2018版高考物理二轮复习第1部分专题整合突破专题8电场的性质带电粒子在电场中的运动课件
图 81 A．Ea∶Eb＝4∶1 C．Wab∶Wbc＝3∶1 B．Ec∶Ed＝2∶1 D．Wbc∶Wcd＝1∶3
[题眼点拨]
kQ ①“静止点电荷的电场”场强可由 E＝ r2 求解． ②由“φ－t 图”
可求出 Uab、Ubc 和 Ucd 的大小．
AC [A 对：由题图知a、b、c、d 四个点距点电荷的距离依次增大，且 rb
不符，A 错；电场线一定与等势面垂直，B 对；同一等势面上的电势相同， 但电场强度不一定相同，C 错；将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较 低的等势面，电场力做负功，故 D 错．]
3．(电场能的性质)(多选) (2014· Ⅰ卷 T21)如图 82 所示，在正点电荷 Q 的电场中 有 M、N、P、F 四点，M、N、P 为直角三角形的三个顶点，F 为 MN 的中点， ∠M＝30° .M、N、P、F 四点处的电势分别用 φM、φN、φP、φF 表示，已知 φM ＝φN，φP＝φF，点电荷 Q 在 M、N、P 三点所在平面内，则(
2． (电场能的性质)(2016· Ⅲ卷 T15)关于静电场的等势面， 下列说法正确的是( A．两个电势不同的等势面可能相交 B．电场线与等势面处处相互垂直 C．同一等势面上各点电场强度一定相等
)
D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力 做正功
B
[若两个不同的等势面相交，则在交点处存在两个不同电势数值，与事实
专题八
电场的性质
带电粒子在电场中的运动
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考点 1 考点 2 考点 3
电场的性质 平行板电容器 带电粒子在电场中的运动
热点模型解读 平行板电容器中带电粒子运动模型 专题限时集训
——————[知识结构互联]———————[核心要点回扣]——————
1．电场力的性质
F q (1)电场强度的定义式：E＝__.
3．带电粒子在电场中的运动 1 1 2 2 mv2－2mv1 2 (1)带电粒子的加速：Uq＝____________. l (2)带电粒子的偏转：t＝v 0 1 2 y＝2at
Uq dm a＝___.
考点 1 电场的性质 (对应学生用书第 38 页)
■品真题· 感悟高考……………………………………………………………· [考题统计] 五年 8 考： 2016 年Ⅲ卷 T15
1．(电场力的性质)(多选)(2017· Ⅰ卷 T20)在一静止点电荷的电场中，任 一点的电势 φ 与该点到点电荷的距离 r 的关系如图 81 所示． 电场中 四个点 a、b、c 和 d 的电场强度大小分别为 Ea、Eb、Ec 和 Ed.点 a 到 点电荷的距离 ra 与点 a 的电势 φa 已在图中用坐标(ra，φa)标出，其余类推．现 将一带正电的试探电荷由 a 点依次经 b、c 点移动到 d 点，在相邻两点间移动 的过程中，电场力所做的功分别为 Wab、Wbc 和 Wcd.下列选项正确的是( )
(多选)如图所示，已知 a、b、c、d 为椭圆的四个顶点，＋Q 处在 椭圆的一个焦点上，一带负电的点电荷仅在库仑力作用下绕固定的点电荷＋ Q 运动，则下列说法正确的是( )
A．负电荷在 a、c 两点所受的电场力相同 B．负电荷在 a 点和 c 点的电势能相等 C．负电荷由 b 运动到 d 的过程中电势能增加，动能减少 D．负电荷由 a 经 b 运动到 c 的过程中，电势能先增加后减少
BC [在 a、c 两点负电荷所受电场力方向不同，A 项错误；以单个点电荷为 球心的球面是等势面，所以 a、c 两点电势相等，根据电势与电势能的关系可 知，负电荷在 a、c 两点电势能也相等，B 项正确；负电荷由 b 到 d 过程中， 电场力始终做负功，电势能增加，动能减少，C 项正确；负电荷由 a 经 b 到 c 的过程中，电场力先做正功再做负功，故电势能先减少后增加，D 项错误．]
A．点电荷 Q 一定在 MP 的连线上 B．连接 PF 的线段一定在同一等势面上 C．将正试探电荷从 P 点搬运到 N 点，电场力做负功 D．φP 大于 φM
)
【导学号：19624092】
图 82
AD
[由于 φM＝φN，φP＝φF，所以点电荷 Q 到 M 和 N 的
距离相等，到 P 和 F 的距离相等，即过 F 作 MN 的中垂 线，然后作 FP 的中垂线，两中垂线的交点为点电荷 Q 所在的位臵，由几何知识得 Q 在 MP 上，如图所示，故 选项 A 正确；点电荷形成的电场中等势面是球面，故选项 B 错误；正试探电 荷与 Q 同号， 所以受斥力作用， 故将其从 P 点搬运到 N 点时， 电场力做正功， 故选项 C 错误；由几何关系知点电荷 Q 距 M 的距离大，距 P 的距离小，所 以 φM<φP，故选项 D 正确．]
kQ r2 (2)真空中点电荷的电场强度公式：E＝____.
U d (3)匀强电场中电场强度与电势差的关系式：E＝__.
2．电场能的性质
Ep q (1)电势的定义式：φ＝____. WAB q (2)电势差的定义式：UAB＝____.
