通用版2017高考物理二轮复习第1部分核心突破专题3电场和磁场第1讲电场及带电粒子在电场中的运动课件20170317343.ppt

1、核心专题突破第一部分第一部分专题三电场和磁场专题三电场和磁场20172017考点解读考点解读高频考点 1电场部分：以带电粒子运动轨迹与电场线或等势面间的电场部分：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匀强电场中的偏转轨迹分析 2磁场部分：以考察带电粒子在磁场中的圆周运动为主，磁场部分：以考察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其次是通电导线

2、在磁场中受安培力作用问题 3综合部分：带电粒子在复合场中的运动问题和临界问题综合部分：带电粒子在复合场中的运动问题和临界问题是考查的重点，并应关注在生产科技中的应用是考查的重点，并应关注在生产科技中的应用 1要熟悉各种电场的电场线、等势面分布特点，运用动力要熟悉各种电场的电场线、等势面分布特点，运用动力学方法、功能关系解决粒子的运动轨迹和能量变化问题学方法、功能关系解决粒子的运动轨迹和能量变化问题 2对于带电粒子在电场、磁场和复合场中的运动问题，要对于带电粒子在电场、磁场和复合场中的运动问题，要善于联系力学中的运动模型善于联系力学中的运动模型(类平抛运动和匀速圆周运动类平抛运动和匀速圆周运动)

3、，从受力情况、运动规律、能量转化等角度分析，综合运用从受力情况、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动力学方法和功能关系加以解决 3了解速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机了解速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机等构造，明确它们的工作原理等构造，明确它们的工作原理备考策略第第1 1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栏目导航2 2年考情回顾年考情回顾热点题型突破热点题型突破热点题源预测热点题源预测对点规范演练对点规范演练逐题对点特训逐题对点特训2 2年考情回顾年考情回顾设设问问方方式式电场电场的基本的基本性质性质例例(201

4、6全国卷乙，全国卷乙，20题题)(2016全国卷甲，全国卷甲，15题题)(2016全国卷丙，全国卷丙，15题题)(2016浙江卷，浙江卷，19题题)电容电容器的问器的问题题例例(2016全国卷乙，全国卷乙，14题题)(2016天津卷，天津卷，4题题)(2015全国卷全国卷，14题题)(2015安徽卷，安徽卷，20题题)带电带电粒子在粒子在电场中电场中的运动的运动例例(2015全国卷全国卷，24题题)(2015安徽卷，安徽卷，23题题)(2015天天津卷，津卷，7题题)(2015四川卷，四川卷，10题题)解解题题模模板板(1)根据六大关系根据六大关系(电场力与电场强度、电势电场力与电场强度、电势

5、与电势能，电势与电势差，电势与电场强与电势能，电势与电势差，电势与电场强度，电势能变化与电场力做功，电场线与度，电势能变化与电场力做功，电场线与等势面等势面)分析电场的基本性质及各量的比分析电场的基本性质及各量的比较较(2)带电粒子在匀强电场中的运动，若不涉带电粒子在匀强电场中的运动，若不涉及时间，可选择功能关系，否则必须选择及时间，可选择功能关系，否则必须选择力和运动关系带电粒子在非匀强电场中力和运动关系带电粒子在非匀强电场中的运动，一般选择功能关系求解的运动，一般选择功能关系求解.命题规律：命题规律：静电场的性质及电场分布特征是高考命题的静电场的性质及电场分布特征是高考命题的热点，题型一般

6、为选择题考查知识点有：热点，题型一般为选择题考查知识点有：(1)电场的叠加电场的叠加(2)电场分布与电场强度电电场分布与电场强度电势，电势能的大小比较与判断势，电势能的大小比较与判断(3)电场力做电场力做功与电势能的变化之间的关系功与电势能的变化之间的关系(4)Ex图和图和x图的分析和应用图的分析和应用热点题型突破热点题型突破题型一题型一对电场性质的理解与应用对电场性质的理解与应用 方法点拨：方法点拨：1由电场中的由电场中的“点、线、面、迹点、线、面、迹”判断相关问题判断相关问题(1)由轨迹向合外力的方向弯曲，确定粒子所受电场力方向；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

