，选项A错误；因B点左侧电势为负，右侧电势为正，故可知Q1为负电荷，Q2为正电荷，选项B正确；因电势为零位置离D点较近，故Q1电荷量一定大于Q2电荷量，选项C正确；将电子沿x轴从A点移到C点，电势一直升高，电势能降低，则电场力一直做正功，选项D正确。答案

BCD26/38【变式3】

(·江苏省泰州中学高三上学期摸底考试)如图9甲所表示，直线上固定两个正点电荷A与B，其中B带＋Q电荷量，C、D两点将A、B连线三等分，现有一个带负电粒子从C点开始以某一初速度向右运动，不计粒子所受重力，而且已知该粒子在C、D间运动速度v与时间t关系图象如图乙所表示，则A点电荷电荷量可能是(

)图9A.＋5Q B.＋3QC.＋2Q D.＋Q27/38答案A28/381.带电粒子(或带电体)在电场中做直线运动带电粒子在电场中运动问题分析29/382.带电粒子在电场中偏转规律30/383.带电粒子在交变电场中运动分析三种情况①带电粒子做单向直线运动(牛顿运动定律求解)②带电粒子做往返运动(分段研究)③带电粒子做偏转运动(依据交变电场特点分段研究)两个关系①力和运动关系；②功效关系分析关键注意粒子运动周期性和对称性特征，确定与物理过程相关临界条件31/38【例4】

(·江苏徐州、宿迁、连云港、淮安四市高三模拟)如图10甲所表示，极板A、B间电压为U0，极板C、D间距为d，荧光屏到C、D板右端距离等于C、D板板长。A板O处放射源连续无初速地释放质量为m、电荷量为＋q粒子，经电场加速后，沿极板C、D中心线射向荧光屏(荧光屏足够大且与中心线垂直)，当C、D板间未加电压时，粒子经过两板间时间为t0；当C、D板间加上图乙所表示电压(图中电压U1已知)时，粒子均能从C、D两板间飞出，不计粒子重力及相互间作用。求：图1032/38(1)C、D板长度L；(2)粒子从C、D板间飞出时垂直于极板方向偏移最大距离；(3)粒子打在荧光屏上区域长度。33/3834/38【变式4】

(多项选择)(·江苏省如东高级中学高三上学期第二次学情调研)如图11甲所表示，两个平行金属板P、Q正对竖直放置，两板间加上如图乙所表示交流电压，t＝0时，P板比Q板电势高U0，在两板正中央M点有一电子在电场力作用下由静止开始运动(电子所受重力可忽略)，已知电子在0～4t0时间内未与两板相碰，则(

)图1135/38A.t0～2t0时间内电