φA－φB (3)电势差与电势的关系式：UAB＝_______. EpA－EpB (4)电场力做功与电势能的关系式：WAB＝_________.
kQ ＝2ra，由 E＝ r2 知，Ea∶Eb＝4∶1. kQ B 错：rd＝2rc，由 E＝ r2 知，Ec∶Ed＝4∶1. C 对：在移动电荷的过程中，电场力做的功与电势能的变化量大小相等，则 Wab∶Wbc＝q(φa－φb)∶q(φb－φc)＝3∶1. D 错：Wbc∶Wcd＝q(φb－φc)∶q(φc－φd)＝1∶1.]
2017 年Ⅰ卷 T20、Ⅲ卷 T21 2015 年Ⅰ卷 T15
2014 年Ⅰ卷 T21、Ⅱ卷 T19
2013 年Ⅰ卷 T15、Ⅱ卷 T18
[考情分析] 1．本考点重在考查电场中的基本概念、典型电场的分布特点、电场线、等势面 及电场强度的关系，电势、电势能高低的判断． 2．理解电场力、电场力做功的特点，电场力做功与电势能的关系，灵活应用电 场线分析电势高低，电势能的变化是解题的关键． 3．要熟记典型电场中电场线的分布特点，特别是正、负点电荷电场线的方向． 4．抓住力和能这两条主线，找出它们的联系，做到融会贯通．
2018版高考物理一轮总复习课件：8-2电场能的性质 精品
即时突破 判断正误． 1．电场力做功与重力做功相似，均与路径无关．( √ ) 2．正电荷具有的电势能一定是正的，负电荷具有的电势能一定是负的．( × ) 3．电场力做正功，电势能一定增加．( × ) 4．电场力做功为零，电荷的电势能也为零．( × )
二、电势 等势面 1．电势 (1)定义式：φA＝Eqp. (2)矢标性：电势是标量 ，有正负之分，其正(负)表示该点电势比零___电__势_高(低)． (3)相对性：电势具有__相__对__性__，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同． 注意：电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与在该点是否放有 电荷和所放电荷的电荷量及其电势能均无关．
() A．c点电势高于a点电势
B．场强的方向由b指向d
C．质子从b运动到c所用的时间为
2L v0
D．质子从b运动到c，电场力做功为4 eV
【解析】 连接bd，找bd的三等分点g、h，连接ag交bc于e，连接ch交ad于f，
则分别过age和chf且垂直于平面abcd的平面为两个等势面，作等势面的垂线为电场
的地方电势低．
2．电势能大小的判断方法
判断角度
判断方法
做功判断法
电场力做正功，电势能减小； 电场力做负功，电势能增大
电荷电势法 正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大
公式法 能量守恒法
由Ep＝qφp，将q、φp的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大， 电势能越大；Ep的负值越小，电势能越大
2018高三一轮总复习
物理
提高效率 ·创造未来 ·铸就辉煌
必考部分 电磁学/8-12章
第八章 电场
第2节 电场能的性质
栏
目
抓知识点 1
2018年高考物理二轮温习第一部分二轮专题冲破专题三电场和磁场课时作业8电场和磁场的大体性质
7.
如下图，一质量为m、电荷量为q的带正电小球在匀强电场中运动，其运动轨迹在竖直平面(纸面)内，且关于过轨迹最右边N点的水平直线对称．已知重力加速度大小为g，忽略空气阻力，小球可视为质点．由此可知( )
A．匀强电场的方向水平左
B．电场强度E知足E>
C．小球在M点的电势能比在N点的大
D．M点的电势比N点的高
点的电势降低得多，因此M点的电势比N点的低，一正点电荷在M点时的电势能比在N点时的小，选项D正确．
答案：ACD
11.
电子束焊接机中的电子枪如下图，K为阴极，A为阳极，两极之间的电势差为U.A、K之间的电场线散布如下图．阴极发出的电子在电场作用下由静止状态从K加速运动到A，设电子的质量为m，那么以下说法正确的选项是( )
答案：C
4．(2017·四川省重点中学第二次检测)
由某种导线组成的正方形导线框abcd竖直放置，已知长度为l的该导线的电阻为lr，现将正方形导线框置于如下图的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小为B，用电阻不计的导线将导线框连接在电动势为E，内阻不计的电源两头．那么关于导线框所受安培力的大小和方向，以下说法正确的选项是( )
A．安培力的大小为 ，方向竖直向上
B．安培力的大小为 ，方向竖直向下
C．安培力的大小为 ，方向竖直向下
D．安培力的大小为 ，方向竖直向上
解析：由题图可知，电路接通后流过导线框的电流沿ad及abcd方向，设导线框的边长为x，由欧姆定律可得，流过ab边的电流为I1＝ ，流过bc边的电流为I2＝ ，又由左手定那么可知ad、bc两边所受的安培力方向均竖直向下，ab、cd两边所受到的安培力大小相等，方向相反，那么导线框所受的安培力的大小为F＝B(I1＋I2)x＝ ，方向竖直向下，B正确．
2018届高三物理高考二轮复习 第一部分 专题四 第1讲 电场及带电粒子在电场中的运动
板间电压降为原来的1，则此电容器的电容为 3
4.5
μF
D．若把电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是零
考向二
研考向 融会贯通
提能力 强化闯关
限时 规范训练
试题
解析
考向一 考向二 考向三
两板电荷的电性可根据场强方向确定，电场强度的大小可由 E＝Ud 求得．带 等量异种电荷的两个平行金属板之间的电场为匀强电场，又 φA＜φB，则电
研考向 融会贯通
提能力 强化闯关
限时 规范训练
3.必须辨明的“4 个易错易混点” (1)在电场强度定义式 E＝Fq中，错误地认为 E 与 F、q 有关；(2)判断电场力 时注意带电粒子的电性，要区分轨迹与电场线；(3)不能随意忽略带电体的重 力；(4)电场强度和电势、电势能的高低没有直接关系.
