2018届二轮复习电场和带电粒子在电场中的运动课件（11张）（全国通用） 11页

4. 电场和带电粒子在电场中的运动 - 2 - 必查点 17 必查点 18 必查点 19 必查点 20 必查点 21 库仑定律 ( Ⅱ ) (1) 点电荷是指带有一定的电荷量 , 而没有体积的带电体 , 是一种理想化的物理模型 , 实际上不存在。点电荷不同于元电荷 , 也不同于检验电荷或试探电荷。 (2) 库仑定律 : , 其中 k 为静电力常量 ,k=9.0×10 9 N · m 2 /C 2 。库仑定律适用于真空中的点电荷。 - 3 - 必查点 17 必查点 18 必查点 19 必查点 20 必查点 21 电场强度、点电荷的电场强度 ( Ⅱ ) (2) 方向 : 与正电荷受电场力的方向相同 , 与负电荷受电场力的方向相反。 (3) 与电场线的关系 : 电场线的切向方向为该点的电场强度方向 , 电场线疏密表示电场强度的大小。 (4) 电荷在电场中某点受电场力的方向指向带电粒子运动轨迹的弯曲方向 , 且与电场线的切向在一条直线上。 - 4 - 必查点 17 必查点 18 必查点 19 必查点 20 必查点 21 电势能、电势 ( Ⅰ ) 　 电势差 ( Ⅱ ) (1) 电势能大小比较 : ① 正电荷在电势高处电势能大 , 在电势低处电势能小 , 负电荷在电势高处电势能小 , 在电势低处电势能大。 ② 依据电场力做功判断电势能的变化。电场力对电荷做正功 , 电荷的电势能减少 ; 电场力对电荷做负功 , 电荷的电势能增加。 (2) 电势 : ① 选好零电势点后 , 某点的电势就是该点与零电势点间的电势差。 ② 沿电场强度方向 ( 或电场线方向 ) 电势降低。 ③ 电势与电场强度没有必然的联系 , 电场强度大 , 电势不一定高 , 电势为零 , 电场强度不一定为零 , 反之亦然。 (3) 电势差 : 定义式为 , 与零电势点的选取无关 ,U AB =-U BA 。 (4) 等势面 : 电场中由电势相等的点构成的面叫等势面 ; 其特点有 : ① 等势面一定与电场线垂直 ; ② 在同一等势面上移动电荷电场力不做功。 - 5 - 必查点 17 必查点 18 必查点 19 必查点 20 必查点 21 匀强电场中电势差与电场强度的关系 ( Ⅱ ) (1)U=Ed,d 是沿电场线方向的距离。 (2) 在同一直线上 , 任意两点间的电势差与距离成正比。 - 6 - 必查点 17 必查点 18 必查点 19 必查点 20 必查点 21 带电粒子在匀强电场中的运动 ( Ⅱ ) (1) 带电粒子分类 ① 基本粒子 : 指微观粒子 , 如电子、质子、氦核、离子等 , 除特别说明外 , 一般都不考虑自身重力。 ② 带电微粒 : 指微观颗粒 , 如液滴、尘埃、小球等 , 除特别说明外 , 一般都要考虑自身重力。 (2) 带电粒子的加速 - 7 - 必查点 17 必查点 18 必查点 19 必查点 20 必查点 21 - 8 - 1 2 1 .(2017 江西南昌模拟 )M 、 N 是某电场中一条电场线上的两点 , 若在 M 点释放一个初速度为零的电子 , 电子仅受电场力作用 , 并沿电场线由 M 点运动到 N 点 , 其电势能随位移变化的关系如图所示 , 则下列说法正确的是 ( 　　 ) A . 电子运动的轨迹为直线 B . 该电场是匀强电场 C . 电子在 N 点的加速度小于在 M 点的加速度 D . 电子在 N 点的动能大于在 M 点的动能 A - 9 - 1 2 解析 带电粒子初速度为零 , 且沿着电场线运动 , 其轨迹一定为直线 , 故 A 正确 ; 电子通过相同位移时 , 电势能的减小量越来越小 , 说明电场力做功越来越小 , 由 W=Fs 可知 , 电子所受的电场力越来越小 , 电场强度减小 , 不可能是匀强电场 , 故 B 错误。由于电势能 — 距离图线的斜率表示电场力的大小 , 根据图象可知 , 电子受到的电场力越来越小 , 故该电场不是匀强电场 , 电子做加速度逐渐减小的加速运动 ,C 错误 ; 电子从 M 运动到 N 过程中 , 只受电场力 , 电势能减小 , 电场力做正功 , 则动能增加 , 因此 N 点的动能大于 M 点的动能 , 故 D 错误。 - 10 - 2 . 如图所示 , 水平放置的平行金属板之间电压大小为 U, 距离为 d, 其间还有垂直纸面向里的匀强磁场。质量为 m 、电荷量为 +q 的带电粒子 , 以水平速度 v 0 从平行金属板的正中间射入并做匀速直线运动 , 然后又垂直射入电场强度大小为 E 2 、方向竖直向上的匀强电场 , 其边界 a 、 b 间的宽为 L( 该电场竖直方向足够长 ) 。电场和磁场都有理想边界 , 且粒子所受重力不计 , 求 : (1) 该带电粒子在 a 、 b 间运动的加速度大小 a; (2) 匀强磁场对该带电粒子作用力的大小 F; (3) 该带电粒子到达边界 b 时的速度大小 v 。 1 2 - 11 - 1 2