2018届二轮复习　电场及带电粒子在电场中的运动课件（共41张）（全国通用） 41页

专题五　电场和磁场 定位 五年考情分析 2017 年 2016 年 2015 年 2014 年 2013 年 Ⅰ 卷 T16( 带电粒子在复合场中的运动 ) T19( 电流磁效应、安培力、安培定则 ) T20( 电场强度、电势差、电场力做功 ) T25( 带电粒子在复合场中的运动 ) T14( 平行板电容器所带电荷量、板间电场强度 ) T20( 带电体在匀强电场中的运动 ) T14( 带电粒子在两个磁场中的运动 ) T15( 电场力做功特点 ) T24( 安培力、闭合电路欧 姆定律、力 的平衡 ) T15( 磁场对通电导体的作 用力 ) T21( 点电荷电场的特点 , 电场力做功 ) T15( 电场的叠加 ) T18( 带电粒子在圆形磁场中的运动 ) Ⅱ 卷 T18( 带电粒子在圆形磁场中的运动 ) T21( 通电导线在磁场中受安培力的作用 ) T25( 带电粒子在复合场中的运动 ) T15( 点电荷电场特点、曲线运动轨迹与受力、电场力做功 ) T18( 带电粒子在有界磁场中的偏转、曲线运动 ) T18( 地磁场、磁场的性质及安 培力 ) T19( 带电粒子在两个磁场中的 运动 ) T24( 带电粒子在电场中的类平抛运动、速度的分解、动能定理 ) T19( 电场强度和 电势 ) T20( 正、负带电粒子在磁场中的运动 ) T17( 带电粒子在圆柱形磁场中的运动 ) T18( 带电小球平衡 ) T24( 带电粒子在电场中的圆周运动 ) Ⅲ 卷 T18( 通电导线所产生的 磁场、右手定则、磁场的叠加 ) T21( 匀强电场的场强、电势、电势能、电场力的功 ) T24( 带电粒子在磁场中的运动 ) T15( 等势面的 特点 ) T18( 带电粒子在有界磁场中的 运动 ) 专题定位 本专题是电场和磁场 , 无论是全国 Ⅰ 卷 , 还是全国 Ⅱ 卷、全国 Ⅲ 卷 , 电场和磁场是高考的重点和热点之一 , 试卷的考查点几乎相同 , 特别是 2017 年三套卷考查知识点都有所增加 ; 考查形式以选择题和计算题为主 , 计算题还常常成为压轴题 ; 高考对电场和磁场的考查主要有两部分 , 电场部分 : 以带电粒子运动轨迹与电场线或等势面间的关系为核心 , 考查电场的力的性质和能的性质 , 带电粒子在匀强电场中的加速、偏转为考查重点 , 兼顾带电粒子在非匀强电场中的偏转轨迹分析 ; 磁场部分 : 以考查带电粒子在磁场中的圆周运动为主 , 其次是通电导线在磁场中受安培力作用问题 . 应考建议 2018 年高考仍会在以下四个方面命题 : 一是电场的性质 ; 二是带电粒子在电场中的运动 , 三是磁场对通电导体的作用力 ; 四是带电粒子在磁场中的运动 . 在复习本部分内容时可以从以下方面进行备考 : 熟悉各种电场的电场线、等势面分布特点 , 运用动力学方法、功能关系解决带电粒子的运动轨迹和能量变化问题 ; 对于带电粒子在电场、磁场中的运动问题 , 要善于联系力学中运动模型 ( 类平抛运动和匀速圆周运动 ), 从受力情况、运动规律、能量转化等角度分析 , 综合运用动力学方法和功能关系加以解决 . 第 1 讲　电场及带电粒子在电场中的运动 整 合 突 破 实 战 整合 网络要点重温 【 网络构建 】 【 要点重温 】 1.电场力的性质 (1)电场强度的定义式: . (2)真空中点电荷的电场强度公式: . (3)匀强电场的电场强度与电势差的关系式: . 2.电场能的性质 (1)电势差的定义式: . (2)电势差的定义式: . (3)电势差与电势的关系式: . (4)电场力做功与电势能的关系式: . W AB =E pA -E pB 突破 热点考向聚焦 热点考向一　电场性质的理解与应用 【 核心提炼 】 由电场中的 “ 点、线、面、迹 ” 判断相关问题 (1) 由轨迹向合外力的方向弯曲 , 确定粒子所受电场力方向 . (2) 根据粒子电性判断电场线方向 . (3) 根据“沿电场线方向电势降低”判断电势高低 . (4) 根据公式 Ep=q ( 代入正负号 ) 判断电势能大小 . (5) 根据电场力做功的正负判断电势能的变化或动能的变化 . (6) 根据电场线或等差等势面疏密判断加速度大小 . 