高考物理复习听课正文.docx

1、高考物理复习听课正文第7讲带电粒子在电场中的运动 考点一关于电场的性质问题1(电场的叠加)如图71所示，在xL和x2L处分别固定一个电荷量为16q和q的点电荷，已知q0，k为静电力常量，则以下说法中正确的是()图71Ax0处合场强为0B在x4L处由静止释放一个正电荷，该电荷只在电场力的作用下将沿x方向运动C在xL处放置电荷量为q的点电荷，则该电荷所受电场力为，方向沿x方向D若在x2L处有一负电荷以一定的初速度沿x方向开始运动，则该电荷在沿x方向运动过程中电势能减少2(多选)(等势面的应用)如图72所示，a、b和c为某孤立正点电荷电场中的三个等势面，它们的电势分别为15 V、6 V和2 V质子(

2、H)从等势面a上某处由静止释放，运动到等势面b时的速率为v，不计质子重力则下列判断正确的是()图72A质子从等势面a运动到c电势能增加了13 eVB质子从等势面a运动到b动能增加了9 eVC质子运动到等势面c时的速率为1.5vD质子运动过程中动能和电势能的总和保持不变3(多选)(电场线的应用)如图73所示是某空间部分电场线分布图，在电场中取一点O，以O为圆心的圆周上有M、Q、N三个点，M、N连线过O点且与直电场线重合，O、Q连线垂直于MN.下列说法正确的是()图73AM点的场强大于N点的场强BO点的电势等于Q点的电势C将一负点电荷由M点移到Q点，该点电荷的电势能增加D一静止的正点电荷只受电场力

3、作用能从Q点沿圆周运动至N点4(多选)(静电场图像问题)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图74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.各点到点电荷的距离r与各点的电势已在图中用坐标标出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()图74AEaEb41 BEcEd21CWabWbc31 DWbcWcd13归纳 1电场强度(1)根据电场线的疏密程度判断，电场线越密处电场强度越强(2)根据等差等势面的疏密程度判断，等差等势面越密处电场强

4、度越强(3)根据a判断，加速度越大处电场强度越强2电势(1)沿电场线方向电势降低，电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，且电场线垂直于等势面(2)判断UAB的正负，根据UABAB，比较A和B的大小3电势能电场力做正功，电荷(无论正电荷还是负电荷)从电势能较大处移向电势能较小处；反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷从电势能较小处移向电势能较大处 考点二静电场中的电容器问题考向1考查电容器性质问题例1 如图75所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P点的点电荷，用E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，表示静

5、电计指针的偏角若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则()图75A增大，E增大 B增大，Ep不变C减小，Ep增大 D减小，E不变归纳 (1)平行板电容器的两极板间为匀强电场，电场强度通过E分析；(2)电容器的电容与电荷量的关系通过C分析；(3)平行板电容器的电容大小由C决定变式 (多选)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示下列说法正确的是()A保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半B保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍C保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半D保持d不变，将Q变为

6、原来的一半，则E变为原来的一半考向2电容器中的带电粒子受力及运动问题例2 如图76所示，两平行的带电金属板水平放置若在两板中间a点由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，再从a点由静止释放一同样的微粒，该微粒将()图76A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变式 如图77所示，在竖直放置、间距为d的平行板电容器中，存在电场强度为E的匀强电场有一质量为m，电荷量为q的点电荷从两极板正中间处由静止释放，重力加速度为g.则点电荷运动到负极板的过程()图77A加速度大小为agB所需的时间为tC下降的高度为yD

7、电场力所做的功为WEqd 考点三带电体在电场中的运动考向1带电粒子在匀强电场中的加速和偏转例3 (14分)喷墨打印机的结构简图如图78所示，其中墨盒可以发出墨汁微滴，其半径约为105 m，此微滴经过带电室时被带上负电，带电的多少由计算机按字体笔画高低位置输入信号控制带电后的微滴以一定的初速度进入偏转电场后，打到纸上，显示出字体无信号输入时，墨汁微滴不带电，径直通过偏转板而注入回流槽流回墨盒设偏转板长为1.6 cm，两板间的距离为0.50 cm，偏转板的右端距纸3.2 cm，若一个墨汁微滴的质量为1.61010 kg，以20 m/s的初速度垂直于电场方向进入偏转电场，两偏转板间的电压是8.010

8、3 V，若墨汁微滴打到纸上的点到O点的距离是2.0 mm.不计空气阻力和重力，可以认为偏转电场只局限在平行板电容器内部，忽略边缘电场的不均匀性(1)这个墨汁微滴通过带电室带的电荷量q是多少？(2)为了使纸上的字体放大10%，请你分析提出一个可行的方法图78解答步骤规范(1) 设微滴离开偏转电场时偏转距离为y，速度与水平方向的夹角为，水平方向上：x_(2分)竖直方向上：vyat，y_(2分)其中a(1分)则tan _y(2分)微滴打到纸上的位置到O点的距离y_(2分)电荷量q1.251013 C(1分)(2)y_，为了使纸上的字体放大10%，可以提高偏转板间电压到U8.8103 V或使偏转板与纸

