电场及带电粒子在电场中的运动课件.ppt

1、二轮专题突破二轮专题突破第一部分第一部分专题三电场与磁场专题三电场与磁场第第8讲电场及带电粒子在电场中的运动讲电场及带电粒子在电场中的运动0202高频考点突破0303多维模型构建栏目导航0101知识规律回扣0101知识规律回扣一、明晰一个网络，掌握电场的力、能性质一、明晰一个网络，掌握电场的力、能性质UEd，沿场强方向相同距离电势差相等，沿场强方向相同距离电势差相等UElcos，沿任意，沿任意方向，相同距离电势差相等方向，相同距离电势差相等二、活学活用二、活学活用电场性质的判断方法电场性质的判断方法四、明辨四、明辨“场强、电势、电场线场强、电势、电场线”，谨防解题误入歧途，谨防解题误入歧途1场

2、强是矢量，其合成法则为平行四边形定则，电势是标量，其合成法则为场强是矢量，其合成法则为平行四边形定则，电势是标量，其合成法则为算术加减法算术加减法2在匀强电场中，沿同一方向，相等距离上电势变化量相同在匀强电场中，沿同一方向，相等距离上电势变化量相同3沿电场线方向电势降低，但是电势降低的方向不一定是电场方向沿电场线方向电势降低，但是电势降低的方向不一定是电场方向0202高频考点突破1电场强度是矢量，叠加时应遵循平行四边形定则，分析电场叠加问题的一电场强度是矢量，叠加时应遵循平行四边形定则，分析电场叠加问题的一般步骤：般步骤：(1)确定分析计算的空间位置；确定分析计算的空间位置；(2)分析该点有几

3、个分电场，分析各个分电场在该点的电场强度的大小和方向；分析该点有几个分电场，分析各个分电场在该点的电场强度的大小和方向；(3)利用平行四边形定则求出矢量和利用平行四边形定则求出矢量和高频考点高频考点1对电场性质的理解对电场性质的理解特别提醒：特别提醒：分析求解电场叠加问题时，要充分利用补偿法、对称法、等效法等分析求解电场叠加问题时，要充分利用补偿法、对称法、等效法等思维方法思维方法.2熟练掌握电场线的应用熟练掌握电场线的应用(1)判断电场强度的方向判断电场强度的方向电场线上任意一点处的切线方向即该点电场强度的电场线上任意一点处的切线方向即该点电场强度的方向方向(2)判断电场力的方向判断电场力的

4、方向正点电荷的受力方向和电场线在该点的切线方向相正点电荷的受力方向和电场线在该点的切线方向相同，负点电荷的受力方向和电场线在该点的切线方向相反同，负点电荷的受力方向和电场线在该点的切线方向相反(3)定性判断电场强度的大小定性判断电场强度的大小电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可分析电荷受力情况小，进而可分析电荷受力情况(4)判断电势的高低与电势降低的快慢判断电势的高低与电势降低的快慢沿电场线的方向电势逐渐降低，电场沿电场线的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向强度的方向是电势降低最快的方向特别提醒：特别提醒：熟悉几种典型的电

5、场线分布情况有利于我们对电场强度和电势迅速熟悉几种典型的电场线分布情况有利于我们对电场强度和电势迅速作出判断，进一步可了解点电荷在电场中的受力和运动情况、电场力做功及伴随的作出判断，进一步可了解点电荷在电场中的受力和运动情况、电场力做功及伴随的能量转化情况能量转化情况.3分析电场的性质问题的一般思路分析电场的性质问题的一般思路(1)场强大小、电势高低的判断场强大小、电势高低的判断明确电场线或等势面的分布情况，场强大小看电场线的疏密程度，电势高低看明确电场线或等势面的分布情况，场强大小看电场线的疏密程度，电势高低看电场线的方向；空间同时存在两个或两个以上的电场时，利用平行四边形定则求其电场线的方

6、向；空间同时存在两个或两个以上的电场时，利用平行四边形定则求其合场强合场强(2)电势能大小及其变化的分析电势能大小及其变化的分析做功角度：根据电场力做功与电势能变化的关系分析带电粒子电势能及其变做功角度：根据电场力做功与电势能变化的关系分析带电粒子电势能及其变化情况电场力做正功，粒子的电势能减小；电场力做负功，粒子的电势能增加化情况电场力做正功，粒子的电势能减小；电场力做负功，粒子的电势能增加转化角度：只有电场力做功时，电势能与动能可以相互转化，动能减少，电转化角度：只有电场力做功时，电势能与动能可以相互转化，动能减少，电势能增加；动能增加，电势能减少势能增加；动能增加，电势能减少BC解析：解