考向一 电场的性质
考向一
研考向 融会贯通
提能力 强化闯关
限时 规范训练
考向一 考向二 考向三
2．与电场中的“点、线、面、迹”相关问题的判断技巧 (1)由轨迹向合力的方向弯曲，确定粒子所受电场力方向； (2)根据粒子电性判断电场线方向； (3)根据“沿电场线方向电势降低”判断电势高低； (4)根据公式 Ep＝qφ(代入正负号)判断电势能大小； (5)根据电场力做功的正负判断电势能的变化或动能的变化； (6)根据电场线或等差等势面疏密判断加速度大小．
研考向 融会贯通
提能力 强化闯关
限时 规范训练
研考向 融会贯通
提能力 强化闯关
限时 规范训练
第 1 讲 电场及带电粒子在电场中的运动
研考向 融会贯通
提能力 强化闯关
限时 规范训练
微网构建
研考向 融会贯通
600分考点 700分考法(2018 A版)高考物理专题温习 第八章节 电场讲义
10
3．应用微元法和对称性求电场强度
4. 应用补偿法求电场强度
11
考法4 电场Βιβλιοθήκη 的疏密和场强关系的考查 1．场强大的地方电场线密，场强小的地方电场线疏. 2．只给出一条直电场线:
(1) 正点电荷电场中的一根电场线，EA＞EB . (2) 负点电荷电场中的一根电场线，EA＜EB . (3) 匀强电场中的一根电场线，EA＝EB . (4) 两个等量异种点电荷连线上的电场线： ①两点电荷之间，场强先减小后增大，在两个点电荷连线中点时，场强 最小. ②任一个点电荷外侧的电场线，越靠近点电荷场强越大. (5) 两个等量同种点电荷连线上的电场线， 越靠近点电荷场强越大，越远离点电荷场强越小.
电场线描述电场中各点场强的强弱及
它对放入其中的电荷有力的作用.
方向，各点的切线方向表示该点的场强方
（2）电场强度描述电场具有力的性质， 向，电场线的疏密程度表示电场的强弱.
其大小、方向由电场本身决定.
(1)始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无
定义式:E＝F/q，q为检验电荷所带
的电荷量.点电荷Q在真空中产生的场强 为
章 电场
1 1
考点25 电荷守恒与库仑定律
考点26 电场强度 电场线
考点27 电势能 电势 电势差
考点28 电容器
考点29 带电粒子在匀强电场中的运动
专题8
带电体在电场中的运动与能量变化
2
考点25 电荷守恒与库仑定律
应试基础必备 高考考法突破
考法1 电荷守恒定律和库仑定律的基本应用 考法2 与库仑力有关的受力分析与计算问题
3
考点25 电荷守恒与库仑定律
【关键点拨】任何一个带电体都可被看成是由许多点电荷组 成的，任意两点电荷之间的作用力都遵循库仑定律，可用矢量求 和法求合力.
电场及带点粒子在电场中的运动
电场及带点粒子在电场中的运动一、高考导航[命题分析]本讲内容主要是综合应用动力学方法和功能关系解决电场的性质及带电粒子在电场中的运动问题．这部分的题目覆盖的内容多，物理过程多，且情景复杂，综合性强，常以选择题或高考压轴题的形式出现．高考对本专题考查的重点有以下几个方面：①对电场力的性质和能的性质的理解；②带电粒子在电场中的加速和偏转问题。
[备考策略]针对本讲内容的特点，应“抓住两条主线、明确两类运动、运用两种方法”解决有关问题．两条主线是指电场力的性质（物理量——电场强度）和能的性质（物理量——电势和电势能）；两类运动是指类平抛运动和匀速圆周运动；两种方法是指动力学方法和功能关系．二、网控考点三、考点突破1．对电场强度的三个公式的理解（1）E＝是电场强度的定义式，适用于任何电场．电场中某点的场强是确定值，其大小和方向与试探电荷q无关．试探电荷q充当“测量工具”的作用．（2）E＝k是真空中点电荷所形成的电场的决定式．E由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定．（3）E＝是场强与电势差的关系式，只适用于匀强电场，注意：式中d为两点间沿电场方向的距离．2．电场能的性质（1）电势与电势能：φ＝.（2）电势差与电场力做功：U AB＝＝φA－φB.（3）电场力做功与电势能的变化：W＝－ΔE p.3．等势面与电场线的关系（1）电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面．（2）电场线越密的地方，等差等势面也越密．（3）沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，电场力一定做功．4．电容器两类动态变化的分析比较第一类动态变化：两极板间电压U恒定不变第二类动态变化：电容器所带电荷量Q恒定不变5．带电粒子在电场中常见的运动类型（1）带电粒子在电场中的加速（假设粒子质量很小，忽略粒子的重力）①匀强电场中，v0与E平行，可用牛顿运动定律和运动学方程求解：E＝，a＝，v2－v＝2ax；也可用动能定理qU＝mv2－mv.②非匀强电场中，只能用动能定理．（2）带电粒子在匀强电场中的偏转（忽略粒子的重力）①垂直于电场强度的方向（x轴：匀速直线运动）：v x＝v0，x＝v0t.②平行于电场强度的方向（y轴：匀加速直线运动）：a＝，L＝v0t，v y＝at＝，y＝at2＝，偏转角：tan θ＝＝.6．本部分内容的主要研究方法有：（1）理想化模型．如点电荷、电场线、等势面；（2）比值定义法．电场强度、电势的定义方法是定义物理量的一种重要方法；（3）类比的方法．电场和重力场的比较；电场力做功与重力做功的比较；带电粒子在匀强电场中的运动和平抛运动的类比．7．研究带电粒子在电场中的曲线运动时，采用运动合成与分解的思想方法四、题型攻略1.题型一、对电场性质的理解[方法指导]1.