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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng) 專題三電場與磁場 熱點(diǎn)一對(duì)電場性質(zhì)的考查命題規(guī)律靜電場的性質(zhì)與特點(diǎn)以及常見電場的分布規(guī)律問題是近幾年高考的熱點(diǎn) 分析近幾年的高考命題 命題規(guī)律主要有以下幾點(diǎn) 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(qiáng)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(diǎn)電荷對(duì)稱地放置在x軸上原點(diǎn)O的兩側(cè) a點(diǎn)位于x軸上O點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q之間 b點(diǎn)位于y軸O點(diǎn)上方 取無窮遠(yuǎn)處的電勢為零 下列說法正確的是 A b點(diǎn)電勢為零 電場強(qiáng)度也為零B 正的試探電荷在a點(diǎn)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(diǎn)移到a點(diǎn) 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(diǎn)移到a點(diǎn) 后者電勢能的變化較大 BC 突破點(diǎn)撥 1 取無窮遠(yuǎn)處的電勢為零 則y軸上各點(diǎn)的電勢為 在x0的區(qū)域各點(diǎn)電勢 2 在x軸上Q和 Q之間電場方向向 在y軸上各點(diǎn)的場強(qiáng)方向向 沿y軸移動(dòng)電荷 電場力是否做功 解析 由于y軸為Q和 Q的對(duì)稱軸 故y軸為等勢線 因此沿y軸移動(dòng)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(jì)的帶電粒子以某一速度進(jìn)入負(fù)點(diǎn)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(diǎn) 其中N點(diǎn)是軌跡上距離負(fù)點(diǎn)電荷最近的點(diǎn) 若粒子在M點(diǎn)和P點(diǎn)的速率相等 則 A 粒子在N點(diǎn)時(shí)的速率最大B UMN UNPC 粒子在N點(diǎn)時(shí)的加速度最大D 粒子在M點(diǎn)時(shí)的電勢能大于其在N點(diǎn)時(shí)的電勢能 C 方法技巧 1 分析電荷受電場力情況時(shí) 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(qiáng)的疊加原理判定場強(qiáng)的強(qiáng)弱 2 分析電勢的高低常根據(jù)電場線的指向進(jìn)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(fù)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(fù)電荷在電勢低處電勢能大來判斷 熱點(diǎn)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(shí)常出現(xiàn)的考點(diǎn) 分析近幾年的高考命題 命題規(guī)律主要有以下幾點(diǎn) 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(qiáng) 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(dòng)勢為E的直流電源 內(nèi)阻不計(jì) 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(diǎn)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(dòng)一小段距離 則 A 帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)B 帶電油滴將沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng)C P點(diǎn)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(diǎn)撥 1 平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源 內(nèi)阻不計(jì) 連接 下極板接地 說明 2 帶電油滴位于兩板中央的P點(diǎn)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(yùn)動(dòng)的過程 只有電場力和重力做功 油滴的動(dòng)能 重力勢能和電勢能的總和不變 油滴的動(dòng)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(dāng)電容器下極板豎直向上移動(dòng)一小段距離后 帶電油滴將如何運(yùn)動(dòng) 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(gè)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?fàn)顟B(tài) 下列措施中 關(guān)于P的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)C 斷開S后 增大A B板間距離 P向下運(yùn)動(dòng)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(fù)方向的勻強(qiáng)電場 場強(qiáng)大小為E 圖中未畫出 由A點(diǎn)斜射出質(zhì)量為m 帶電荷量為 q的粒子 B和C是粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn) 如圖所示 其中l(wèi)0為常數(shù) 粒子所受重力忽略不計(jì) 求 1 粒子從A到C過程中電場力對(duì)它做的功 2 粒子從A到C過程所經(jīng)歷的時(shí)間 3 粒子經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速率 答案 見解析 2 在上述題1中 求粒子在A點(diǎn)時(shí)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(qiáng)電場 電場方向水平向左 不計(jì)空氣阻力 則小球 A 做直線運(yùn)動(dòng)B 做曲線運(yùn)動(dòng)C 速率先減小后增大D 速率先增大后減小 解析 小球運(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng) 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 選項(xiàng)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(yùn)動(dòng)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(xiàng)C正確 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 BC D 總結(jié)提升 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)問題的解題思路 1 首先分析粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 區(qū)分是在電場中的直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)問題 2 對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)問題 可根據(jù)對(duì)粒子的受力分析與運(yùn)動(dòng)分析 從以下兩種途徑進(jìn)行處理 如果是帶電粒子在恒定電場力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的問題 應(yīng)用牛頓第二定律找出加速度 結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定帶電粒子的速度 位移等 如果是非勻強(qiáng)電場中的直線運(yùn)動(dòng) 一般利用動(dòng)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(yùn)動(dòng)的位移等 3 對(duì)于曲線運(yùn)動(dòng)問題 一般是類平拋運(yùn)動(dòng)模型 通常采用運(yùn)動(dòng)的合成與分解方法處理 通過對(duì)帶電粒子的受力分析和運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析 應(yīng)用動(dòng)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(dāng)兩板均不帶電時(shí) 這些電子通過兩板之間的時(shí)間為3t0 當(dāng)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(shí) 恰好能使所有電子均從兩板間通過 不計(jì)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(shí)的動(dòng)能之比為多少 總結(jié)提升 1 對(duì)于帶電粒子在交變電場中的直線運(yùn)動(dòng) 一般多以加速 勻速或減速交替出現(xiàn)的多運(yùn)動(dòng)過程的情景出現(xiàn) 解決的方法 根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系分析帶電粒子一個(gè)變化周期內(nèi)相關(guān)物理量的變化規(guī)律 借助運(yùn)動(dòng)圖象進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過程分析 找出每一運(yùn)動(dòng)過程 或階段 中相關(guān)物理量間的關(guān)系 進(jìn)行歸納 總結(jié) 推理 尋找?guī)щ娏Ｗ拥倪\(yùn)動(dòng)規(guī)律 2 對(duì)于帶電粒子在交變電場中的曲線運(yùn)動(dòng) 解決的方法仍然是應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法 把曲線運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng) 然后應(yīng)用動(dòng)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(gè)靜止的電子 不計(jì)重力 兩板間距離足夠大 當(dāng)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(gè)物理量隨時(shí)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(shí)間 2 粒子離開電場時(shí)的位置坐標(biāo) 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