2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題三 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 考點(diǎn)1 電場(chǎng)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件.ppt

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專(zhuān)題三電場(chǎng)和磁場(chǎng) 考點(diǎn)1電場(chǎng)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 高考定位 1 考查內(nèi)容 1 電場(chǎng)力的性質(zhì) 2 電場(chǎng)能的性質(zhì) 3 電容器及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 2 題型 難度高考對(duì)本講知識(shí)的考查題型主要有選擇題和計(jì)算題 選擇題主要考查庫(kù)侖定律 電場(chǎng)的性質(zhì) 電容器 計(jì)算題主要考查帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 選擇題為中 低檔 計(jì)算題為中 高檔 體驗(yàn)高考 1 2016 課標(biāo)卷 一平行板電容器兩極板之間充滿(mǎn)云母介質(zhì) 接在恒壓直流電源上 若將云母介質(zhì)移出 則電容器A 極板上的電荷量變大 極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變大B 極板上的電荷量變小 極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變大C 極板上的電荷量變大 極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變D 極板上的電荷量變小 極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變 答案D 2 多選 2016 課標(biāo)卷 如圖3 1 1所示 一帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 其軌跡在豎直面 紙面 內(nèi) 且相對(duì)于過(guò)軌跡最低點(diǎn)P的豎直線(xiàn)對(duì)稱(chēng) 忽略空氣阻力 由此可知 圖3 1 1 A Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)高B 油滴在Q點(diǎn)的動(dòng)能比它在P點(diǎn)的大C 油滴在Q點(diǎn)的電勢(shì)能比它在P點(diǎn)的大D 油滴在Q點(diǎn)的加速度大小比它在P點(diǎn)的小 解析由油滴軌跡在豎直面內(nèi)相對(duì)于過(guò)P點(diǎn)的豎直線(xiàn)對(duì)稱(chēng)可知油滴在水平方向所受合力為0 豎直方向上油滴受重力和電場(chǎng)力 結(jié)合曲線(xiàn)軌跡的特點(diǎn)可知電場(chǎng)力豎直向上且電場(chǎng)力大于重力 油滴受力及電場(chǎng)線(xiàn)方向如圖所示 由沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)逐漸降低 得Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的高 A選項(xiàng)正確 油滴從Q點(diǎn)到P點(diǎn)合力做負(fù)功 根據(jù)動(dòng)能定理得油滴在Q點(diǎn)的動(dòng)能大于它在P點(diǎn)的動(dòng)能 這一過(guò)程中電場(chǎng)力做負(fù)功 則油滴在Q點(diǎn)的電勢(shì)能小于它在P點(diǎn)的電勢(shì)能 故B項(xiàng)正確 C項(xiàng)錯(cuò) 因?yàn)橹亓碗妶?chǎng)力為恒力 所以油滴在Q P兩點(diǎn)的加速度相同 故D項(xiàng)錯(cuò)誤 答案AB 3 2016 課標(biāo)卷 如圖3 1 2所示 P是固定的點(diǎn)電荷 虛線(xiàn)是以P為圓心的兩個(gè)圓 帶電粒子Q在P的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)軌跡與兩圓在同一平面內(nèi) a b c為軌跡上的三個(gè)點(diǎn) 若Q僅受P的電場(chǎng)力作用 其在a b c點(diǎn)的加速度大小分別為aa ab ac 速度大小分別為va vb vc 則 答案D 4 多選 2017 課標(biāo)卷 在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中 任一點(diǎn)的電勢(shì) 與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖3 1 3所示 電場(chǎng)中四個(gè)點(diǎn)a b c和d的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別Ea Eb Ec和Ed 點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢(shì) a已在圖中用坐標(biāo) ra a 標(biāo)出 其余類(lèi)推 現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn) 在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過(guò)程中 電場(chǎng)力所做的功分別為Wab Wbc和Wcd 下列選項(xiàng)正確的是 圖3 1 3 A Ea Eb 4 1B Ec Ed 2 1C Wab Wbc 3 1D Wbc Wcd 1 3 答案AC 考點(diǎn)一電場(chǎng)性質(zhì)的理解及應(yīng)用 題組訓(xùn)練 1 多選 電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 2018 唐山統(tǒng)考 真空中兩點(diǎn)電荷q1 q2分別位于直角三角形的頂點(diǎn)C和頂點(diǎn)B上 D為斜邊AB的中點(diǎn) ABC 30 如圖3 1 4所示 已知A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向垂直AB向下 則下列說(shuō)法正確的是 圖3 1 4 A q1帶正電 q2帶負(fù)電B D點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì)C