7、粒子电性判断电场线方向；根据粒子电性判断电场线方向；(3)根据根据“沿电场线方向电势降低沿电场线方向电势降低”判断电势高低；判断电势高低；(4)根据公式根据公式Epq(代入正负号代入正负号)判断电势能大小；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；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根据电场线或等差等势面疏密判断加速度大小BC 解析：解析：由两等量异种点电荷的电场线分布知，过由两等量异种点电荷的电场线分布知，过Q和和Q连连线的垂直平分线线的垂直平分线Ob的等势面为零势能面，因此同一正的试的等势面为零势能面

8、，因此同一正的试探电荷先后从探电荷先后从O、b两点移到两点移到a点做的功相同，因此，正试探点做的功相同，因此，正试探电荷电势能的变化相同电荷电势能的变化相同D错误点错误点b在零势能面上，在零势能面上，b点电点电势为零，由场强的合成法则知，势为零，由场强的合成法则知，b点的场强不为零，方向平点的场强不为零，方向平行行x轴向右，轴向右，A错误在错误在a点放一正的试探电荷，所受的电场点放一正的试探电荷，所受的电场力方向向右，当沿力方向向右，当沿x轴正方向移动时，电场力做正功电势能轴正方向移动时，电场力做正功电势能减少，在减少，在O点减为零，过了点减为零，过了O点电势能为负值，所以正的试点电势能为负值

9、，所以正的试探电荷在探电荷在a点电势能大于零，反之若从点电势能大于零，反之若从O点移到点移到a点，电场力点，电场力与运动方向相反，因此电场力做负功即克服电场力做功，与运动方向相反，因此电场力做负功即克服电场力做功，B、C正确正确 突破点拨突破点拨(1)取无穷远处的电势为零，则取无穷远处的电势为零，则y轴上各点的电势为轴上各点的电势为_，在在x0的区域，各点电势的区域，各点电势_，在，在x0的区域各点电的区域各点电势势_(2)在在x轴上轴上Q和和Q之间电场方向向之间电场方向向_，在，在y轴上各点轴上各点的场强方向向的场强方向向_沿沿y轴移动电荷，电场力是否做功？轴移动电荷，电场力是否做功？【变式

10、考法变式考法】在上述题在上述题1中，若将试探电荷中，若将试探电荷从从O点沿点沿y轴移到无穷远处，试分析电场力做轴移到无穷远处，试分析电场力做功和电势能的变化情况功和电势能的变化情况 解析：解析：由于由于y轴为轴为Q和和Q的对称轴，故的对称轴，故y轴为轴为等势线，因此沿等势线，因此沿y轴移动试探电荷，试探电荷轴移动试探电荷，试探电荷的电势能不变，电场力不做功的电势能不变，电场力不做功2(2015全国卷全国卷)如图所示，直线如图所示，直线a、b和和c、d是处于匀强电场中的两是处于匀强电场中的两组平行线，组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为是它们的交点，四点处的电势分别为M、N、

11、P、Q.一电子由一电子由M点分别运动到点分别运动到N点和点和P点的过程中，电场力所做的负点的过程中，电场力所做的负功相等则功相等则()A直线直线a位于某一等势面内，位于某一等势面内，MQB直线直线c位于某一等势面内，位于某一等势面内，MNC若电子由若电子由M点运动到点运动到Q点，电场力做正功点，电场力做正功D若电子由若电子由P点运动到点运动到Q点，电场力做负功点，电场力做负功B 解析：解析：电子带负电荷，电子由电子带负电荷，电子由M点分别运动点分别运动到到N点和点和P点的过程中，电场力所做的负功相点的过程中，电场力所做的负功相等，有等，有WMNWMP0，而，而WMNqUMN，WMPqUMP，q

