2015届高考二轮物理专题复习课件+课时过关专题3《电场和磁场》第1课带电粒子在电场中的运动

高考二轮专题复习与测试•物理随堂讲义•第一部分专题复习专题三电场和磁场第1课带电粒子在电场中的运动J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接J考点简析单独考查电场的性质与特点等考点时，题型一般为选择题；考查带电粒子在匀强电场中的运动时，题型一般为计算题．J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接Z知识构建J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接考点一电场的性质K考点精辟解析1．电场强度.公式E＝FqE＝kQr2E＝Ud适用条件任何电场点电荷产生的电场匀强电场备注q为试探电荷的电荷量Q为场源电荷的电荷量d为两点沿电场方向的距离J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接K考点精辟解析2.电场力做功与电势能．(1)电势和电势能的相对性：电场中某点的电势、电荷在电场中某点的电势能的数值大小与电势零点选取有关；(2)电场力做功与电势能的关系：电场力对电荷做的功等于电荷的电势能的减少量，即W＝－ΔEp.3．电势、电势差．(1)电势与电势能：Ep＝qφ(运算时带正负号)．电势和电势能均为标量，电势的正负反映电势的高低，电势能的正负反映电荷电势能的大小．J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接K考点精辟解析(2)电势差与电场力做功：WAB＝qUAB＝q(φA－φB)(运算时带正负号)．注意：①电势与场强无直接关系，零电势处可以人为选取，而场强是否为零则由电场本身决定；②电场力做功与路径无关．J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接考点二电场的形象描述K考点精辟解析(1)电场线与等势面关系：①电场线与等势面垂直；②电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面(沿着电场线的方向电势降低得最显著)；③电场线越密处，等差等势面也越密．(2)等量异、同种电荷周围的电场.种类等量异种电荷等量同种电荷电场线和等势线分布J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接K考点精辟解析(续上表)种类等量异种电荷等量同种电荷连线上场强：沿连线从正电荷到负电荷，先减小后增大，中点最小，左右对称，方向平行连线电势：从正电荷到负电荷逐渐降低场强：沿连线先减小后增大，中点为零，左右对称，方向平行连线指向中点(负电荷：背离中点)电势：从正电荷到中点逐渐降低(负电荷：升高)中垂线上场强：沿中垂线从“上”到“下”先增大后减小，中点最大，上下对称，方向垂直等势线电势：等势线(与无穷远电势相同)场强：沿中垂线从中点向外先增大后减小，中点为零，上下对称，方向背离中点(负电荷：指向中点)电势：沿中垂线从中点向外逐渐降低(负电荷：升高)J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接考点三电场的应用K考点精辟解析(1)电容器：电容定义式C＝QU；平行板电容器的决定式C＝εrS4πkd.(2)加速和偏转：带电粒子在电场中的加速问题一般选用动能定理求解，带电粒子在电场中的轨迹问题一般用曲线运动的速度、合力与轨迹的关系求解，带电粒子在匀强电场中的偏转一般用运动的分解与合成的方法求解．J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接题型一电场性质的理解与应用(A层次)K考题专项训练例1(双选)如图甲是某电场中的一条电场线，a、b是这条线上的两点，一负电荷只受电场力作用，沿电场线从a运动到b的过程中，电荷的vt图线如图乙所示，关于a、b两点的电势φa、φb和电场强度Ea、Eb的关系，下列判断正确的是()A．φaφbB．φaφbC．EaEbD．Ea＝EbJ考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接负电荷仅在电场力作用下从a到b做匀加速直线运动．故电场线方向为b指向a，即φaφb，A对、B错；加速度不变，合力不变，即E不变，故C错、D对．解析答案ADK考题专项训练J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接K考题专项训练方法点拨：判断电场性质的一般解题思路(1)明确电场的电场线与等势面的分布规律；(2)利用电场线的疏密分布规律或场强的叠加原理判定场强的强弱；(3)根据电场线的方向、电场线的疏密及电势能的大小分析电势的高低；(4)应用电场力做功与电势能改变之间的关系判定电势能的大小或电场力做功情况．J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接变式训练K考题专项训练1．(2014·深圳模拟)真空中有一带负电的电荷绕固定的点电荷＋Q运动，其轨迹为椭圆，如图所示．已知abcd为椭圆的四个顶点，＋Q处在椭圆焦点上，则下列说法正确的是()A．b、d两点的电场强度大小一定相等B．a、c两点的电势相等C．负电荷由b运动到d电场力做正功D．负电荷由a经d运动到c的过程中，电势能先减小后增大BJ考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接K考题专项训练解析由E＝kQr2和rdrb得EdEb，A错．由于a、c与＋Q等距，故电势相等，B对．负电荷由b到d电场力先做正功再做负功，C错．负电荷由a到d再到c的过程中，电场力先做负功再做正功，故电势能先增大后减小，D错．J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接题型二与平行板电容器有关的电场问题(B层次)K考题专项训练例2喷墨打印机的简化模型如图所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中()A．向负极板偏转B．电势能逐渐增大C．运动轨迹是抛物线D．运动轨迹与带电荷量无关J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接K考题专项训练解析答案C本题考查带电粒子在电场中的类平抛运动．墨汁微滴带负电，根据电场力方向判断会向正极板方向偏转，A错误；电场力做正功，电势能逐渐减小，B错误；速度v垂直于匀强电场的场强方向，受电场力为恒力，故墨汁微滴做类平抛运动，C正确；在沿场强方向上的位移y＝12at2＝12·qEmt2，垂直于场强方向的位移x＝vt，轨迹方程为y＝qE2mv20x2，即运动轨迹与带电荷量有关，D错误．