q1電荷量的絕對(duì)值等于q2電荷量的絕對(duì)值的一半D q1電荷量的絕對(duì)值等于q2電荷量的絕對(duì)值的二倍 答案AC 2 多選 場(chǎng)強(qiáng)大小及電勢(shì)高低的判斷 如圖3 1 5所示 P Q處放置兩個(gè)電荷量相等的異種點(diǎn)電荷 它們連線(xiàn)的中點(diǎn)是O N a b是中垂線(xiàn)上的三點(diǎn) 且Oa 2Ob N處放置一負(fù)的點(diǎn)電荷 則 圖3 1 5 A a處的場(chǎng)強(qiáng)的大小小于b處的場(chǎng)強(qiáng)的大小B a處的電勢(shì)小于b處的電勢(shì)C a O間的電勢(shì)差大于a b間的電勢(shì)差的2倍D 電子在a處的電勢(shì)能大于電子在b處的電勢(shì)能 解析在兩個(gè)電荷量相等的異種點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中垂線(xiàn)上 O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大 沿中垂線(xiàn) 越遠(yuǎn)離O點(diǎn) 電場(chǎng)強(qiáng)度越小 N處負(fù)的點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿ON方向 根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理 三個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度疊加后a處的場(chǎng)強(qiáng)的大小小于b處的場(chǎng)強(qiáng)的大小 選項(xiàng)A正確 在兩個(gè)電荷量相等的異種點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中垂線(xiàn)上 各點(diǎn)電勢(shì)相等 N處負(fù)的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)在ON線(xiàn)上的電勢(shì)沿NO方向逐漸升高 所以 a處的電勢(shì)高于b處的電勢(shì) 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 根據(jù)點(diǎn)電荷電勢(shì)分布規(guī)律 a O間的電勢(shì)差大于a b間的電勢(shì)差的2倍 選項(xiàng)C正確 由于a處的電勢(shì)高于b處的電勢(shì) 所以電子在a處的電勢(shì)能小于電子在b處的電勢(shì)能 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案AC 3 多選 等勢(shì)線(xiàn)的性質(zhì)及應(yīng)用 兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷所形成電場(chǎng)的等勢(shì)線(xiàn)如圖3 1 6中虛線(xiàn)所示 一帶電粒子以一速度從圖中f點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng) 其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線(xiàn)所示 若粒子只受靜電力作用 則下列說(shuō)法中正確的是 圖3 1 6 A f b c d e五點(diǎn)中 c點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最大B 帶電粒子的加速度逐漸變大C 帶電粒子的速度先增大后減小D 粒子經(jīng)過(guò)b點(diǎn)和d點(diǎn)時(shí)的速度大小相同 答案AD 題組訓(xùn)練 1 電容器的動(dòng)態(tài)變化與靜電計(jì)的綜合應(yīng)用 靜電計(jì)是在驗(yàn)電器基礎(chǔ)上制成 用其指針張角的大小來(lái)定性顯示其金屬球與外殼之間電勢(shì)差大小 如圖3 1 7所示 A B是平行板電容器的兩個(gè)金屬板 A板固定 手握B板的絕緣柄 G為靜電計(jì) 開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合 靜電計(jì)G指針張開(kāi)一定角度 則 考點(diǎn)二平行板電容器及動(dòng)態(tài)分析 圖3 1 7 A 保持S閉合 只將A B兩板靠近些 G指針張角變小B 保持S閉合 只將變阻器滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng) G指針張角變大C 斷開(kāi)S后 只將A B兩板分開(kāi)些 G指針張角變小D 斷開(kāi)S后 只在A B兩板間插入電介質(zhì) G指針張角變小 答案D 2 動(dòng)態(tài)變化引起帶電液滴電勢(shì)能變化判斷問(wèn)題 如圖3 1 8所示 平行板電容器帶有等量異種電荷 與靜電計(jì)相連 靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地 在兩極板間有一個(gè)固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷 以E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度 Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能 表示靜電計(jì)指針的偏角 若保持下極板不動(dòng) 將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線(xiàn)位置 則 圖3 1 8 A 增大 E增大B 增大 Ep不變C 減小 Ep增大D 減小 E不變 答案D 3 多選 動(dòng)態(tài)變化力學(xué)知識(shí)綜合 如圖3 1 9所示 平行板電容器與直流電源連接 上極板接地 一帶負(fù)電的油滴位于電容器的P點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài) 現(xiàn)將下極板豎直向下緩慢地移動(dòng)一小段距離 則 圖3 1 9 A 帶電油端將豎直向下運(yùn)動(dòng)B 帶電油滴的機(jī)械能將增加C P點(diǎn)的電勢(shì)將升高D 電容器的電容增大 極板帶電荷量增加 答案AC 例1 如圖3 1 10所示 一質(zhì)量為m 電荷量為q q 0 的粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) A B為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn) 