7、析：M点的电场线较点的电场线较N点密集，故点密集，故M点的场强大于点的场强大于N点的场强，选项点的场强，选项A错误；错误；顺着电场线电势降低，故顺着电场线电势降低，故M点的电势低于点的电势低于N点的电势，选项点的电势，选项B正确；正确；O点电势高于点电势高于M点，故将一负电荷由点，故将一负电荷由O点移到点移到M点电势能增加，选项点电势能增加，选项C正确；正确；M点的电势低于点的电势低于N点的点的电势，故电势，故OM与与ON之间的电势差不等，故将一正电荷从之间的电势差不等，故将一正电荷从O点分别移到点分别移到M点和点和N点，点，电场力做功不相同，选项电场力做功不相同，选项D错误；故选错误；故选B

8、C12.(多选多选)(2017全国卷全国卷)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点与该点到点电荷的距离到点电荷的距离r的关系如图所示电场中四个点的关系如图所示电场中四个点a、b、c和和d的电场强度大小分别为的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和和Ed.点点a到点电荷的距离到点电荷的距离ra与点与点a的电势的电势a已在图中用坐标已在图中用坐标(ra，a)标出，标出，其余类推现将一带正电的试探电荷由其余类推现将一带正电的试探电荷由a点依次经点依次经b、c点移动到点移动到d点，在相邻两点间点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为移动的过程中，电场力所

9、做的功分别为Wab、Wbc和和Wcd.下列选项正确的是下列选项正确的是()AEa Eb4 1BEc Ed2 1CWab Wbc3 1 DWbc Wcd1 3AC ACD ABD (多选多选)如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电源相与电源相连，在与两板距离相等的连，在与两板距离相等的M点处有一个带电液滴处于静止状态若上极板点处有一个带电液滴处于静止状态若上极板a向下平向下平移一小段距离，但仍在移一小段距离，但仍在M点上方，稳定后，下列说法正确的是点上方，稳定后，下列说法正确的是()A液滴将加速向下运动液滴将加速向下运动BM点电势升高点电势升高

10、CM点的电场强度变小了点的电场强度变小了D在在a板移动前后两种情况下，若将液滴从板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到板移到b板，电场力做的功相同板，电场力做的功相同高频考点高频考点2平行板电容器的问题分析平行板电容器的问题分析BD 思路点拨思路点拨 首先对木块进行受力分析，根据共点力的平衡条件可判断木块与首先对木块进行受力分析，根据共点力的平衡条件可判断木块与天花板之间是否存在静摩擦力，进而判断木块与天花板之间弹力的大小天花板之间是否存在静摩擦力，进而判断木块与天花板之间弹力的大小2在分析平行板电容器的动态变化问题时，必须抓住两个关键点在分析平行板电容器的动态变化问题时，必须抓住两个关键点

11、(1)确定不变量：首先要明确动态变化过程中的哪些量不变，一般情况下是电荷确定不变量：首先要明确动态变化过程中的哪些量不变，一般情况下是电荷量不变或板间电压不变量不变或板间电压不变特别提醒：特别提醒：由于平行板电容器两极板间的电场可视为匀强电场，高考命题往往由于平行板电容器两极板间的电场可视为匀强电场，高考命题往往涉及带电粒子在平行板中的运动问题，需要综合运用牛顿运动定律、功能关系等分涉及带电粒子在平行板中的运动问题，需要综合运用牛顿运动定律、功能关系等分析求解析求解21.(2016全国乙卷全国乙卷)一平行电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流一平行电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流

12、电源上，若将云母介质移出，则电容器电源上，若将云母介质移出，则电容器()A极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大B极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大C极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变D极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变D解析：解析：电容器接在恒压直流电源上，两极板的电压不变，若将云母介质移出，电容器接在恒压直流电源上，两极板的电压不变，若将云母介质移出，相对介电常数减小，电容器的电容减小，所以极板上的电荷量变小，极

13、板间的距离相对介电常数减小，电容器的电容减小，所以极板上的电荷量变小，极板间的距离不变，所以极板间的电场强度不变，故选项不变，所以极板间的电场强度不变，故选项A、B、C错误，选项错误，选项D正确正确22(2017石家庄市高三质检石家庄市高三质检)如图所示电路中，如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器是构成平行板电容器的两金属极板，的两金属极板，P为其中的一个定点将开关为其中的一个定点将开关S闭合，电路稳定后将闭合，电路稳定后将A板向上平移一板向上平移一小段距离，则下列说法正确的是小段距离，则下列说法正确的是()A电容器的电容增加电容器的电容增加B在在A板上移过程中，电阻板上移过程中，电阻R中