J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接K考题专项训练方法点拨：平行板电容器问题的分析思路(1)明确平行板电容器中的哪些物理量是不变的，哪些物理量是变化的以及怎样变化；(2)应用平行板电容器的决定式C＝εrS4πkd分析电容器的电容的变化；(3)应用电容的定义式分析电容器带电量和两板间电压的变化情况；(4)根据控制变量法对电容的变化进行综合分析，得出结论．J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接变式训练K考题专项训练2．(双选)如图所示，带电粒子从A开始沿虚线穿过竖直放置的平行板电容器，则粒子()A．带负电B．做加速运动C．机械能增加D．电势能增大ADJ考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接K考题专项训练解析带电粒子做直线运动，则合力方向沿直线，由于重力竖直向下，则电场力水平向左，所以带电粒子带负电，做减速运动，机械能减少，电势能增大，A、D正确，B、C错误．J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接题型三带电粒子在电场中的加速或偏转(B层次)K考题专项训练例3如图所示，水平放置的长为l、距离为d的两平行金属板，极板间所加电压为U，一质量为m(重力不计)的带电粒子，沿两极板的中心线以初速度v0射入，若粒子能落在A板距左端为b的M点上，求：(1)粒子的带电荷量；(2)若将A板向上移动d2，要使粒子由原入射点射入仍然落在M点，则电压变为原来的多少倍？J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接K考题专项训练解析(1)带电粒子在匀强电场中受到的电场力F＝qE＝qUd①粒子在竖直方向的加速度a＝Fm②粒子在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，由运动学规律有：b＝v0t③d2＝12at2④联立①②③④解得q＝mv20d2b2U⑤J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接K考题专项训练答案(2)当A板上移d2后，极板间距d′＝32d，粒子仍由原入射点射入而落到M点，则其竖直位移变为d.设电压变为U′后可使粒子仍落在M点．粒子在其间的加速度a′＝Fm＝qU′32md＝2qU′3md⑥由运动规律有b＝v0t′⑦d＝12a′t′2⑧联立⑤⑥⑦⑧解得U′＝3U.(1)mv20d2b2U(2)电压应增大为原来的3倍J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接K考题专项训练方法点拨：带电粒子在电场中的运动问题解题思路(1)首先分析粒子的运动规律，区分是在电场中的直线运动还是偏转运动问题．(2)对于直线运动问题，可根据对粒子的受力分析与运动分析，从以下两种途径进行处理：①如果是带电粒子受恒定电场力作用下的直线运动问题，应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．②如果是非匀强电场中的直线运动，一般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﹑运动的位移等．J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接K考题专项训练(3)对于曲线运动问题，一般是类平抛运动模型，通常采用运动的合成与分解方法处理．通过对带电粒子的受力分析和运动规律分析，借助运动的合成与分解，寻找两个分运动，再应用牛顿运动定律或运动学方程求解．(4)当带电粒子从一个电场区域进入另一个电场区域时，要注意分析带电粒子的运动规律的变化及两区域电场交界处的有关联的物理量，这些关联量往往是解决问题的突破口．J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接变式应用K考题专项训练3．(双选)如图，初速度为零的电子经加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出时偏转位移为d，若要使d增大些，下列措施可行的是()A．增大偏转电场极板间距离B．减小加速电压U0C．增大偏转电压UD．改变偏转电场的场强方向BCJ考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接K考题专项训练解析在加速电场中qU0＝12mv20①以v0进入偏转电场，设极板间距为D，极板长为l，则偏转位移d＝12·qUmDlv02②由①②得d＝l2U4DU0③由③式得A错，B、C对；改变偏转电场的场强方向，只能使电子的偏转方向改变，不能使d增大，D错．J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接题型四带电体在电场中的运动(B层次)K考题专项训练例4光滑绝缘半球槽的半径为R，处在水平向右的匀强电场中，一质量为m的带电小球从槽的右端A处(与球心等高)无初速沿轨道滑下，滑到最低点B时，球对轨道的压力为2mg.求：(1)小球从A到B的过程中受到的电场力做的功及电场力的大小；(2)带电小球在滑动过程中的最大速度．J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接K考题专项训练解析(1)小球滑到最低点B时的速度为v，由牛顿第二定律有N－mg＝mv2R小球从A滑到B的过程，由动能定理，有mgR＋W＝12mv2联立解得，电场力做的功W＝－mgR2而W＝－F·R则电场力F＝mg2，方向水平向右．J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接K考题专项训练(2)小球在滑动过程中达到最大速度的条件是小球在某位置时切向合力为零，设此时小球和圆心间的连线与竖直方向的夹角为θ，如图所示．mgsinθ＝Fcosθ解得：tanθ＝12小球由A处到最大速度位置的过程中由动能定理有mgRcosθ－12mgR(1－sinθ)＝12mv2m－0解得最大速度vm＝（5－1）gR.(1)mg2(2)（5－1）gR答案J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接K考题专项训练方法点拨：带电体在电场中运动，求解时要注意电场力的特点，求解步骤为：选取研究对象，受力分析并画出受力图，再由牛顿运动定律列出具体方程求未知量．J考点简析Z知识构建K考点精辟解析K考题专项训练栏目链接变式应用K