【师说】2016高考物理二轮复习 专题四 电场和磁场 4.8 电场及带电粒子在电场中的运动课件

4．如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平 面夹角为 θ，极板间距为 d.一质量为 m、电荷量为－q 的 带电微粒， 从极板 M 的左边缘 A 处以初速度 v0 水平射入， 沿直线运动并从极板 N 的右边缘 B 处射出，则( ) mv2 0 A．微粒到达 B 点时的动能为 2 B．微粒的加速度大小等于 gsinθ mgd C．两极板的电势差 UMN＝ qcosθ mgd D．微粒从 A 点到 B 点的过程中电势能减少 cosθ
新课标全国卷Ⅱ 如图，两平行的带电金属板水 4. 2015· 平放置．若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微 粒恰好保持静止状态．现将两板绕过a点的轴(垂直于纸 面)逆时针旋转45° ，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将 ( ) A．保持静止状态 B．向左上方做匀加速运动 C．向正下方做匀加速运动 D．向左下方做匀加速运动
解析：小线圈接近通电线圈过程中，小线圈因磁通量变化而 产生感应电流属于电磁感应现象，不属于静电现象，其他三种现 象属于静电现象，选项C符合题意． 答案：C
浙江理综(多选)如图所示，用两根长 2.2015· 度相同的绝缘细线把一个质量为 0.1 kg 的小球 A 悬挂到水平板的 M、 N 两点， A 上带有 Q＝3.0×10 －6 C 的正电荷．两线夹角为 120° ，两线上的拉力 大小分别为 F1 和 F2.A 的正下方 0.3 m 处放有一 带等量异种电荷的小球 B，B 与绝缘支架的总质量为 0.2 kg(重力加 速度取 g＝10 m/s2；静电力常量 k＝9.0×109 N· m2/C2，A、B 球可视 为点电荷)，则( ) A．支架对地面的压力大小为 2.0 N B．两线上的拉力大小 F1＝F2＝1.9 N C．将 B 水平右移，使 M、A、B 在同一直线上，此时两线上 的拉力大小 F1＝1.225 N，F2＝1.0 N D．将 B 移到无穷远处，两线上的拉力大小 F1＝F2＝0.866 N
三、电势、电势差与电势能 1．电势 Ep 相对性 ，与零势能点的选取有关． φ＝ q ，具有________ 2．电势差 WAB UAB＝ q ，电势差是________ 绝对的 ，与零势能点的选取无关． 减小 ；静电力 3．电势能及变化：静电力做正功，电势能________
增加 ． 做负功，电势能________
解析：根据题述一电子由 M 点分别运动到 N 点和 P 点的过程 中，电场力所做的负功相等，可知 N 点和 P 点处于同一等势面上， 直线 d 位于某一等势面内。根据匀强电场的特性，可知直线 c 位于 某一等势面内．由于电子由 M 点运动到 N 点的过程中，电场力做 负功，说明电场线方向从 M 指向 N，故 M 点电势高于 N 点电势， 所以选项 B 正确，选项 A 错误；由于 M、Q 处于同一等势面内， 电子由 M 点运动到 Q 点的过程中，电场力不做功，选项 C 错误； 电子由 P 点运动到 Q 点的过程中，电场力做正功，选项 D 错误． 答案：B
图1 答案：D
图2
高考演练
广东七校联考 (多选)如图所示，点电荷 1. 2015· Q固定，虚线是带电荷量为q的微粒仅在电场力作 用下的运动轨迹，微粒的重力不计，a、b是轨迹 上的两个点，b点离Q较近，则下列判断正确的是( ) A．Q一定带正电荷，q一定带负电荷 B．不管Q带何种电荷，微粒在a点受到的电场力一定比在b点 的小 C．微粒通过a、b两点时，加速度方向都指向Q D．微粒通过a点时的速率比通过b点时的速率大
3．带电粒子的偏转 (1)处理方法 用运动的合成和分解的思想处理， 即分解为沿 v0 方向的匀速直 匀加速直线 运动． 线运动和垂直于 v0 方向的___________ (2)偏转规律 qU x 2 x＝L qUL2 偏转位移 y＝2md(v ) ――→y＝2mdv2 0 0 vy qUx x＝L qUL 速度方向偏转角 tanφ＝ ＝ 2＝――→tanφ＝ 2. v0 mdv0 mdv0 y qvl 位移方向偏转角 tanα＝x＝2mdv2 0 即 tanφ＝2tanα (3)推论：速度的反向延长线平分水平位移．
解析： 小球 B 和支架组成的整体， 在三个力作用下平衡， 故有： Q2 FN＋FAB＝mBg，FAB＝k 2 ，联立两式解得：FAB＝0.9 N，FN＝1.1 N， rAB 根据牛顿第三定律可判断出 A 错．小球 A 在四个力作用下平衡， 如图甲所示．
甲
乙பைடு நூலகம்
由对称性可知 F1＝F2，在竖直方向上有： 2F1cos60° ＝2F2cos60° ＝mAg＋FBA，解得 F1＝F2＝1.9 N，可见 B 正确． 当 B 球与 M、A 共线时，A 球受力情况如图乙所示． Q2 由几何关系可知 rAB′＝0.6 m，FBA′＝k 2 ＝0.225 N．将 A r′AB 球所受重力分解在 MA 和 NA 的方向上，由上述两个方向上分力的 合力为零可得：F1＝1.225 N，F2＝1.0 N，故 C 正确．B 球移至无 穷远处时，A、B 之间的库仑力忽略不计，对 A 球由三力平衡条件 可求得 F1＝F2＝mAg＝1.0 N，故 D 错． 答案：BC