在静电场中，通常利用电场线和等势面的两个关系分析电场的性质：一是二者一定处处垂直；二是电场线密的地方，等差等势面也密，且电场线由电势较高的等势面指向电势较低的等势面．2．在分析电场性质时，要特别注意电场强度、加速度、电势、电场力做功、动能、电势能等物理量的基本判断方法．3．根据电场线的疏密分布规律或场强的叠加原理判断场强的强弱．4．电势高低的判断可灵活应用以下方法（1）根据电场线与电势的关系来判断，即沿着电场线的方向电势降低．（2）根据电场力做功来判断．正电荷在电场力作用下移动时，电场力做正功，电荷由高电势处移向低电势处；电场力做负功，电荷由低电势处移向高电势处．对于负电荷，则刚好相反．（3）根据电势能判断．正电荷在电势高处电势能较大，负电荷在电势低处电势能较大．（4）由U AB＝进行判断．将W AB和q带符号代入，根据U AB的正负判断A、B两点电势的高低，当U AB>0时，φA>φB；反之，φA<φB.[例1] 如图1所示，实线为电场线，虚线为等势面，两相邻等势面间电势差相等．A、B、C为电场中的三个点，且AB＝BC，一个带正电的粒子从A点开始运动，先后经过B、C两点，若带电粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是（）图1A．粒子在A、B、C三点的加速度大小关系a A>a B>a CB．粒子在A、B、C三点的动能大小关系E kC>E kB>E kAC．粒子在A、B、C三点的电势能大小关系E pC>E pB>E pAD．粒子由A运动至B和由B运动至C电场力做的功相等[答案]B[解析]由电场线可知E C＞E B＞E A，因此a C＞a B＞a A，故A错误；粒子从A点运动经过B、C，电场力做正功，动能不断增加，因此E kC＞E kB＞E kA，故B正确；由于沿着电场线，电势逐渐降低，故φA＞φB＞φC，因此带正电粒子的电势能大小关系E pA＞E pB＞E pC，故C错误；由于从A到B过程的电场力小于从B到C过程的电场力，故从A到B过程的电场力做功较少，因此粒子由A运动至B和由B运动至C电场力做的功不等，D错误．针对训练1 （2014·江苏·4）如图2所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O.下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是（）图2A．O点的电场强度为零，电势最低B．O点的电场强度为零，电势最高C．从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高D．从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低[答案]B[解析]根据电场的对称性和电场的叠加原理知，O点的电场强度为零．在x轴上，电场强度的方向自O点分别指向x轴正方向和x轴负方向，且沿电场线方向电势越来越低，所以O点电势最高．在x轴上离O点无限远处的电场强度为零，故沿x轴正方向和x轴负方向的电场强度先增大后减小．选项B正确．针对训练2 如图所示，菱形abcd的四个顶点分别放上电荷量都为Q的不同电性的点电荷，∠abc＝120°.对角线的交点为O，A、B、C、D分别是O点与四个顶点连线的中点，则下列说法正确的是（）A．O点的电势和电场强度都为零B．A、C两点的电场强度相等C．B、D两点的电势相等且都为正D．正的试探电荷从A到D电场力做正功[答案]C[解析]根据电场叠加原理可知，O点的场强为零，电势为正，A项错误；根据电场叠加原理可知，A、C两点的场强等大反向，B项错误；根据几何关系可知，B、D点都在a、b两个等量异种点电荷电场中零等势线的右侧，都在c、d两个等量异种点电荷电场中零等势线的左侧，因此电势叠加后肯定为正，根据对称性可知，这两点的电势相等，C 项正确；同理可以分析，A点电势为负，因此正的试探电荷从A到D电势能增大，电场力做负功，D项错误．2.题型二、电场矢量合成问题[方法指导]1.熟练掌握常见电场的电场线和等势面的画法．2．对于复杂的电场场强、电场力合成时要用平行四边形定则．3．电势的高低可以根据“沿电场线方向电势降低”或者由离正、负场源电荷的距离来确定．[例2]如图3所示，a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，∠abc＝120°.现将三个等量的正点电荷＋Q分别固定在a、b、c三个顶点上，则下列判断正确的是（）图3A．d点电场强度的方向由d指向OB．O点处的电场强度是d点处的电场强度的2倍C．bd连线为一等势线D．引入一个电量为＋q的点电荷，依次置于O点和d点，则在d点所具有的电势能大于在O点所具有的电势能[答案]B[解析]由点电荷的电场及电场的叠加可知，O点处的场强等于b处点电荷在O点产生的场强，设菱形的边长为L，则E O＝k，方向由b指向O，而在d处的点电荷由a、b、c处的点电荷产生，其大小为E d＝2k＝E O，方向也沿bO方向，A错误，B正确；bd是a、c两处电荷连线的中垂线，由两等量正电荷的电场中电势分布可知，在a、c两点电荷的电场中O点电势高于d点电势，而在点电荷b的电场中，O点电势也高于d点电势，再由电势叠加可知，O点电势高，而正电荷在电势越高处，电势能越大，C、D错误．针对训练3如图4甲所示，MN为很大的薄金属板（可理解为无限大），金属板原来不带电．在金属板的右侧，距金属板距离为d的位置上放入一个带正电、电荷量为q的点电荷，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布．几位同学想求出点电荷和金属板垂直连线之间中点a的电场强度大小，但发现问题很难．