【 典例 1】 (2017 · 福建漳州模拟 ) 两个等量同种电荷固定于光滑水平面上 , 其连线中垂线上有 A,B,C 三点 , 如图 ( 甲 ) 所示 , 一个电荷量为 2C 、质量为 1 kg 的小物块从 C 点静止释放 , 其运动的 v - t 图像如图 ( 乙 ) 所示 , 其中 B 点处为整条图线切线斜率最大的位置 ( 图中标出了该切线 ). 则下列说法正确的是 ( 　 　 ) A.B 点为中垂线上电场强度最大的点 , 场强 E=1 V/m B. 由 C 到 A 的过程中物块的电势能先减小后变大 C. 由 C 点到 A 点电势逐渐升高 D.A,B 两点间的电势差 U AB =5 V A 【 预测练习 1】 (2017 · 天津模拟 )( 多选 ) 如图 , 匀强电场平行于以 O 为圆心的圆所在的平面 ,ac,bd 为两条互相垂直的直径 , 圆的半径为 10 cm. 已知圆心 O 点的电势为零 ,a 点电势为 -10 V, 一带负电的粒子仅在电场力作用下运动 , 经过 b 点和 d 点时的速率相等 , 则下列判断正确的是 ( 　 　 ) A. 电场强度大小为 100 V/m B.c 点的电势为 10 V C.b 点的电势可能为 5 V D. 从 b 点到 d 点粒子可能做圆周运动 AB 热点考向二　电场中的平行板电容器问题 【 核心提炼 】 平行板电容器的动态分析 (1) 在电荷量保持不变的情况下 , 极板间电场强度与板间的距离无关 . 【典例2】 (2017 · 海南卷,4) 如图,平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连,一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间,处于静止状态.现保持右极板不动,将左极板向左缓慢移动.关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T,下列判断正确的是(　 　) A.F逐渐减小,T逐渐减小 B.F逐渐增大,T逐渐减小 C.F逐渐减小,T逐渐增大 D.F逐渐增大,T逐渐增大 A 【 拓展延伸 】 在“典例 2” 中 , 若平行板电容器的两极板充电后与电源断开 , 保持右极板不动 , 将左极板向左缓慢移动 . 关于小球所受的电场力大小 F 和绳子的拉力大小 T, 又将如何变化 ? 答案 : F 不变　 T 不变 【 预测练习 2】 (2017 · 山东青岛模拟 )( 多选 ) 如图所示 , 平行板电容器两极板水平放置 , 现将其与二极管串联接在电动势为 E 的直流电源上 , 电容器下极板接地 , 静电计所带电荷量可忽略 , 二极管具有单向导电性 . 闭合开关 S, 一带电油滴恰好静止于两板间的 P 点 , 现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离 , 则下列说法正确的是 ( 　 　 ) A. 平行板电容器的电容将变大 B. 静电计指针张角变小 C. 带电油滴的电势能将减小 D. 油滴仍将保持静止 CD 热点考向三　带电粒子 ( 带电体 ) 在电场中的运动 【 核心提炼 】 带电粒子在电场中运动问题的分析思路 (1) 首先分析粒子的运动规律 , 区分是在电场中的直线运动还是偏转运动问题 . (2) 对于直线运动问题 , 可根据对粒子的受力分析与运动分析 , 从以下两种途径进行处理 : ① 如果是带电粒子受恒定电场力作用下的直线运动问题 , 应用牛顿第二定律找出加速度 , 结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等 . ② 如果是非匀强电场中的直线运动 , 一般利用动能定理研究全过程中能的转化 , 研究带电粒子的速度变化、运动的位移等 . (3) 对于曲线运动问题 , 一般是类平抛运动模型 , 通常采用运动的合成与分解方法处理 . 