12、0，所以有，所以有UMNUMP0，即，即MNp，匀强电场中等势线为平行的直线，匀强电场中等势线为平行的直线，所以所以NP和和MQ分别是两条等势线，有分别是两条等势线，有MQ，故故A错误；错误；B正确；电子由正确；电子由M点到点到Q点过程中，点过程中，WMQq(MQ)0.电子由电子由P点到点到Q点过程中点过程中WpQq(pQ)0，故，故C、D错误错误A 解析：解析：由电子射入电场后的运动轨迹可知场由电子射入电场后的运动轨迹可知场源点电荷为负点电荷，沿着电场线方向电势源点电荷为负点电荷，沿着电场线方向电势降低，即降低，即cba.在点电荷的电场中，虽在点电荷的电场中，虽然然abbc，但，但UabUb

13、c，故电子从位置，故电子从位置1到到2和和从位置从位置3到到4的过程中电场力做功的过程中电场力做功W122W34.由由能量守恒可知正确选项为能量守恒可知正确选项为A 电场性质的判断思路电场性质的判断思路 命题规律：命题规律：与平行板电容器有关的电场问题是高考命题与平行板电容器有关的电场问题是高考命题的热点之一，命题特点是：的热点之一，命题特点是：(1)平行板电容器平行板电容器的电容，电场强度电势差，电势，电势能的电容，电场强度电势差，电势，电势能等物理量比较与判断等物理量比较与判断(2)涉及带电粒子在电涉及带电粒子在电容器中的平衡和加速问题容器中的平衡和加速问题题型二题型二与平行板电容器有关的

14、电场问题与平行板电容器有关的电场问题 1(2015南昌二模南昌二模)如图所示，平行板电容器与电动势为如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源的直流电源(内阻不计内阻不计)连接，下极板接地闭合开关，一带连接，下极板接地闭合开关，一带电油滴位于两板中央的电油滴位于两板中央的P点且恰好处于平衡状态现将平行点且恰好处于平衡状态现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则()A带电油滴将沿竖直方向向上运动带电油滴将沿竖直方向向上运动 B带电油滴将沿竖直方向向下运动带电油滴将沿竖直方向向下运动 CP点的电势将降低点的电势将降低 D电容器的电容减小，电容器

15、的带电量将减小电容器的电容减小，电容器的带电量将减小A 突破点拨突破点拨(1)“平行板电容器与电动势为平行板电容器与电动势为E的直流电源的直流电源(内阻不计内阻不计)连接，下极板接地连接，下极板接地”说明：说明：_ _(2)“带电油滴位于两板中央的带电油滴位于两板中央的P点且恰好处于点且恰好处于平衡状态平衡状态”说明：带电油滴受说明：带电油滴受_而平而平衡衡【变式考法变式考法】(1)在上述题在上述题1中，试分析带电油滴的电势能和中，试分析带电油滴的电势能和重力势能之和如何变化重力势能之和如何变化(2)在上述题在上述题1中，若电容器充电稳定后，断开电源，试分析中，若电容器充电稳定后，断开电源，试

16、分析当电容器下极板竖直向上移动一小段距离后，带电油滴将当电容器下极板竖直向上移动一小段距离后，带电油滴将如何运动，其电势能如何变化如何运动，其电势能如何变化A A 题型三题型三带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动 命题规律：命题规律：带电粒子在电场中的运动是高考的重点和热带电粒子在电场中的运动是高考的重点和热点，题型有选择题和计算题命题规律是：点，题型有选择题和计算题命题规律是：(1)利用运动的合成和分解分析带电粒子的类利用运动的合成和分解分析带电粒子的类抛体运动，考查粒子的运动轨迹，受力情况抛体运动，考查粒子的运动轨迹，受力情况和能量转化和能量转化(2)结合牛顿运动定律，运动学结合牛