几位同学经过仔细研究，从图乙所示两等量异号点电荷的电场分布得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是完全一样的．图乙中两等量异号点电荷的大小也为q，他们之间的距离为2d，虚线是两点电荷连线的中垂线．由此他们分别求出了a点的电场强度大小，一共有以下四个不同的答案（答案中k为静电力常量），其中正确的是（）图4A. B.C. D.[答案]C[解析]根据a点的电场线方向可得a点的电场强度方向是垂直于金属板向左，两个异号点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，乙图上＋q左侧处的场强大小为E＝k＋k＝，根据题意可知，a点的电场强度大小与乙图上＋q左侧处的场强大小相等，即为.3.题型三、平行板电容器的动态分析问题[方法指导]运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路（1）确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变．（2）用决定式C＝分析平行板电容器电容的变化．（3）用定义式C＝分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化．（4）用E＝分析电容器极板间场强的变化．[例3]（多选）（2014年湖北八校高三联考）如图所示的平行板电容器、电源、电阻和开关组成的电路中，开关S闭合后，两板间的带电粒子处于静止状态，则下列说法正确的是（）A．粒子带负电B．断开开关S，粒子会向下运动C．保持开关S闭合，增大两板间距离的过程中，电流表中有从左向右的电流D．保持开关S闭合，使两板绕垂直于纸面的过两板中点的轴a、b沿顺时针以相同的角速度缓慢转动一个很小的角度，粒子仍会保持静止[答案]AC[解析]S闭合时，上板带正电，粒子要保持静止，受到的电场力方向应向上，因此粒子带负电，A项正确；断开开关后，两板上的带电荷量保持不变，粒子仍保持静止，B项错误；保持开关S闭合，增大两板间距离的过程中，由平行板电容器的电容决定式C＝可知，电容器的电容减小，两板间的电压不变，由Q＝CU可知，电容器的带电荷量减小，电容器放电，电流表中有从左到右的电流，C项正确；保持开关S闭合，使两板绕垂直于纸面的过两板中点的轴a、b沿顺时针以相同的角速度缓慢转动一个很小的角度，两板间的电场有了一个水平分量，粒子会受到一个水平的电场分力，不会保持静止状态，D项错误．针对训练4 （多选）如图所示，D是一个具有单向导电性的理想二极管，水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态．在下列措施下，关于P的运动情况的说法中正确的是（）A．保持S闭合，增大A、B板间距离，P仍静止B．保持S闭合，减小A、B板间距离，P向上运动C．断开S后，增大A、B板间距离，P向下运动D．若B板接地，断开S后，A板稍下移，P的电势能不变[答案]ABD[解析]保持开关S闭合，电容器的电压不变，增大A、B板间距离，则导致电容器的电容减小，则出现电容器的电荷量减小，然而二极管作用导致电容器的电荷量不会减小，则电容器的电荷量会不变，由于平行板电容器的电场强度与电容器的电荷量、电介质及正对面积有关，所以电场强度不变，故A正确；当减小A、B板间距离，则导致电容器的电容增大，则出现电容器的电荷量增加，因此电场强度增大，所以P向上运动，故B正确；增大A、B板间距离，导致电容器的电容减小，由于断开开关S，则电容器的电荷量不变，所以极板间的电场强度不变，因此P仍处于静止，故C错误；A板稍下移，电容器的电容增大，当断开S后，则电容器的电荷量不变，所以电场强度也不变，由于B板接地，则P到B板的电势差不变，因此P的电势能也不变，故D正确．4.题型四、带电粒子在电场中的加速或偏转[方法指导]对于带电粒子在电场中的加速和偏转问题，解决的办法一般都是采用牛顿运动定律与功和能相结合的办法来解决．（1）在粒子的加速过程中，一般采用qU＝mv2或qE＝ma进行求解．（2）在粒子的偏转过程中，一般采用平抛运动的规律进行求解．水平方向上为匀速直线运动，竖直方向上为初速度为零的匀加速直线运动，通常是利用水平方向上匀速运动计算粒子在偏转电场中运动的时间，然后利用竖直方向上的运动求解粒子在偏转电场中偏转的距离、离开偏转电场时的速度等．[例4] 如图甲所示，A、B两板竖直放置，两板之间的电压U1＝100 V，M、N两板水平放置，两板之间的距离d＝0.1 m，板长L＝0.2 m．一个质量m＝2×10－12 kg、电荷量q＝＋1×10－8 C的带电粒子（不计重力）从靠近A板处由静止释放，经加速电场加速后从B板的小孔穿出，沿着M、N两板的中轴线垂直进入偏转电场．如果在M、N两板之间加上如图乙所示的偏转电压，当t＝时，带电粒子刚开始进入偏转电场，则：（1）带电粒子从B板的小孔穿出时的速度为多大？（2）要使带电粒子能够从M、N两板之间（不沿中轴线）穿出，并且穿出后的速度方向保持水平，则交流电U2的周期T为多少？（3）在满足（2）条件的情况下，它在偏转电场中的最大偏移量是多少？（结果保留一位有效数字）[答案]（1）1×103 m/s（2）s（n＝5,6,7，…）（3）0.04 m[解析]（1）由动能定理得qU1＝mv，解得v0＝＝1×103 m/s.（2）要使带电粒子能够从M、N两板之间穿出，并且穿出后速度方向不变，则带电粒子穿过偏转电场的时间t＝（n＋）T（n＝0,1,2，…）①带电粒子沿水平方向做匀速直线运动，则L＝v0t②所以T＝s（n＝0,1,2，…）③带电粒子进入偏转电场时的加速度a＝④电场强度E＝⑤带电粒子在进入偏转电场后的前内沿竖直方向的位移y＝a（）2⑥要使带电粒子能够从M、N两板之间穿出，需满足2y≤⑦联立①～⑦式解得n≥4.5.