2019版高考物理二輪復習 專題三 電場和磁場 第1講 電場 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 專題復習研究本專題內(nèi)容在考試標準中有8個 級考點 分別是庫侖定律 電場強度 點電荷的電場強度 電勢差 勻強電場中電勢差與電場強度的關系 帶電粒子在勻強電場中的運動 勻強磁場中的安培力 洛倫茲力公式 帶電粒子在勻強磁場中的運動 有13個 級考點 分別是物質(zhì)的電結(jié)構 電荷守恒 靜電現(xiàn)象的解釋 點電荷 靜電場 電場線 電勢能 電勢 示波管 常見的電容器 電容器的電壓 電荷量和電容的關系 磁場 磁感應強度 磁感線 通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向 安培力 安培力的方向 洛倫茲力 洛倫茲力的方向 質(zhì)譜儀和回旋加速器 近五年高考命題點主要集中在 1 電場性質(zhì)的理解及應用 8次 2 與平行板電容器有關的電場問題 3次 3 帶電粒子在電場中的運動 5次 4 磁場的性質(zhì)及磁場對電流的作用 6次 5 帶電粒子在磁場中的運動 8次 6 帶電粒子在疊加場中的運動 4次 7 帶電粒子在組合場中的運動 3次 常以計算和選擇題的形式命題考查 通過考題和考試標準的對照來看 命題者特別重視 級考點的考查 本專題命題點較多 題型多變 在復習備考時要舍得花時間 復習時要做到考點面面俱到還要突出重點 第1講電場帶電粒子在電場中的運動 網(wǎng)絡構建 要點必備 網(wǎng)絡構建 要點必備 1 電場力的性質(zhì) 1 電場強度的定義式 2 真空中點電荷的電場強度公式 3 勻強電場的電場強度與電勢差的關系式 2 電場能的性質(zhì) 1 電勢的定義式 2 電勢差的定義式 UAB 3 電勢差與電勢的關系式 4 電場力做功與電勢能的關系式 UAB A B WAB EpA EpB 1 2 3 4 1 2018全國 卷 如圖 三個固定的帶電小球a b和c 相互間的距離分別為ab 5cm bc 3cm ca 4cm 小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a b的連線 設小球a b所帶電荷量的比值的絕對值為k 則 考點定位 本題考查庫侖定律 受力分析及其相關的知識點命題能力點 側(cè)重考查理解能力物理學科素養(yǎng)點 科學思維方法技巧 記住并理解相關的物理概念是正確解決本題的關鍵 D 1 2 3 4 1 2 3 4 2 多選 2017全國 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的關系如圖所示 電場中四個點a b c和d的電場強度大小分別為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 ra a 標出 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 A Ea Eb 4 1B Ec Ed 2 1C Wab Wbc 3 1D Wbc Wcd 1 3 AC 1 2 3 4 解析由題圖知 ra rb rc rd 1 2 3 6 電場強度E 故Ea Eb 4 1 A項正確 Ec Ed 4 1 故B項錯誤 根據(jù)Uab a b 由題圖知 Uab Ubc Ucd 3 1 1 由做功Wab qUab 故Wab Wbc 3 1 C正確 Wbc Wcd 1 1 D項錯誤 1 2 3 4 考點定位 點電荷電場 電場力做功命題能力點 側(cè)重考查理解能力和分析綜合能力物理學科素養(yǎng)點 科學思維解題思路與方法 根據(jù)電勢差和電勢的關系及電場力做功的計算公式可以求得正確答案 1 2 3 4 3 2016全國 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 極板間電場強度變大B 極板上的電荷量變小 極板間電場強度變大C 極板上的電荷量變大 極板間電場強度不變D 極板上的電荷量變小 