高三物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題三 電場與磁場 第1講 電場、帶電粒子在電場中的運動課件.ppt

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2016高考導(dǎo)航 適用于全國卷 專題三電場與磁場 專題三電場與磁場 第1講電場 帶電粒子在電場中的運動 專題三電場與磁場 熱點一對電場性質(zhì)的考查命題規(guī)律靜電場的性質(zhì)與特點以及常見電場的分布規(guī)律問題是近幾年高考的熱點 分析近幾年的高考命題 命題規(guī)律主要有以下幾點 1 以選擇題形式考查電場的疊加 2 以選擇題形式考查等量電荷或不等量電荷的電場的分布與電場強度 電勢 電勢能的大小比較問題 3 以選擇題形式考查電場力做功與電勢能的改變之間的關(guān)系 1 多選 2015 高考海南卷 如圖 兩電荷量分別為Q Q 0 和 Q的點電荷對稱地放置在x軸上原點O的兩側(cè) a點位于x軸上O點與點電荷Q之間 b點位于y軸O點上方 取無窮遠處的電勢為零 下列說法正確的是 A b點電勢為零 電場強度也為零B 正的試探電荷在a點的電勢能大于零 所受電場力方向向右C 將正的試探電荷從O點移到a點 必須克服電場力做功D 將同一正的試探電荷先后從O b兩點移到a點 后者電勢能的變化較大 BC 突破點撥 1 取無窮遠處的電勢為零 則y軸上各點的電勢為 在x0的區(qū)域各點電勢 2 在x軸上Q和 Q之間電場方向向 在y軸上各點的場強方向向 沿y軸移動電荷 電場力是否做功 解析 由于y軸為Q和 Q的對稱軸 故y軸為等勢線 因此沿y軸移動試探電荷 試探電荷的電勢能不變 電場力不做功 答案 見解析 B 3 2015 遼師大附中二模 如圖所示 一重力不計的帶電粒子以某一速度進入負點電荷形成的電場中 且只在電場力作用下依次通過M N P三點 其中N點是軌跡上距離負點電荷最近的點 若粒子在M點和P點的速率相等 則 A 粒子在N點時的速率最大B UMN UNPC 粒子在N點時的加速度最大D 粒子在M點時的電勢能大于其在N點時的電勢能 C 方法技巧 1 分析電荷受電場力情況時 首先明確電場的電場線分布規(guī)律 再利用電場線的疏密分布規(guī)律或場強的疊加原理判定場強的強弱 2 分析電勢的高低常根據(jù)電場線的指向進行判斷 3 比較電勢能的大小或分析電勢能的變化 可以根據(jù)電場力做正功 電勢能減小 做負功 電勢能增大判斷 也可根據(jù)正電荷在電勢高處電勢能大 負電荷在電勢低處電勢能大來判斷 熱點二有關(guān)平行板電容器問題命題規(guī)律平行板電容器問題是近幾年高考中時常出現(xiàn)的考點 分析近幾年的高考命題 命題規(guī)律主要有以下幾點 1 一般以選擇題的形式考查電容的定義式和平行板電容器電容的決定式 2 以選擇題的形式考查極板間場強 極板間的電勢 帶電粒子的電勢能及帶電粒子在電容器中的平衡和加速問題 1 2015 南昌二模 如圖所示 平行板電容器與電動勢為E的直流電源 內(nèi)阻不計 連接 下極板接地 閉合開關(guān) 一帶電油滴位于兩板中央的P點且恰好處于平衡狀態(tài) 現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向下移動一小段距離 則 A 帶電油滴將沿豎直方向向上運動B 帶電油滴將沿豎直方向向下運動C P點的電勢將降低D 電容器的電容減小 電容器的帶電量將減小 A 突破點撥 1 平行板電容器與電動勢為E的直流電源 內(nèi)阻不計 連接 下極板接地 說明 2 帶電油滴位于兩板中央的P點且恰好處于平衡狀態(tài) 說明 帶電油滴受 而平衡 解析 帶電油滴沿豎直方向向上運動的過程 只有電場力和重力做功 油滴的動能 重力勢能和電勢能的總和不變 油滴的動能增大 故電勢能和重力勢能之和減小 答案 見解析 2 在上述題1中 若電容器充電穩(wěn)定后 斷開電源 試分析當電容器下極板豎直向上移動一小段距離后 帶電油滴將如何運動 其電勢能如何變化 答案 見解析 D 3 多選 2015 石家莊一模 如圖所示 D是一個具有單向?qū)щ娦缘睦硐攵O管 