所以T＝s（n＝5,6,7，…）．（3）要使总偏移量最大，则n应取值最小，故n＝5，由此解得，最大偏移量y′＝2y≈0.04 m.针对训练5 如图所示，三种均带正电荷的带电粒子（重力不计）从O点以相同的速度进入同一偏转电场，射出后均打在一个竖直放置的足够大的荧光屏上．若三种带电粒子的质量之比为1∠2∠4，电荷量之比为1∠1∠2，则下列说法中正确的是（）A．三种粒子在偏转电场中的运动时间之比为2∠1∠1B．三种粒子离开偏转电场时的速度相同C．三种粒子将打在荧光屏上的同一点D．偏转电场对三种粒子做功之比为2∠1∠2[答案]D[解析]设偏转电场的电压为U，粒子进入偏转电场时的速度大小为v0，偏转电场极板长为l，板间距离为d.则带电粒子在偏转电场中运动的时间为t＝，所以带电粒子通过偏转电场的时间是相同的，选项A错误；由于粒子进入电场时的初速度大小相同，所以粒子离开偏转电场时的速度取决于粒子在偏转电场中竖直方向上获得的速度v∠，又因为v∠＝at＝t∠，因为三种粒子的比荷之比为2∠1∠1，所以选项B错误；粒子在偏转电场中偏转的距离y＝at2＝··t2∠，所以粒子不会打在荧光屏上的同一点，选项C错误；偏转电场对三种粒子做的功为W＝q··y，因为y∠，所以W∠，所以偏转电场对三种粒子做功之比为2∠1∠2，选项D正确．针对训练6 如图所示，倾角为θ的绝缘斜面体固定在水平面上，斜面体处在竖直向下的匀强电场中，将一①质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从斜面的顶端②以初速度v0沿水平方向向右抛出，小球运动时间t0（未知）第一次落在斜面上．若将电场方向反向，再将小球从斜面顶端以初速度v0沿水平方向向右抛出，则小球第一次落到斜面上的时间为2t0，斜面足够长．（1）求电场强度E及t0的大小；（2）若③将电场方向改为水平向右，小球仍从斜面的顶端以初速度v0沿水平方向向右抛出，求小球第一次落到斜面上时的速度是多大．[答案]（1）（2）[解析]规范步骤，水到渠成（1）带电小球被抛出后，竖直方向受向下的重力和向下的电场力作用，因此小球做类平抛运动，有x1＝v0t0①（1分）y1＝a1t②（1分）mg＋qE＝ma1③（1分）tan θ＝④（1分）电场方向变为向上后，小球仍做类平抛运动，有x2＝v0·2t0⑤（1分）y2＝a2（2t0）2⑥（1分）mg－qE＝ma2⑦（1分）tan θ＝⑧（1分）解得E＝，（1分）t0＝.（1分）（2）若将电场方向改变为水平向右，设小球抛出后落到斜面上的时间为t，有x＝v0t＋·gt2⑨（1分）y＝gt2⑩（1分）tan θ＝⑪（1分）解得t＝（2分）求得v＝＝＝.（3分）5.题型五、交变电场下粒子的运动问题[方法指导]在两个相互平行的金属板间加交变电压时，在两板间便可获得交变电场．此类电场从空间看是匀强的，即同一时刻，电场中各个位置处电场强度的大小、方向都相同；从时间上看是变化的，即电场强度的大小、方向都可随时间变化．研究带电粒子在这种交变电场中的运动，关键是根据电场变化的特点，利用牛顿第二定律正确地判断粒子的运动情况．问题情景大致分为三类：一是平衡问题；二是直线运动问题；三是偏转问题．由于电场呈周期性变化，往往会出现多解问题、临界问题，且与数学知识、实际生活、现代科技等联系紧密．[例5]一电荷量为q（q>0）、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下，在t＝0时由静止开始运动，电场强度随时间变化的规律如图甲所示．不计重力．在t＝0到t＝T的时间间隔内，求：甲（1）粒子位移的大小和方向．（2）粒子沿初始电场反方向运动的时间．[解析]解法一：（1）带电粒子在0～、、、时间间隔内匀速运动，设加速度分别为、、、，由牛顿第二定律得：①；②；③；④由此得带电粒子在0～T时间间隔内运动的加速度-时间图像如图（a）所示，对应的速度-时间图像如图（b）所示，其中⑤由图（b）可知，带电粒子在t = 0到t = T的时间间隔内的位移为⑥由⑤⑥式得⑦ 它沿初始电场正方向。
2018年高考物理二轮复习 专题三 电场和磁场 第8讲 电场的性质和磁场的性质课件
3．电势能：(1)电场力做正功，电势能减小；电场力 做负功，电势能增大；(2)正电荷在电势高的地方电势能 大，负电荷在电势高的地方电势能反而小．
►即学即练
1. (多选)(中等偏下难度)如图所示，图中五
点均在匀强电场中，它们刚好是一个圆的四个等分点和 圆心．已知电场线与圆所在平面平行．下列有关圆心 O 和等分点 a 的电势、电场强度的相关描述正确的是( )
尝试解答：
解析：由右手定则可知，导线 b 在 a 处产生的磁场方 向竖直向下，设为 B1，如图所示，由左手定则得知 a 受 到 b 的安培力的方向为水平向左(如图)，由牛顿第三定律 可知 b 受到的 a 的安培力大小为 F，方向水平向右(如图)；
放入导线 c 后，c 在 a 处的磁感应强度方向垂直于 ac 连线向上(如图中的 B2)，c 对 a 的安培力方向指向 c，因 此时 a 受到的磁场力大小仍为 F(受到 b、c 的安培力的合 力)，b、c 对 a 的安培力的夹角为 120°，所以 c 对 a 的安 培力大小也为 F；
c 在 a 和 b 处的磁感应强度大小相等，因 b 的电流是 a 的 2 倍，所以 b 受到 c 的安培力为 2F，
方向由 c 指向 b(如图所示)；b 受到的两个安培力之 间的夹角为 60°，由余弦定理得 b 受到的磁场力大小为： Fb＝ F2＋（2F）2－2×F×2F×cos 120°＝ 7F，D 正 确，A、B、C 错误．故选 D.
