高考物理大二輪總復習 增分策略 第二篇 考前保溫訓練 第7天 電場和帶電粒子在電場中的運動課件.ppt

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第二篇高頻考點解讀 考前保溫訓練 高頻考點解讀 考前保溫訓練 欄目索引 考前第7天電場和帶電粒子在電場中的運動 高頻考點15庫侖定律 1 點電荷是指帶有一定的電量 而沒有體積的帶電體 點電荷是一種理想化的物理模型 實際上不存在 點電荷不同于元電荷 也不同于檢驗電荷或試探電荷 3 電場力作用下的電荷平衡及運動問題處理方法和在力學中是一樣的 高頻考點16電場強度 點電荷的場強 2 方向 與正電荷受電場力的方向相同 與負電荷受電場力的方向相反 3 與電場線的關系 電場線的切向方向為該點的場強方向 電場線疏密表示場強的大小 4 電荷在電場中某點受電場力的方向指向帶電粒子運動軌跡的彎曲方向 且與電場線的切向在一條直線上 高頻考點17電勢能 電勢 電勢差 1 電勢能大小比較 電場力對電荷做正功 電荷的電勢能減少 電場力對電荷做負功 電荷的電勢能增加 正電荷在電勢高處電勢能大 在電勢低處電勢能小 負電荷在電勢高處電勢能小 在電勢低處電勢能大 3 電勢 選好零電勢點后 某點的電勢就是該點與零電勢點間的電勢差 沿場強方向 或電場線方向 電勢降低 電勢與電場強度沒有必然的聯(lián)系 場強大 電勢不一定高 電勢為零 電場強度不一定為零 反之亦然 4 等勢面 電場中由電勢相等的點構成的面叫等勢面 其特點有 等勢面一定與電場線垂直 在同一等勢面上移動電荷電場力不做功 高頻考點18帶電粒子在勻強電場中的運動 1 帶電粒子分類 基本粒子 指微觀粒子 如電子 質子 氦核 離子等 除特別說明外 一般都不考慮自身重力 帶電微粒 指微觀顆粒 如液滴 塵埃 小球等 除特別說明外 一般都要考慮自身重力 2 帶電粒子的加速 3 帶電粒子在勻強電場中的偏轉如圖1所示 板長為L 板間距離為d 板間電壓為U 帶電粒子沿平行于帶電金屬板以初速度v0進入偏轉電場 飛出電場時速度的方向改變角為 圖1 1 多選 如圖2所示 A B兩球所帶電荷量均為2 10 5C 質量均為0 72kg 其中A球帶正電荷 B球帶負電荷 A球通過絕緣細線吊在天花板上 B球一端固定絕緣棒 現(xiàn)將B球放在某一位置 能使絕緣細線伸直 A球靜止且與豎直方向的夾角為30 則B球距離A球的距離可能為 A 0 5mB 0 8mC 1 2mD 2 5m 1 2 3 4 5 6 7 8 圖2 1 2 3 4 5 6 7 8 答案AB 2 多選 庫侖定律是電學中第一個被發(fā)現(xiàn)的定量規(guī)律 它的發(fā)現(xiàn)受萬有引力定律的啟發(fā) 實際問題中有時需要同時考慮萬有引力和庫侖力 比如某無大氣層的均勻帶有大量負電荷的質量分布均勻的星球 將一個帶電微粒置于離該星球表面一定高度處無初速度釋放 發(fā)現(xiàn)微粒恰好能靜止 現(xiàn)給微粒一個如圖3所示的初速度v 則下列說法正確的是 A 微粒將做勻速直線運動B 微粒將做圓周運動C 庫侖力對微粒做正功D 萬有引力對微粒做正功 1 2 3 4 5 6 7 8 圖3 1 2 3 4 5 6 7 8 由上分析可知 庫侖力的方向與速度方向夾角小于90 做正功 而萬有引力與速度夾角大于90 做負功 故C正確 D錯誤 答案AC 3 多選 在如圖4所示的豎直向下的勻強電場中 用絕緣的細線拴住的帶電小球在豎直平面內繞懸點O做圓周運動 下列說法正確的是 A 帶電小球有可能做勻速率圓周運動B 帶電小球有可能做變速率圓周運動C 帶電小球通過最高點時 細線拉力一定最小D 帶電小球通過最低點時 細線拉力有可能最小 1 2 3 4 5 6 7 8 圖4 解析當小球所受重力與電場力合力為零時 細線的拉力提供向心力 合外力做功為零 小球做勻速率圓周運動 故A正確 當小球所受重力與電場力合力不為零時 合外力對小球所做的功不為零 小球速度大小發(fā)生變化 小球做變速率圓周運動 故B正確 1 2 3 4 5 6 7 8 當小球做勻速圓周運動時 細線的拉力提供向心力 在圓周上任何一點細線的拉力都相等 如果小球做非勻變速運動 小球帶正電時 在最高點細線拉力最小 如果小球帶負電且Eq mg 在最高點 細線的拉力最大 故C錯誤 小球所受重力與電場力不相等 做變速圓周運動 小球帶負電且Eq mg時 在最低點細線拉力最小 故D正確 答案ABD 1 2 3 4 5 6 7 8 4 