2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題三 電場和磁場 考點1 電場及帶電粒子在電場中的運動課件.ppt

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專題三電場和磁場 考點1電場及帶電粒子在電場中的運動 高考定位 1 考查內(nèi)容 1 電場力的性質(zhì) 2 電場能的性質(zhì) 3 電容器及帶電粒子在電場中的運動 2 題型 難度高考對本講知識的考查題型主要有選擇題和計算題 選擇題主要考查庫侖定律 電場的性質(zhì) 電容器 計算題主要考查帶電粒子在電場中的運動 選擇題為中 低檔 計算題為中 高檔 體驗高考 1 2016 課標(biāo)卷 一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(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 極板間的電場強(qiáng)度變大B 極板上的電荷量變小 極板間的電場強(qiáng)度變大C 極板上的電荷量變大 極板間的電場強(qiáng)度不變D 極板上的電荷量變小 極板間的電場強(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)電場中運動 其軌跡在豎直面 紙面 內(nèi) 且相對于過軌跡最低點P的豎直線對稱 忽略空氣阻力 由此可知 圖3 1 1 A Q點的電勢比P點高B 油滴在Q點的動能比它在P點的大C 油滴在Q點的電勢能比它在P點的大D 油滴在Q點的加速度大小比它在P點的小 解析由油滴軌跡在豎直面內(nèi)相對于過P點的豎直線對稱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力 結(jié)合曲線軌跡的特點可知電場力豎直向上且電場力大于重力 油滴受力及電場線方向如圖所示 由沿電場線方向電勢逐漸降低 得Q點的電勢比P點的高 A選項正確 油滴從Q點到P點合力做負(fù)功 根據(jù)動能定理得油滴在Q點的動能大于它在P點的動能 這一過程中電場力做負(fù)功 則油滴在Q點的電勢能小于它在P點的電勢能 故B項正確 C項錯 因為重力和電場力為恒力 所以油滴在Q P兩點的加速度相同 故D項錯誤 答案AB 3 2016 課標(biāo)卷 如圖3 1 2所示 P是固定的點電荷 虛線是以P為圓心的兩個圓 帶電粒子Q在P的電場中運動 運動軌跡與兩圓在同一平面內(nèi) a b c為軌跡上的三個點 若Q僅受P的電場力作用 其在a b c點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 在一靜止點電荷的電場中 任一點的電勢 與該點到點電荷的距離r的關(guān)系如圖3 1 3所示 電場中四個點a b c和d的電場強(qiáng)度大小分別Ea Eb Ec和Ed 點a到點電荷的距離ra與點a的電勢 a已在圖中用坐標(biāo) ra a 標(biāo)出 其余類推 現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)b c點移動到d點 在相鄰兩點間移動的過程中 電場力所做的功分別為Wab Wbc和Wcd 下列選項正確的是 圖3 1 3 A Ea Eb 4 1B Ec Ed 2 1C Wab Wbc 3 1D Wbc Wcd 1 3 答案AC 考點一電場性質(zhì)的理解及應(yīng)用 題組訓(xùn)練 1 多選 電場強(qiáng)度的疊加 2018 唐山統(tǒng)考 真空中兩點電荷q1 q2分別位于直角三角形的頂點C和頂點B上 D為斜邊AB的中點 ABC 30 如圖3 1 4所示 已知A點電場強(qiáng)度的方向垂直AB向下 則下列說法正確的是 圖3 1 4 A q1帶正電 q2帶負(fù)電B D點電勢高于A點電勢C q1電荷量的絕對值等于q2電荷量的絕對值的一半D q1電荷量的絕對值等于q2電荷量的絕對值的二倍 答案AC 2 多選 場強(qiáng)大小及電勢高低的判斷 如圖3 1 5所示 P Q處放置兩個電荷量相等的異種點電荷 它們連線的中點是O N a b是中垂線上的三點 且Oa 2Ob N處放置一負(fù)的點電荷 則 圖3 1 5 A a處的場強(qiáng)的大小小于b處的場強(qiáng)的大小B a處的電勢小于b處的電勢C a O間的電勢差大于a b間的電勢差的2倍D 電子在a處的電勢能大于電子在b處的電勢能 解析在兩個電荷量相等的異種點電荷連線的中垂線上 O點的電場強(qiáng)度最大 沿中垂線 越遠(yuǎn)離O點 電場強(qiáng)度越小 N處負(fù)的點電荷在O點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向沿ON方向 根據(jù)場強(qiáng)疊加原理 三個點電荷產(chǎn)生的電場的電場強(qiáng)度疊加后a處的場強(qiáng)的大小小于b處的場強(qiáng)的大小 選項A正確 在兩個電荷量相等的異種點電荷連線的中垂線上 各點電勢相等 N處負(fù)的點電荷形成的電場在ON線上的電勢沿NO方向逐漸升高 所以 a處的電勢高于b處的電勢 選項B錯誤 根據(jù)點電荷電勢分布規(guī)律 a O間的電勢差大于a b間的電勢差的2倍 選項C正確 由于a處的電勢高于b處的電勢 所以電子在a處的電勢能小于電子在b處的電勢能 選項D錯誤 答案AC 3 多選 等勢線的性質(zhì)及應(yīng)用 兩個固定的等量異種點電荷所形成電場的等勢線如圖3 1 6中虛線所示 一帶電粒子以一速度從圖中f點進(jìn)入電場 其運動軌跡如圖中實線所示 