已知該粒子在A點(diǎn)的速度大小為v0 方向與電場(chǎng)方向的夾角為60 它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向與電場(chǎng)方向的夾角為30 不計(jì)重力 求A B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 考點(diǎn)三帶電粒子的運(yùn)動(dòng) 圖3 1 10 題組訓(xùn)練 1 帶電粒子的加速與偏轉(zhuǎn) 真空中的某裝置如圖3 1 11所示 其中平行金屬板A B之間有加速電場(chǎng) C D之間有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng) M為熒光屏 今有質(zhì)子 氘核和 粒子均由A板從靜止開(kāi)始被加速電場(chǎng)加速后垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng) 最后打在熒光屏上 已知質(zhì)子 氘核和 粒子的質(zhì)量之比為1 2 4 電荷量之比為1 1 2 則下列判斷中正確的是 圖3 1 11 A 三種粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間相同B 三種粒子打到熒光屏上的位置相同C 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的靜電力對(duì)三種粒子做功之比為1 2 2D 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的靜電力對(duì)三種粒子做功之比為1 2 4 答案B 圖3 1 12 A 粒子打到屏上時(shí)在豎直方向上偏移的最大距離為6 25cmB 粒子打在屏上的區(qū)域面積為64cm2C 在0 0 02s內(nèi) 進(jìn)入電容器內(nèi)的粒子有64 能夠打在屏上D 在0 0 02s內(nèi) 屏上出現(xiàn)亮線(xiàn)的時(shí)間為0 0128s 答案BCD 例2 如圖3 1 13所示 兩水平面 虛線(xiàn) 之間的距離為H 其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng) 自該區(qū)域上方的A點(diǎn)將質(zhì)量為m 電荷量分別為q和 q q 0 的帶電小球M N先后以相同的初速度沿平行于電場(chǎng)的方向射出 小球在重力作用下進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域 并從該區(qū)域的下邊界離開(kāi) 已知N離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度方向豎直向下 M在電場(chǎng)中做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 剛離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為N剛離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能的1 5倍 不計(jì)空氣阻力 重力加速度大小為g 求 考點(diǎn)四用動(dòng)力學(xué)方法和功能觀點(diǎn)分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 圖3 1 13 1 M與N在電場(chǎng)中沿水平方向的位移之比 2 A點(diǎn)距電場(chǎng)上邊界的高度 3 該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小 規(guī)律總結(jié)動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)分析電場(chǎng)中帶電體運(yùn)動(dòng)的方法首先對(duì)帶電體受力分析 再分析運(yùn)動(dòng)形式 然后根據(jù)具體情況選用公式計(jì)算 1 動(dòng)能定理 要分清有多少個(gè)力做功 是恒力做功還是變力做功 同時(shí)要明確初末狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能的增量 2 能量守恒定律 要分清帶電體在運(yùn)動(dòng)中共有多少種能量參與轉(zhuǎn)化 哪些能量是增加的 哪些能量是減少的 表達(dá)式有兩種 a 初狀態(tài)和末狀態(tài)的能量相等 即E初 E末 b 一種形式的能量增加必然引起另一種形式的能量減少 即 E增 E減 這種方法不僅適用于勻變速運(yùn)動(dòng) 對(duì)非勻變速運(yùn)動(dòng) 非勻強(qiáng)電場(chǎng)中 也同樣適用 3 功能關(guān)系 電場(chǎng)力做正功時(shí) 帶電體的電勢(shì)能減少 電場(chǎng)力做負(fù)功時(shí) 帶電體的電勢(shì)能增加 W Ep 圖3 1 14 答案D 2 2018 揭陽(yáng)模擬 如圖3 1 15所示 在光滑絕緣水平面上 用長(zhǎng)為2L的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B A球的帶電量為 2q B球的帶電量為 3q 兩球組成一帶電系統(tǒng) 虛線(xiàn)MN與PQ平行且相距3L 開(kāi)始時(shí)A和B分別靜止于虛線(xiàn)MN的兩側(cè) 虛線(xiàn)MN恰為AB兩球連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn) 若視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn) 不計(jì)輕桿的質(zhì)量 在虛線(xiàn)MN PQ間加上水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)后 系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 已知MN PQ間電勢(shì)差為U 試求 1 B球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí) 帶電系統(tǒng)的速度大小 2 帶電系統(tǒng)從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)的最大距離和此過(guò)程中B球電勢(shì)能的變化量 3 帶電系統(tǒng)從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)至最大距離處的時(shí)間 圖3 1 15