如圖5所示 豎直放置在水平面上的輕質彈簧上疊放著兩物塊A B 相互絕緣且質量均為2kg A帶正電 電荷量為0 1C B不帶電 開始處于靜止狀態(tài) 若突然加沿豎直方向的勻強電場 此瞬間A對B的壓力大小變?yōu)?5N g 10m s2 則 A 電場強度為50N CB 電場強度為100N CC 電場強度為150N CD 電場強度為200N C 圖5 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 再對物塊A受力分析 設電場力為F 向上 根據(jù)牛頓第二定律 有 FN F mg ma 1 2 3 4 5 6 7 8 答案B 5 多選 一個正點電荷Q靜止在正方形的一個角上 另一個帶電質點射入該區(qū)域時 恰好能經(jīng)過正方形的另外三個角a b c 如圖6所示 則有 A a b c三點電勢高低及場強大小的關系是 a c b Ea Ec 2EbB 質點由a到b電勢能增加 由b到c電場力做正功 在b點動能最小 1 2 3 4 5 6 7 8 圖6 C 質點在a b c三點的加速度大小之比是1 2 1D 若改變帶電質點在a處的速度大小和方向 有可能使其經(jīng)過a b c三點做勻速圓周運動 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 質點受到的合力指向軌跡的內側 根據(jù)軌跡彎曲方向判斷出質點與正電荷Q是異種電荷 它們之間存在引力 所以質點由a到b電場力做負功 電勢能增加 動能減小 由b到c電場力做正功 動能增大 在b點動能最小 故B正確 答案AB 1 2 3 4 5 6 7 8 由C的分析可知 質點在a b c三個點受到的電場力大小不相等 所以不可能經(jīng)過a b c三點做勻速圓周運動 故D錯誤 6 如圖7所示 虛線AB和CD分別為橢圓的長軸和短軸 相交于O點 兩個等量異號點電荷分別位于橢圓的兩個焦點M N上 下列說法中正確的是 A O點的電場強度為零B A B兩點的電場強度相同C C點的電勢高于D點的電勢D 將電荷 q沿C D連線從C點移到D點的過程中 電勢能先減少后增加 圖7 1 2 3 4 5 6 7 8 解析根據(jù)等量異種電荷電場線的特點可知 O點場強的方向向右 不為0 故A錯誤 根據(jù)等量異種電荷電場線的特點可知 A點場強的方向向左 B點場強的方向向左 兩點場強的大小相等 故B正確 根據(jù)等量異種電荷電場線 等勢面分布特點知 O C D在同一條等勢線上 所以D點電勢等于C點電勢 試探電荷從C點移到D點電場力不做功 電勢能始終不變 故C D錯誤 答案B 1 2 3 4 5 6 7 8 7 多選 如圖8所示 虛線表示某電場中的三個等勢面 相鄰面間的電勢差相等 一重力不計 帶負電的粒子從左側進入電場 運動軌跡與三個等勢面分別交于a b c三點 則 A a點的電勢比b點的電勢高B 粒子在c點的加速度為零C 粒子從a到c時電勢能不斷增加D 粒子從a到b克服電場力做功大于從b到c克服電場力做功 圖8 1 2 3 4 5 6 7 8 解析電荷所受電場力指向軌跡內側 由于電荷帶負電 因此電場線指向右上方 沿電場線電勢降低 故a點的電勢最高 c點的電勢最低 故A正確 相鄰等勢面之間的電勢差相等 從左向右相鄰等勢面之間距離變大 可知電場變弱 帶電粒子從左向右運動時 電場力變小 加速度減小 故B錯誤 1 2 3 4 5 6 7 8 粒子從a到c時 電場力做負功 電勢能增大 故C正確 電場力做功W qU 因相鄰等勢面間的電勢差相等 故粒子從a到b克服電場力做功等于從b到c克服電場力做功 故D錯誤 答案AC 1 2 3 4 5 6 7 8 8 水平放置的兩塊平行金屬板長為L 兩板間距為d 兩板間電壓為U 且上板帶正電 一個電子沿水平方向以速度v0 從兩板中間射入 如圖9所示 已知電子質量為m 電荷量為e 求 電子的重力不計 1 2 3 4 5 6 7 8 圖9 1 電子飛出電場時側位移Y大小是多少 解析電子進入金屬板間做類平拋運動 水平方向做勻速直線運動 豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動 則得 水平方向 L v0t 1 2 3 4 5 6 7 8 2 電子飛出電場時的速度v1是多少 1 2 3 4 5 6 7 8 3 電子離開電場后 打在屏上的P點 若平行金屬板右端到屏的距離為s 求OP的長度 1 2 3 4 5 6 7 8