14、有向上的电流中有向上的电流CA、B两板间的电场强度增大两板间的电场强度增大DP点电势升高点电势升高B带电粒子在电场中的运动问题是每年高考中的热点问题，是电学知识和力学知带电粒子在电场中的运动问题是每年高考中的热点问题，是电学知识和力学知识的结合点具体来讲有带电粒子在电场中的加速识的结合点具体来讲有带电粒子在电场中的加速(减速减速)、偏转，涉及内容有力、偏转，涉及内容有力、能、电等知识，主要考查学生的分析综合能力该模型通常的考查思路有：能、电等知识，主要考查学生的分析综合能力该模型通常的考查思路有：(1)根据根据带电粒子受到的力，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带电粒子受到

15、的力，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、位移等物理量这条思路通常适用于恒力作用下的匀变速运动速度、位移等物理量这条思路通常适用于恒力作用下的匀变速运动(2)根据力对根据力对带电粒子所做的功及动能定理，从带电粒子运动的全过程中能的转化角度，研究带带电粒子所做的功及动能定理，从带电粒子运动的全过程中能的转化角度，研究带电粒子的速度变化、经历的位移等电粒子的速度变化、经历的位移等0303多维模型构建带电粒子在电场中的运动模型带电粒子在电场中的运动模型(2017全国卷全国卷)真空中存在电场强度大小为真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场，一带电的匀强电场，一带电油滴在该电场中

16、竖直向上做匀速直线运动，速度大小为油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v0.在油滴处于位置在油滴处于位置A时，将时，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t1后，又突然后，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点重力点重力加速度大小为加速度大小为g(1)求油滴运动到求油滴运动到B点时的速度点时的速度(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，试给出相求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场

17、强度比原来的大，试给出相应的应的t1和和v0应满足的条件已知不存在电场时，油滴以初速度应满足的条件已知不存在电场时，油滴以初速度v0做竖直上抛运动的做竖直上抛运动的最大高度恰好等于最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍两点间距离的两倍匀强电场中的匀强电场中的“直线运动模型直线运动模型”【解析解析】(1)设油滴质量和电荷量分别为设油滴质量和电荷量分别为m和和q，油滴速度方向向上为正油，油滴速度方向向上为正油滴在电场强度大小为滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动，故电场力方向向上在的匀强电场中做匀速直线运动，故电场力方向向上在t0时，电场强度突然从时，电场强度突然从E1增加至增加至E2

18、时，油滴做竖直向上的匀加速运动，加速度方向向时，油滴做竖直向上的匀加速运动，加速度方向向上，大小上，大小a1满足满足qE2mgma1油滴在时刻油滴在时刻t1的速度为的速度为v1v0a1t1电场强度在时刻电场强度在时刻t1突然反向，油滴做匀减速运动，加速度方向向下，大小突然反向，油滴做匀减速运动，加速度方向向下，大小a2满满足足qE2mgma2油滴在时刻油滴在时刻t22t1的速度为的速度为v2v1a2t1由由式得式得v2v02gt1解决直线运动问题时要注意分析带电粒子是做匀速运动还是做匀变速运动，匀解决直线运动问题时要注意分析带电粒子是做匀速运动还是做匀变速运动，匀速运动问题常以平衡条件速运动问

19、题常以平衡条件F合合0作为突破口进行求解；对于匀变速直线运动问题，作为突破口进行求解；对于匀变速直线运动问题，根据力和运动的关系可知，合力一定和速度在一条直线上，然后运用动力学观点或根据力和运动的关系可知，合力一定和速度在一条直线上，然后运用动力学观点或能量观点求解能量观点求解(1)运用动力学观点求解电加速问题运用动力学观点求解电加速问题运用动力学观点处理带电质点在匀强电场中的运动问题，要重视对带电质点的运用动力学观点处理带电质点在匀强电场中的运动问题，要重视对带电质点的受力分析和运动过程分析，解题时先分析带电质点的受力情况，求出带电质点受到受力分析和运动过程分析，解题时先分析带电质点的受力情