極板間電場強度不變考點定位 平行板電容器命題能力點 側(cè)重考查理解能力物理學科素養(yǎng)點 科學思維 D 1 2 3 4 1 2 3 4 4 2016全國 卷 如圖 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 A aa ab ac va vc vbB aa ab ac vb vc vaC ab ac aa vb vc vaD ab ac aa va vc vb D 1 2 3 4 1 2 3 4 考點定位 點電荷的電場 帶電粒子在電場中的運動命題能力點 側(cè)重考查理解能力物理學科素養(yǎng)點 科學思維解題思路與方法 解題關鍵是掌握點電荷的電場分布規(guī)律 能根據(jù)粒子的運動軌跡判斷粒子電性和點電荷電性的關系 要知道只有電場力做功時粒子的動能與電勢能之和守恒 1 2 3 4 命題規(guī)律研究及預測 分析高考試題可以看出 勻強電場和點電荷的電場是?？嫉膬煞N電場 電場線 等勢面 電場強度和電勢是電場中常考的概念 平行板電容器的動態(tài)分析也是考查的重點 題型以選擇題為主 2019年備考過程中要尤其注意點電荷和勻強電場中的電場線 等勢面的特點及關系 考點一 考點二 考點三 電場性質(zhì)的理解與應用 H 解題策略策略1 電勢高低的比較 1 根據(jù)電場線方向 沿著電場線方向 電勢越來越低 2 根據(jù)電勢的定義式 即將 q從電場中的某點移至無窮遠處電場力做功越多 則該點的電勢越高 3 根據(jù)電勢差UAB A B 若UAB 0 則 A B 反之 A B 策略2 電勢能變化的判斷 1 根據(jù)電場力做功判斷 若電場力對電荷做正功 電勢能減少 反之則增加 即WAB Ep 2 根據(jù)能量守恒定律判斷 電場力做功的過程是電勢能和其他形式的能相互轉(zhuǎn)化的過程 若只有電場力做功 電荷的電勢能與動能相互轉(zhuǎn)化 而總和應保持不變 即當動能增加時 電勢能減少 考點一 考點二 考點三 典例1 多選 2018全國 卷 如圖 同一平面內(nèi)的a b c d四點處于勻強電場中 電場方向與此平面平行 M為a c連線的中點 N為b d連線的中點 一電荷量為q q 0 的粒子從a點移動到b點 其電勢能減小W1 若該粒子從c點移動到d點 其電勢能減小W2 下列說法正確的是 A 此勻強電場的電場強度方向一定與a b兩點連線平行B 若該粒子從M點移動到N點 則電場力做功一定為C 若c d之間的距離為L 則該電場的電場強度大小一定為D 若W1 W2 則a M兩點之間的電勢差一定等于b N兩點之間的電勢差 BD 考點一 考點二 考點三 思維點撥利用電場力做功W qU 可以找到兩點之間電勢差的關系 要知道中點電勢和兩端點電勢之間的關系 考點一 考點二 考點三 方法技巧對勻強電場的電場特征要了解 利用電場力做功與電勢差之間的關系求解 考點一 考點二 考點三 1 多選 2018云南統(tǒng)一檢測 如圖所示 a b c d是正方形的四個頂點 O是正方形對角線的交點 ad邊和bc邊中點處放有等量異種點電荷 Q Q 關于圖中各點電勢和電場強度的關系 下列說法正確的是 A a O c三點的電勢關系為 a O cB a b c d四個頂點處的電場強度相等C 在兩點電荷連線上 O點處的電場強度最大D a b c d O五個點中O點處的電場強度最大 AD 考點一 考點二 考點三 解析根據(jù)等量的異種電荷連線中垂線即為等勢線 即 O 0 a點電勢大于零 c點電勢小于零 所以 a O c 故A正確 根據(jù)電場的疊加原理可知 a b c d四點的電場強度大小相等 方向不同 故B錯誤 由等量異種電荷電場線分布可知 在兩點電荷連線上 電場強度先減小后增大 所以O點電場強度最小 故C錯誤 根據(jù)電場的疊加原理可知 其余四點的電場強度大小均小于EO 故D正確 點睛解決本題關鍵是理解等量異種電荷電場線分布和電場的疊加原理 考點一 考點二 考點三 2 多選 2018湖北4月調(diào)研 如圖所示 均勻帶電的半圓環(huán)在圓心O點產(chǎn)生的電場強度為E 