3. (多选)(2017·全国卷Ⅰ)如图，三根相
互平行的固定长直导线 L1、L2 和 L3 两两等 距，均通有电流 I，L1 中电流方向与 L2 中的 相同，与 L3 中的相反．下列说法正确的是( )
A．L1 所受磁场作用力的方向与 L2、L3 所在平面垂 直
2018届高三物理二轮题复习课件：专题六 电场 带电粒子在电场中的运动课件 (共23张PPT)
3.(2016全国Ⅲ卷)关于静电场的等势面,下列说法正确的是( B ) A.两个电势不同的等势面可能相交 B.电场线与等势面处处相互垂直 C.同一等势面上各点电场强度一定相等 D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面, 电场力做正功
4.(2016全国Ⅱ卷)如图,P是固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆。带 电粒子Q在P的电场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨 迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分 别为aa、ab、ac,速度大小分别为va、vb、vc。则( D ) A.aa>ab>ac,va>vc>vb B.aa>ab>ac,vb>vc>va C.ab>ac>aa,vb>vc>va D.ab>ac>aa,va>vc>vb
A.将ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ板向左平移,则静电计指针张角减小 B.将M板向右平移,则静电计指针张角增大 C.将M板竖直向下平移,则静电计指针张角减小 D.将M板竖直向上平移,则静电计指针张角增大
例5.(多选)如图所示,两块正对平行金属板M、N与电源相连,N板接地, 在距两板等距离的P点固定一个带负电的点电荷,如果M板向上平移一 小段距离,则( AD ) A.点电荷受到的电场力变小 B.M板带的电荷量增加 C.P点的电势升高 D.点电荷在P点具有的电势能增加
A.该电场的电场强度大小为������������ C.A 点的电势为 ������
������
������
B.C、B 两点间的电势差为 UCB= ������
������
D.若从 A 点沿 AB 方向飞入一电子,其运动轨迹可能是乙
2018年高考物理课标Ⅱ专用复习专题测试专题八 静电场 共155张 精品
答案Leabharlann D带电粒子在电场中仅受电场力作用,由牛顿第二定律知加速度a=
F m
=
qQ E m
,E=k
qP r2
,因
为rb<rc<ra,所以ab>ac>aa;
5
Ucb,E=2.5 V/cm,A项正确。Uoe=Elob sin 53°=16 V,故O点电势φ0=17 V-16 V=1 V,B项正确。电子
在a点的电势能比在b点的高7 eV,C项错误。电子从b点到c点电场力做功W=9 eV,D项正确。
方法技巧 充分利用直角三角形中37°和53°的关系 ①Oa为6 cm,Ob=8 cm,这样连接O、c,∠cOb=37°,∠Ocb=53°。 ②在a、c连线上找φd=17 V,bd为等势线。由对应关系得lcd=4.5 cm,∠cbe=37°。Oec恰好为电场 线。 ③充分利用电场中的角度,以37°和53°的关系解题。
由动能定理有Wab=qQUab=
1 2
m
vb2
-
1 2
mva2
Wbc=qQUbc=
1 2
m
vc2
-
1 2
mvb2
因为Wab<0,所以va>vb
因为Wbc>0,所以vc>vb
因为|Uab|>|Ubc|,所以va>vc
故有va>vc>vb,D项正确。
考查点 电场力的性质 解题关键 ①了解点电荷周围场强的分布。 ②利用轨迹偏转情况判定受力方向。 ③利用点电荷周围等势面的特点,判定电场力做功。 易错警示 通过轨迹的偏转情况判定受力方向与速度变化情况是难点及易错点。
浙江版2018版高考物理二轮复习专题三电场和磁场第1讲电场性质和带电粒子在电场中的运动课件
考点二
带电粒子在电场中的直线运动
真题研究
1.(2017· 浙江11月选考· 19)如图7所示，AMB是一条长L＝10 m的绝缘水平 轨道，固定在离水平地面高h＝1.25 m处，A、B为端点，M为中点，轨道 MB处在方向竖直向上、大小E＝5×103 N/C的匀强电场中.一质量m＝0.1 kg、电荷量q＝＋1.3×10－4 C的可视为质点的滑块以初速度v0＝6 m/s在 轨道上自A点开始向右运动，经M点进入电场，从B点离开电场.已知滑块 与轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，g＝10 m/s2.求滑块： (1)到达M点时的速度大小；
答案
7.(2017· 台州市 9 月选考 ) 如图 6 甲所示，一条电场线与 Ox 轴重合，取 O 点 电势为零，Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示.若在O点由 静止释放一电子，且电子仅受电场力的作用，则 A.电场的方向沿Ox正方向 B.电子沿Ox正方向运动 √ D.电子的电势能将增大 图6
答案
C.电场的场强沿Ox方向增大
1
2
3
4
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规律总结
带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法 (1)某点速度方向即为该点轨迹的切线方向； (2)从轨迹的弯曲方向判断受力方向 (轨迹向合外力方向弯曲 )，从而分析 电场方向或电荷的正负； (3)结合轨迹、速度方向与电场力的方向，确定电场力做功的正负，从而 确定电势能、电势和电势差的变化等.