解析：由于 mg＝qE，小球在等效重力场中的“最低点”为 BC 圆弧 的中点，“最高点”为 AD 圆弧的中点，小球要做圆周运动，则在“最高 mv2 点”满足 2mg＝ ，即最小速度 v＝ 2gL，A 错；小球从其他点运动 L 到 B 点时，电场力均做正功，则在 B 点小球机械能最大，B 对；由于小 球受到的电场力和重力的合力沿 AC 方向，小球从 A 点释放后先沿直线 AC 运动到 C，然后沿圆弧 CB 运动，由于在 C 点有能量损失，小球不会 到达 D 点，C 错；小球从 A 点以大小为 gL的速度竖直向上抛出时，小球 不受细线的作用力，运动轨迹为抛物线的一部分，设小球竖直方向速度减 L 为零的时间为 t，有 t＝ ，到小球在竖直方向位移为零时，水平方向位 g qE 2 移为 x＝ (2t) ＝2L，即能够到达 B 点，D 对． 2m 答案：BD
3．(多选)一个正点电荷 Q 固定在正方形的一个顶点上， 将一个带电质点射入该区域时，质点恰好能经过正方形的 另外三个顶点 a、b、c，如图所示，则下列说法正确的是 ( ) A．a、b、c 三点电势 φa＝φc>φb，场强大小 Ea＝Ec＝ 2Eb B．质点由 a 点到 b 点电势能增加，由 b 点到 c 点电场力做正 功 C．质点在 a、b、c 三点处的加速度大小之比是 1∶2∶1 D．若改变带电质点在 a 点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
解析：由于微粒重力不计，则Q与微粒间是吸引力，电性相 反，Q不一定带正电，A错；由于a点离Q远，则受到的电场力小， B对；由库仑定律知，微粒受力方向指向Q，C对；微粒由b点到a 点的过程电场力做负功，则微粒通过a点时速率小，D错． 答案：BC
2．(多选)如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一 个质量为m、电荷量为＋q的小球，系在一根长为L的绝缘细线 一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动，AB为小球做圆周 运动的轨迹圆的水平直径，CD为竖直直径．已知重力加速度 mg 为g，电场强度E＝ ，则下列说法正确的是( ) q A．若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为 gL B．若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的 机械能最大 C．若将小球在A点由静止释放，它将在ACBD圆弧上往复运动 D．若将小球在A点以大小为 gL 的速度竖直向上抛出，它将能够到 达B点
解析：设正方形边长为 R，由于 Q 到 c、a 点距离均为 R，Q kQ 到 b 点距离为 2R，则 φa＝φc>φb，由场强公式 E＝ 2 ，得 Ea＝Ec r ＝2Eb，A 对；由牛顿第二定律得，C 错；质点带负电，从 a 点到 b 点电场力与速度夹角大于 90° ，做负功，电势能增大，动能减小， 从 b 点到 c 点电场力与速度夹角小于 90° ，做正功，电势能减小， 动能增大，B 对；在点电荷电场中，质点只能以 Q 为中心做匀速圆 周运动，D 错． 答案：AB
解析：两平行金属板水平放置时，微粒恰好保持静止状态，其 合力为零，对其受力分析，如图 1 所示，设电容器两板间的电场强 度为 E， 微粒受到竖直向下的重力 G 和竖直向上的电场力 qE， 且G ＝qE；两平行金属板逆时针旋转 45° 时，对微粒受力分析，如图 2 所示，由平行四边形定则可知，微粒所受合力方向斜向左下方，且 为恒力，则微粒向左下方做匀加速运动，选项 D 正确，选项 A、B、 C 错误．
5．如图所示，实线为某一点电荷电场中的一簇电场 线，三条虚线为三个带电粒子 a、b、c 以相同的速度从 O 点射入电场的运动轨迹， 其中粒子 b 运动轨迹为圆弧， 三粒子的运动轨迹分别与某一电场线交于 A、B、C 三点，且 AB＝ BC.已知三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力，则以下说法 正确的是( ) A．从 O 到 A，粒子 a 的电势能增大 B．粒子 b 的加速度恒定 C．|UAB|＝|UBC|，且沿粒子 c 运动方向电势降低 D．粒子 b 的质量大于粒子 c 的质量
感悟高考
江苏单科静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西 1.2015· 汉末年已有对静电现象的记载， 《春秋纬· 考异邮》 中有“玳瑁吸 ” 之说，但下列不属于静电现象的是( ) A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑 B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引 C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流 D．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉
新课标全国卷Ⅰ 如图，直线a、b和c、d是处于 3. 2015· 匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交 点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点 分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相 等，则( ) A．直线a位于某一等势面内，φM>φQ B．直线c位于某一等势面内，φM>φN C．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功 D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功