若粒子只受靜電力作用 則下列說法中正確的是 圖3 1 6 A f b c d e五點中 c點電場強(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b點和d點時的速度大小相同 答案AD 題組訓(xùn)練 1 電容器的動態(tài)變化與靜電計的綜合應(yīng)用 靜電計是在驗電器基礎(chǔ)上制成 用其指針張角的大小來定性顯示其金屬球與外殼之間電勢差大小 如圖3 1 7所示 A B是平行板電容器的兩個金屬板 A板固定 手握B板的絕緣柄 G為靜電計 開始時開關(guān)S閉合 靜電計G指針張開一定角度 則 考點二平行板電容器及動態(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 只將變阻器滑動觸頭向左移動 G指針張角變大C 斷開S后 只將A B兩板分開些 G指針張角變小D 斷開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 動態(tài)變化引起帶電液滴電勢能變化判斷問題 如圖3 1 8所示 平行板電容器帶有等量異種電荷 與靜電計相連 靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地 在兩極板間有一個固定在P點的點電荷 以E表示兩板間的電場強(qiáng)度 Ep表示點電荷在P點的電勢能 表示靜電計指針的偏角 若保持下極板不動 將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置 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 動態(tài)變化力學(xué)知識綜合 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點且處于靜止?fàn)顟B(tài) 現(xiàn)將下極板豎直向下緩慢地移動一小段距離 則 圖3 1 9 A 帶電油端將豎直向下運動B 帶電油滴的機(jī)械能將增加C P點的電勢將升高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)電場中運動 A B為其運動軌跡上的兩點 已知該粒子在A點的速度大小為v0 方向與電場方向的夾角為60 它運動到B點時速度方向與電場方向的夾角為30 不計重力 求A B兩點間的電勢差 考點三帶電粒子的運動 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 C D之間有偏轉(zhuǎn)電場 M為熒光屏 今有質(zhì)子 氘核和 粒子均由A板從靜止開始被加速電場加速后垂直于電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場 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板運動到熒光屏經(jīng)歷的時間相同B 三種粒子打到熒光屏上的位置相同C 偏轉(zhuǎn)電場的靜電力對三種粒子做功之比為1 2 2D 偏轉(zhuǎn)電場的靜電力對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)亮線的時間為0 0128s 答案BCD 例2 如圖3 1 13所示 兩水平面 虛線 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 自該區(qū)域上方的A點將質(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的方向射出 小球在重力作用下進(jìn)入電場區(qū)域 并從該區(qū)域的下邊界離開 已知N離開電場時的速度方向豎直向下 M在電場中做直線運動 剛離開電場時的動能為N剛離開電場時的動能的1 5倍 不計空氣阻力 重力加速度大小為g 求 考點四用動力學(xué)方法和功能觀點分析帶電粒子在電場中的運動 圖3 1 13 1 M與N在電場中沿水平方向的位移之比 2 A點距電場上邊界的高度 3 該電場的電場強(qiáng)度大小 規(guī)律總結(jié)動力學(xué)和能量觀點分析電場中帶電體運動的方法首先對帶電體受力分析 再分析運動形式 然后根據(jù)具體情況選用公式計算 1 動能定理 要分清有多少個力做功 是恒力做功還是變力做功 同時要明確初末狀態(tài)及運動過程中動能的增量 2 能量守恒定律 要分清帶電體在運動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動 對非勻變速運動 非勻強(qiáng)電場中 也同樣適用 3 功能關(guān)系 電場力做正功時 帶電體的電勢能減少 電場力做負(fù)功時 帶電體的電勢能增加 W Ep 圖3 1 14 答案D 2 2018 揭陽模擬 如圖3 1 15所示 在光滑絕緣水平面上 用長為2L的絕緣輕桿連接兩個質(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MN與PQ平行且相距3L 開始時A和B分別靜止于虛線MN的兩側(cè) 虛線MN恰為AB兩球連線的垂直平分線 若視小球為質(zhì)點 不計輕桿的質(zhì)量 在虛線MN PQ間加上水平向右的勻強(qiáng)電場后 系統(tǒng)開始運動 已知MN PQ間電勢差為U 試求 1 B球剛進(jìn)入電場時 帶電系統(tǒng)的速度大小 2 帶電系統(tǒng)從靜止開始向右運動的最大距離和此過程中B球電勢能的變化量 3 帶電系統(tǒng)從靜止開始向右運動至最大距離處的時間 圖3 1 15