20、况，求出带电质点受到的合外力，根据的合外力，根据F合合ma得出加速度，再运用运动学方程可得出所求物理量得出加速度，再运用运动学方程可得出所求物理量如图所示的装置放置在真空中，炽热的金属丝可以发射电子，金属丝如图所示的装置放置在真空中，炽热的金属丝可以发射电子，金属丝和竖直金属板之间加一电压和竖直金属板之间加一电压U1，发射出的电子被加速后，从金属板上的小孔，发射出的电子被加速后，从金属板上的小孔S射射出装置右侧有两个相同的平行金属极板水平正对放置，板长为出装置右侧有两个相同的平行金属极板水平正对放置，板长为l，板间距离为，板间距离为d，两极板间加一电压为两极板间加一电压为U2的偏转电场从小孔的

21、偏转电场从小孔S射出的电子恰能沿平行于板面的方向射出的电子恰能沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场已知电子的电荷量为由极板左端中间位置射入偏转电场已知电子的电荷量为e，电子的质量为，电子的质量为m，设电，设电子刚离开金属丝时的速度为子刚离开金属丝时的速度为0，忽略金属极板边缘对电场的影响，不计电子受到的，忽略金属极板边缘对电场的影响，不计电子受到的重力求：重力求：匀强电场中的匀强电场中的“偏转模型偏转模型”思路点拨思路点拨 电子在运动的过程中只受电场力作用，可通过动能定理直接求解电子在运动的过程中只受电场力作用，可通过动能定理直接求解速度速度v1；进入偏转电场后，由于所受电场力跟速

22、度不在一条直线上，所以电子做曲；进入偏转电场后，由于所受电场力跟速度不在一条直线上，所以电子做曲线运动，根据牛顿第二定律和平抛运动的规律即可求解线运动，根据牛顿第二定律和平抛运动的规律即可求解(1)电子射入偏转电场时的速度大小电子射入偏转电场时的速度大小v1；(2)电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量移量y；(3)电子在偏转电场中运动的过程中电场力电子在偏转电场中运动的过程中电场力对它所做的功对它所做的功W(多选多选)如图甲所示，平行金属板中央有一个静止的电子如图甲所示，平行金属板中央有一个静止的电子(不计电子重不计电子重力，开始时力，开始时A板带正电板带正

23、电)，两板间距离足够大，当两板间加上如图乙所示的电压后，两板间距离足够大，当两板间加上如图乙所示的电压后，图丙中反映电子速度图丙中反映电子速度v、位移、位移x和加速度和加速度a三个物理量随时间三个物理量随时间t的变化规律可能正确的的变化规律可能正确的是是()带电粒子在周期性变化的电场中的运动模型带电粒子在周期性变化的电场中的运动模型 AD 在两个相互平行的金属板间加图乙所示的交变电压时，在两板中间便可获得交在两个相互平行的金属板间加图乙所示的交变电压时，在两板中间便可获得交变电场对于带电粒子在交变电场中的运动，我们可以分段处理，此类电场在一段变电场对于带电粒子在交变电场中的运动，我们可以分段处

24、理，此类电场在一段时间内为匀强电场，即这段时间内电场中各个位置处电场强度的大小、方向都相时间内为匀强电场，即这段时间内电场中各个位置处电场强度的大小、方向都相同但从整个运动过程看电场又是变化的，即电场强度的大小和方向随时间变化同但从整个运动过程看电场又是变化的，即电场强度的大小和方向随时间变化(1)当粒子平行于电场方向射入时：粒子做直线运动，其初速度和受力情况决定当粒子平行于电场方向射入时：粒子做直线运动，其初速度和受力情况决定了粒子的运动情况，粒子可能做周期性运动了粒子的运动情况，粒子可能做周期性运动(2)当粒子垂直于电场方向射入时：沿初速度方向上的分运动为匀速直线运动，当粒子垂直于电场方向射入时：沿初速度方向上的分运动为匀速直线运动，沿电场力方向上的分运动可能具有周期性沿电场力方向上的分运动可能具有周期性带电粒子在非匀强电场中运动的模型带电粒子在非匀强电场中运动的模型 先对滑块进行受力分析，由于电场力为变力，在涉及变力做功问题的求解时牛先对滑块进行受力分析，由于电场力为变力，在涉及变力做功问题的求解时牛顿运动定律不再适用，这时就需要选择合适的过程，弄清楚过程的初末状态，利用顿运动定律不再适用，这时就需要选择合适的过程，弄清楚过程的初末状态，利用动能定理求解动能定理求解专题强化训练专题强化训练(八八)谢谢观看