水平放置的平行板電容器AB內(nèi)部原有帶電微粒P處于靜止狀態(tài) 下列措施中 關(guān)于P的運動情況的說法中正確的是 A 保持S閉合 增大A B板間距離 P仍靜止B 保持S閉合 減小A B板間距離 P向上運動C 斷開S后 增大A B板間距離 P向下運動D 若B板接地 斷開S后 A板稍下移 P的電勢能不變 ABD 1 2015 高考安徽卷 在xOy平面內(nèi) 有沿y軸負方向的勻強電場 場強大小為E 圖中未畫出 由A點斜射出質(zhì)量為m 帶電荷量為 q的粒子 B和C是粒子運動軌跡上的兩點 如圖所示 其中l(wèi)0為常數(shù) 粒子所受重力忽略不計 求 1 粒子從A到C過程中電場力對它做的功 2 粒子從A到C過程所經(jīng)歷的時間 3 粒子經(jīng)過C點時的速率 答案 見解析 2 在上述題1中 求粒子在A點時的速度 答案 見解析 2 多選 2015 高考江蘇卷 一帶正電的小球向右水平拋入范圍足夠大的勻強電場 電場方向水平向左 不計空氣阻力 則小球 A 做直線運動B 做曲線運動C 速率先減小后增大D 速率先增大后減小 解析 小球運動時受重力和電場力的作用 合力F方向與初速度v0方向不在一條直線上 小球做曲線運動 選項A錯誤 選項B正確 將初速度v0分解為垂直于F方向的v1和沿F反方向的v2 根據(jù)運動與力的關(guān)系 v1的大小不變 v2先減小后反向增大 因此小球的速率先減小后增大 選項C正確 選項D錯誤 BC D 總結(jié)提升 帶電粒子在電場中的運動問題的解題思路 1 首先分析粒子的運動規(guī)律 區(qū)分是在電場中的直線運動還是曲線運動問題 2 對于直線運動問題 可根據(jù)對粒子的受力分析與運動分析 從以下兩種途徑進行處理 如果是帶電粒子在恒定電場力作用下做直線運動的問題 應(yīng)用牛頓第二定律找出加速度 結(jié)合運動學(xué)公式確定帶電粒子的速度 位移等 如果是非勻強電場中的直線運動 一般利用動能定理研究全過程中能的轉(zhuǎn)化 研究帶電粒子的速度變化 運動的位移等 3 對于曲線運動問題 一般是類平拋運動模型 通常采用運動的合成與分解方法處理 通過對帶電粒子的受力分析和運動規(guī)律分析 應(yīng)用動力學(xué)方法或功能方法求解 范例 17分 兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板如圖甲所示 大量電子 質(zhì)量為m 電荷量為e 由靜止開始 經(jīng)電壓為U0的電場加速后 連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入兩板之間 當兩板均不帶電時 這些電子通過兩板之間的時間為3t0 當在兩板間加如圖乙所示的周期為2t0 幅值恒為U0的周期性電壓時 恰好能使所有電子均從兩板間通過 不計電子重力 問 1 這些電子通過兩板之間后 側(cè)向位移 垂直于射入速度方向上的位移 的最大值和最小值分別是多少 2 側(cè)向位移分別為最大值和最小值的情況下 電子在剛穿出兩板之間時的動能之比為多少 總結(jié)提升 1 對于帶電粒子在交變電場中的直線運動 一般多以加速 勻速或減速交替出現(xiàn)的多運動過程的情景出現(xiàn) 解決的方法 根據(jù)力與運動的關(guān)系分析帶電粒子一個變化周期內(nèi)相關(guān)物理量的變化規(guī)律 借助運動圖象進行運動過程分析 找出每一運動過程 或階段 中相關(guān)物理量間的關(guān)系 進行歸納 總結(jié) 推理 尋找?guī)щ娏Ｗ拥倪\動規(guī)律 2 對于帶電粒子在交變電場中的曲線運動 解決的方法仍然是應(yīng)用運動的合成與分解的方法 把曲線運動分解為兩個直線運動 然后應(yīng)用動力學(xué)或功能關(guān)系加以解決 最新預(yù)測 1 多選 2015 哈爾濱一模 如圖甲所示 平行金屬板中央有一個靜止的電子 不計重力 兩板間距離足夠大 當兩板間加上如圖乙所示的交變電壓后 圖中反映電子速度v 位移x和加速度a三個物理量隨時間t的變化規(guī)律可能正確的是 AD 1 粒子通過電場區(qū)域的時間 2 粒子離開電場時的位置坐標 3 粒子通過電場區(qū)域后沿x方向的速度大小 答案 見解析