電勢為 把半圓環(huán)分成AB BC CD三部分 下列說法正確的是 AD 考點一 考點二 考點三 解析如圖所示 B C兩點把半圓環(huán)等分為三段 考點一 考點二 考點三 3 多選 2018山東日照二模 靜電場方向平行于x軸 其電勢 隨x的變化如圖所示 一帶電粒子 從x d處由靜止釋放 粒子將向x軸負方向運動 忽略重力 下列判斷正確的是 A 粒子帶負電B x 0處的電場強度最大C 粒子做勻變速直線運動D 粒子恰能運動到x d處 AD 解析帶電粒子從x d處由靜止釋放 粒子將向x軸負方向運動 即粒子先向高電勢點運動 故粒子帶負電 選項A正確 因 x線的斜率等于電場強度 則x 0處的電場強度為零 選項B錯誤 因 x線斜率不是定值 故此電場不是勻強電場 粒子不做勻變速直線運動 選項C錯誤 因x d與x d處電勢相等 故在兩處的動能相同 粒子恰能運動到x d處 選項D正確 故選AD 考點一 考點二 考點三 與平行板電容器有關的電場問題 M 規(guī)律方法平行板電容器的動態(tài)問題分析對電容器的動態(tài)討論 首先要知道電容器問題的兩種情況 電容器的電荷量一定或電容器兩板間的電勢差一定 其次要掌握三個基本公式 同時 記住一個特殊的結(jié)論 即電容器的電荷量一定時 電容器兩板間的電場強度大小與兩板間距無關 考點一 考點二 考點三 典例2 2018北京卷 研究與平行板電容器電容有關因素的實驗裝置如圖所示 下列說法正確的是 A 實驗前 只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸 能使電容器帶電B 實驗中 只將電容器b板向上平移 靜電計指針的張角變小C 實驗中 只在極板間插入有機玻璃板 靜電計指針的張角變大D 實驗中 只增加極板帶電荷量 靜電計指針的張角變大 表明電容增大思維點撥本題是電容器動態(tài)變化分析問題 關鍵抓住兩點 一是電容器的電荷量不變 二是電容與哪些因素有什么關系 A 考點一 考點二 考點三 考點一 考點二 考點三 4 多選 2018安徽宿州一質(zhì)檢 如圖為某一機器人上的電容式位移傳感器工作時的簡化模型圖 當被測物體在左右方向發(fā)生位移時 電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動 連接電容器的靜電計會顯示電容器電壓的變化 進而能測出電容的變化 最后就能探測到物體位移的變化 若靜電計上的指針偏角為 則被測物體 A 向左移動時 增加B 向右移動時 增加C 向左移動時 減少D 向右移動時 減少 BC 考點一 考點二 考點三 考點一 考點二 考點三 5 2018河北邢臺上學期期末 如圖所示 空間存在兩塊相互平行的絕緣帶電薄金屬板A B 間距為d 中央分別開有小孔O P 現(xiàn)有甲電子以速率v0從O點沿OP方向運動 恰能運動到P點 若僅將B板向右平移距離d 再將乙電子從P 點由靜止釋放 則 A 金屬板A B組成的平行板電容的電容C不變B 金屬板A B間的電壓減小C 甲 乙兩電子在板間運動時的加速度相同D 乙電子運動到O點的速率為2v0 C 考點一 考點二 考點三 考點一 考點二 考點三 6 多選 2018山東淄博一中三模 某實驗小組用圖示裝置探究影響平行板電容器電容的因素 若兩極板正對面積為S 極板間的距離為d 靜電計指針偏角為 實驗中 假定極板所帶電荷量不變 下列判斷中正確的是 A 保持S不變 增大d 則C變小 變大B 保持S不變 增大d 則C變大 變小C 保持d不變 減小S 則C變小 變大D 保持d不變 減小S 則C變大 變小 AC 考點一 考點二 考點三 考點一 考點二 考點三 帶電粒子在電場中的運動 H 規(guī)律方法帶電粒子在電場中運動問題的分析思路 1 首先分析粒子的運動規(guī)律 確定粒子在電場中做直線運動還是曲線運動 2 對于直線運動問題 可根據(jù)對粒子的受力分析與運動分析 從以下兩種途徑進行處理 如果是帶電粒子受恒定電場力作用下的直線運動問題 應用牛頓第二定律找出加速度 結(jié)合運動學公式確定帶電粒子的速度 位移等 如果是非勻強電場中的直線運動 