通过对带电粒子的受力分析和运动规律分析 , 借助运动的合成与分解 , 寻找两个分运动 , 再应用牛顿运动定律或运动学方程求解 . (4) 当带电粒子从一个电场区域进入另一个电场区域时 , 要注意分析带电粒子的运动规律的变化及两区域电场交界处的有关联的物理量 , 这些关联量往往是解决问题的突破口 . 【 典例 3】 (2017 · 山西模拟 ) 如图所示 , 质量为 m 、带电荷量为 +q 的小球从距地面高度 h 处以一定的初速度 v 0 水平抛出 , 在距抛出点水平距离为 L 处 , 有一根管口比小球直径略大的竖直细管 , 管的上口距地面为 , 为使小球无碰撞地通过管子 , 可在管子上方整个区域内加一场强方向向左的匀强电场 . 求 : (1) 小球的初速度 v 0 ; (2) 电场强度 E 的大小 ; (3) 小球落地时的动能 . 〚 审题突破 〛 (1) 电子通过偏转极板的时间 t; 答案 : (1)T 　 (2) 偏转极板之间的最小距离 ; 答案 : (2)L 　 (3) 当偏转极板间的距离为最小值时 , 荧光屏如何放置时电子击中的范围最小 , 最小范围的长度是多大 ? 实战 高考真题演练 1. [ 平行板电容器的动态分析 ] (2016 · 全国 Ⅰ 卷 ,14) 一平行板电容器两极板之间充满云母介质 , 接在恒压直流电源上 . 若将云母介质移出 , 则电容器 ( 　 　 ) A. 极板上的电荷量变大 , 极板间电场强度变大 B. 极板上的电荷量变小 , 极板间电场强度变大 C. 极板上的电荷量变大 , 极板间电场强度不变 D. 极板上的电荷量变小 , 极板间电场强度不变 D AC A.E a ∶E b =4∶1 B.E c ∶E d =2∶1 C.W ab ∶W bc =3∶1 D.W bc ∶W cd =1∶3 3. [ 匀强电场中的电场强度、电势、电势能 ] (2017 · 全国 Ⅲ 卷 ,21)( 多选 ) 一匀强电场的方向平行于 xOy 平面 , 平面内 a,b,c 三点的位置如图所示 , 三点的电势分别为 10 V,17 V,26 V. 下列说法正确的是 ( 　 　 ) A. 电场强度的大小为 2.5 V/cm B. 坐标原点处的电势为 1 V C. 电子在 a 点的电势能比在 b 点的低 7 eV D. 电子从 b 点运动到 c 点 , 电场力做功为 9 eV ABD 4. [ 带电体在匀强电场中的运动 ] (2017 · 全国 Ⅰ 卷 ,25) 真空中存在电场强度大小为 E 1 的匀强电场 , 一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动 , 速度大小为 v 0 , 在油滴处于位置 A 时 , 将电场强度的大小突然增大到某值 , 但保持其方向不变 . 持续一段时间 t 1 后 , 又突然将电场反向 , 但保持其大小不变 ; 再持续同样一段时间后 , 油滴运动到 B 点 . 重力加速度大小为 g. (1) 求油滴运动到 B 点时的速度 ; 解析 : (1) 设油滴质量和电荷量分别为 m 和 q, 油滴速度方向向上为正 . 油滴在电场强度大小为 E 1 的匀强电场中做匀速直线运动 , 故匀强电场方向向上 . 在 t=0 时 , 电场强度突然从 E 1 增加至 E 2 时 , 油滴做竖直向上的匀加速运动 , 加速度方向向上 , 大小 a 1 满足 qE 2 -mg=ma 1 ① 答案 : (1)v 0 -2gt 1 　 油滴在时刻 t 1 的速度为 v 1 =v 0 +a 1 t 1 ② 电场强度在时刻 t 1 突然反向 , 油滴做匀变速运动 , 加速度方向向下 , 大小 a 2 满足 qE 2 +mg=ma 2 ③ 油滴在时刻 t 2 =2t 1 的速度为 v 2 =v 1 -a 2 t 1 ④ 由①②③④式得 v 2 =v 0 -2gt 1 . ⑤ (2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t 1 和v 0 应满足的条件.已知不存在电场时,油滴以初速度v 0 做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B,A两点间距离的两倍. 答案 : (2) 见解析 点击进入 提升 专题限时检测