专题三
电场和磁场
第1讲 电场性质和带电粒子在电场中的运动
考点一 电场基本性质的理解
考点二 带电粒子在电场中的直线运动
考点三 带电粒子在电场中的曲线运动
考点一
电场基本性质的理解
真题研究
2018届高考物理二轮复习 板块一 专题突破复习 专题三 电场与磁场 第二讲 磁场及带电粒子在磁场中
第二讲 磁场及带电粒子在磁场中的运动(2)(3)几种典型电流周围磁场分布考向一磁场对通电导体的作用力[归纳提炼]求解磁场中导体棒运动问题的思路(多选)(2017·全国卷Ⅰ)如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反．下列说法正确的是( )A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ 3D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶1[思路点拨] 首先判断直线电流的磁场及安培力，或者记住平行直线电流间作用规律，运用平行四边形法则，结合三角形知识解决．[解析] 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．对L1进行受力分析，如下图所示，可知L1所受磁场力的方向与L2、L3所在的平面平行；对L3进行受力分析，如右图所示，可知L3所受磁场力的方向与L1、L2所在的平面垂直．任意两根导线间的作用力的大小是相等的，若两根导线间相互作用力为F，L1、L2受到的磁场力的合力大小相同，根据平行四边形定则作出几何图形，根据几何知识可求解，经分析知B、C正确．[答案] BC[熟练强化]1．(2017·上海卷)如图，一导体棒ab静止在U形铁芯的两臂之间．电键闭合后导体棒受到的安培力方向( )A ．向上B ．向下C ．向左D ．向右[解析] 本题考查电流的磁效应、安培力及左手定则．根据图中的电流方向，由安培定则知U 形铁芯下端为N 极，上端为S 极，ab 中的电流方向由a →b ，由左手定则可知导体棒受到的安培力方向向右，选项D 正确．[答案] D2．(2017·金华十校第三次联合调研)如右图所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O 点为圆弧的圆心．两金属轨道之间的宽度为0.5 m ，匀强磁场方向如右图所示，磁感应强度大小为0.5 T ．质量为0.05 kg 、长为0.5 m 的金属细杆置于金属轨道上的M 点．当在金属细杆内通以电流为2 A 的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动．已知MN ＝ON ＝OP ＝1 m ，g ＝10 m/s 2，则( )A ．金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s 2B ．金属细杆运动到P 点时的速度大小为5 m/sC ．金属细杆运动到P 点时的向心加速度大小为10 m/s 2D ．金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N[解析] 金属细杆在水平方向受到安培力作用，安培力大小F 安＝BIL ＝0.5×2×0.5 N ＝0.5 N ，金属细杆开始运动时的加速度大小为a ＝F 安m＝10 m/s 2，选项A 错误；对金属细杆从M 点到P 点的运动过程，安培力做功W 安＝F 安·(MN ＋OP )＝1 J ，重力做功W G ＝－mg ·ON ＝－0.5 J ，由动能定理，得W 安＋W G ＝12mv 2，解得金属细杆运动到P 点时的速度大小v ＝2 5m/s ，选项B 错误；金属细杆运动到P 点时的向心加速度大小为a ′＝v 2r＝20 m/s 2，选项C错误；在P 点金属细杆受到轨道水平向左的作用力F N ，水平向右的安培力F 安，由牛顿第二定律，得F N －F 安＝mv 2r，解得F N ＝1.5 N ，每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75 N ，由牛顿第三定律，可知金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N ，选项D 正确．[答案] D考向二 带电粒子在磁场中的运动[归纳提炼]1．带电粒子在匀强磁场中的运动(1)若v ∥B(2)若v ⊥B 射速度v R ＝mvqB，则周期T＝2πR v ＝2πmqB.周期T 与粒子运动的速度v 或半径R 无关．角速度ω＝2πT ＝qBm，角速度ω只取决于粒子的比荷和磁感应强度，与粒子运动的速＝q 2B 2R22m ，粒子的动量和动能与磁感应强度B 、轨道半其中“画对于这类区域判断题，要善于进行动态分析，即首先从而找出角度变化(2017·全国卷Ⅱ)如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P 为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P 点，在纸面内沿不同方向射入磁场．若粒子射入速率为v 1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v 2，相应的出射点分布在三分之一圆周上．不计重力及带电粒子之间的相互作用．则v 2∶v 1为( )A.3∶2B.2∶1C.3∶1D ．3∶ 2[思路点拨] 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，找圆心、定半径是解题的常规方法，本题中只要找到半径之间的关系则问题迎刃而解。