9、的距离变为L3.6 cm.(4分)归纳 1带电粒子在电场中加速若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量(1)在匀强电场中：WqEdqUmv2mv.(2)在非匀强电场中：WqUmv2mv.2带电粒子在电场中的偏转(1)条件分析：带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场(2)运动性质：匀变速曲线运动(3)处理方法：分解成相互垂直的两个方向上的直线运动，类似于平抛运动变式 如图79所示，一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一电场由静止加速后，进入匀强电场，已知一价氦离子在电场中的运动轨迹为图中细线1，下列说法正确的是()图79A一价氢离子的轨迹可能是2B二价氦离子的轨

10、迹可能是3C一价氢离子的轨迹可能是3D二价氦离子的轨迹一定是1考向2带电体在等效场中的运动例4 如图710所示，一长为L的细线上端固定，下端拴一质量为m的带电小球，将它置于一方向水平向右、大小为E的匀强电场中，当细线偏角为30时，小球处于平衡状态，重力加速度为g，试问：(1)小球的电荷量q多大？(2)若细线的偏角从30增加到，然后由静止释放小球，为多大时才能使细线到达竖直位置时小球速度恰好为零？(3)若给在最低点的小球一初速度v0，要使小球在竖直平面做完整的圆周运动，初速度至少多大？图710归纳 带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题，是高中物理教学中一类重要而典型的题型对于

11、这类问题，若采用常规方法求解，过程复杂，运算量大若采用“等效法”求解，则能避开复杂的运算，过程比较简捷先求出重力与电场力的合力，将这个合力视为一个“等效重力”，将a视为“等效重力加速度”再将物体在重力场中的运动规律迁移到等效重力场中分析求解即可变式 如图711所示，半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一个质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，珠子所受的电场力是其重力的，将珠子从环上最低点A由静止释放，那么珠子所能获得的最大动能是()图711A BC D考向3带电体在交变电场中的运动例5 真空室中有如图712甲所示的装置，电极K持续发出的电子(初速度不计)经过电场加速后

12、，从小孔O沿水平放置的偏转极板中心轴线OO射入M、N板长均为L，间距为d，M、N两板间的电压UMN随时间t变化的图线如图乙所示(U2、T均为已知)调节加速电场的电压，使得每个电子通过偏转极板M、N间的时间恰好等于图乙中电压的变化周期T.已知电子的质量、电荷量分别为m、e，不计电子重力及电子间的相互作用(1)求加速电场的电压U1；(2)已知所有电子均不会打在板上，求电子离开偏转电场时沿竖直方向的最大位移图712导思 M、N间加变化电压后，电子在水平方向做什么运动？运动时间是多少？M、N间加变化电压后，电子在竖直方向做什么运动？可以分成几个阶段？每个阶段的加速度是多少？归纳 对于带电粒子在交变电场

13、中的运动，通常有两种情况：(1)粒子穿越电场时，穿越时间远小于交变周期，穿越过程中电场恒定，加速度恒定，但不同时刻进入的粒子穿越电场的加速度不同，运动情况不同(2)粒子穿越电场时，穿越时间接近或大于交变周期，穿越过程中电场变化，加速度随时间变化，需要根据电场随时间的变化情况分段讨论，对每一段分别受力分析，研究好每一段带电粒子的运动情况，找到各段之间的关系，比如前一段的末速度等于后一段的初速度，两段的时间、空间关系等变式1 (多选)如图713甲所示，A、B两极板间加上如图乙所示的交变电压A板的电势为0，一质量为m、电荷量为q的电子仅在静电力作用下，在t时刻，由静止释放进入两极板间开始运动，恰好到

14、达B板则()图713A电子在两板间做匀加速直线运动BA、B两板间的距离为C电子在两板间运动的时间为D若电子在t0时刻进入两极板，电子在极板间做匀加速直线运动变式2 如图714甲所示，A、B为两块距离很近的平行金属板，板中央均有小孔电子以初动能Ek0120 eV，从A板上的小孔O不断地垂直于板射入A、B之间，在B板的右侧，平行金属板M、N垂直A、B放置，板长L2102 m，板间距离d4103 m；M、N两板间加电压为U220 V，现在A、B间加一个如图乙所示的变化电压U1，已知在02 s时间内，A板电势高于B板电势，则在U1随时间变化的第一周期内： (1)在哪段时间内，从小孔O射入的电子可从B板上小孔O射出？(2)在哪段时间内，从小孔O射入的电子能从偏转电场右侧飞出？(由于A、B两板距离很近，可以认为电子穿过A、B两板所用时间很短，忽略不计) 图714第8讲带电粒子在磁场及复合场中的运动 考点一通电导体在磁场中的安培力问题1一正方形导体框abcd，其单位长度的电阻值为r，现将正方形导体框置于如图81所示的匀强磁场中，磁感