一般利用動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 運動的位移等 考點一 考點二 考點三 3 對于曲線運動問題 一般是類平拋運動模型 通常采用運動的合成與分解方法處理 通過對帶電粒子的受力分析和運動規(guī)律分析 借助運動的合成與分解 尋找兩個分運動 再應用牛頓運動定律或運動學方程求解 4 當帶電粒子從一個電場區(qū)域進入另一個電場區(qū)域時 要注意分析帶電粒子的運動規(guī)律的變化及兩區(qū)域電場交界處的有關聯(lián)的物理量 這些關聯(lián)量往往是解決問題的突破口 考點一 考點二 考點三 典例3 多選 2018全國 卷 如圖 一平行板電容器連接在流電源上 電容器的極板水平 兩微粒a b所帶電荷量大小相等 符號相反 使它們分別靜止于電容器的上 下極板附近 與極板距離相等 現(xiàn)同時釋放a b 它們由靜止開始運動 在隨后的某時刻t a b經(jīng)過電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水平面 a b間的相互作用和重力可忽略 下列說法正確的是 A a的質(zhì)量比b的大B 在t時刻 a的動能比b的大C 在t時刻 a和b的電勢能相等D 在t時刻 a和b的動量大小相等思維點撥本題要綜合應用電容器 帶電微粒在電場中的運動 牛頓運動定律 電勢能 動量定理相關的知識點分析解決 BD 考點一 考點二 考點三 考點一 考點二 考點三 7 2018山東日照二模 圖甲為兩水平金屬板 在兩板間加上周期為T的交變電壓u 電壓u隨時間t變化的圖線如圖乙所示 質(zhì)量為m 重力不計的同種帶電粒子以初速度v0沿中線射入兩板間 經(jīng)時間T從兩板間飛出 下列關于粒子運動的描述錯誤的是 A t 0時入射的粒子 離開電場時偏離中線的距離最大B t T時入射的粒子 離開電場時偏離中線的距離最大C 無論哪個時刻入射的粒子 離開電場時的速度方向都水平D 無論哪個時刻入射的粒子 離開電場時的速度大小都相等 B 考點一 考點二 考點三 解析粒子在電場中運動的時間是相同的 t 0時入射的粒子 在豎直方向先加速 然后反向減速 離開電場區(qū)域 故t 0時入射的粒子離開電場時偏離中線的距離最大 選項A正確 而t T時入射的粒子 在豎直方向先加速 然后反向減速為零 再反向加速 反向減速 最后離開電場區(qū)域 故此時刻射入的粒子離開電場時偏離中線的距離不是最大 選項B錯誤 因粒子在電場中運動的時間等于電場變化的周期T 根據(jù)動量定理 豎直方向電場力的沖量的矢量和為零 故所有粒子離開電場時的豎直速度為零 即最終都垂直電場方向射出電場 離開電場時的速度大小都等于初速度 選項C D正確 考點一 考點二 考點三 8 2018河南洛陽期中 位于豎直平面內(nèi)的直角坐標系xOy x軸沿水平方向 第一象限的角平分線OA的上方存在有界勻強電場 電場強度 方向豎直向下 第二象限內(nèi)有另一勻強電場E2 電場方向與x軸正方向成45 角斜向上 如圖所示 有一質(zhì)量為m 電荷量為 q的帶電小球在水平細線的拉力作用下恰好靜止在坐標 l 6l P處 現(xiàn)剪斷細線 小球從靜止開始運動 先后經(jīng)過兩電場后 從A點進入無電場區(qū)域 最終打在x軸上D點 已知重力加速度為g 試求 1 電場E2的電場強度 2 A點的位置坐標 3 到達D點時小球的動能 考點一 考點二 考點三 考點一 考點二 考點三 3 從P到D全過程運用動能定理得Ek qE2lsin45 qE1 6l 2l 6mgl 19mgl 考點一 考點二 考點三 9 2018安徽馬鞍山二質(zhì)檢 如圖所示 xOy為豎直平面內(nèi)的直角坐標系 空間存在著沿x軸正方向的勻強電場 一帶正電小球 質(zhì)量為m 電荷量為q 將其從O點由靜止釋放 小球在第四象限內(nèi)沿與x軸成45 角直線運動 重力加速度為g 1 求電場強度大小 2 若小球從O點以速度v0進入第一象限 方向與x軸成45 角 求小球再次經(jīng)過x軸時 距O點的距離 考點一 考點二 考點三