17、顿运动定律，运动学方程，动能定理等知识，考查力电综合问题方程，动能定理等知识，考查力电综合问题的分析能力的分析能力 方法点拨：方法点拨：1解决带电粒子在电场中运动问题的一般思路解决带电粒子在电场中运动问题的一般思路(1)选取研究对象；选取研究对象；(2)分析研究对象受力情况；分析研究对象受力情况；(3)分析运动状态和运动过程分析运动状态和运动过程(初始状态及条件，直线运动还初始状态及条件，直线运动还是曲线运动等是曲线运动等)；(4)建立正确的物理模型，恰当选用规律或其他手段建立正确的物理模型，恰当选用规律或其他手段(如图线如图线等等)找出物理量间的关系，建立方程组解题；找出物理量间的关系，建立

18、方程组解题；(5)讨论所得结果讨论所得结果 3粒子在匀强电场中偏转时的两个结论粒子在匀强电场中偏转时的两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再垂直进入同一偏转电场射出时的偏加速后再垂直进入同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的转角度总是相同的(2)粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点为粒子水平位移的中与初速度延长线的交点为粒子水平位移的中点点1(2015安徽卷安徽卷)在在xQy平面内，有沿平面内，有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小轴负方向的匀强电场，场强大小为为E(图中未画出图中未画出

19、)，由，由A点斜射出一质量为点斜射出一质量为m，带电量为，带电量为q的粒子，的粒子，B和和C是粒子运动轨迹上的两点，如图所示，其中是粒子运动轨迹上的两点，如图所示，其中l0为常数，粒子所受重力为常数，粒子所受重力忽略不计求：忽略不计求：(1)粒子从粒子从A到到C过程中电场力对它做的功；过程中电场力对它做的功；(2)粒子从粒子从A到到C过程所经历的时间；过程所经历的时间；(3)粒子经过粒子经过C点时的速率点时的速率 突破点拨突破点拨(1)在匀强电场中，电场力做功用在匀强电场中，电场力做功用W_计算计算(2)粒子在粒子在x轴方向上做轴方向上做_运动，在运动，在y轴轴方向上做方向上做_运动，根据对称

20、性，曲线运动，根据对称性，曲线的最高点在的最高点在_点点【变式考法变式考法】(1)在上述题在上述题1中，求曲线的最中，求曲线的最高点的高点的y坐标坐标(2)在上述题在上述题1中，求粒子在中，求粒子在A点时的速度点时的速度C 处理带电粒子问题的要点处理带电粒子问题的要点 1重力是否可忽略的问题重力是否可忽略的问题 在讨论带电粒子或其他带电体的静止与运动问题时，重力在讨论带电粒子或其他带电体的静止与运动问题时，重力是否要考虑，关键看重力与其他力相比较是否能忽略一是否要考虑，关键看重力与其他力相比较是否能忽略一般来说，除明显暗示外，带电小球、液滴的重力不能忽略，般来说，除明显暗示外，带电小球、液滴的

21、重力不能忽略，电子、质子等带电粒子的重力可以忽略一般可根据微粒电子、质子等带电粒子的重力可以忽略一般可根据微粒的运动状态判断是否考虑重力作用的运动状态判断是否考虑重力作用 2带电粒子在电场中的运动问题的解题技巧带电粒子在电场中的运动问题的解题技巧(1)对于直线运动问题，可根据对粒子的受力分析与运动分对于直线运动问题，可根据对粒子的受力分析与运动分析，从以下两种途径分析：析，从以下两种途径分析：如果是带电粒子在恒定电场力作用下做匀变速直线运动如果是带电粒子在恒定电场力作用下做匀变速直线运动的问题，应用牛顿第二定律求加速度结合运动学公式确的问题，应用牛顿第二定律求加速度结合运动学公式确定带电粒子的

22、速度，位移等定带电粒子的速度，位移等 如果是非匀强电场中的直线运动，一般用动能定理研究如果是非匀强电场中的直线运动，一般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，运动的位移等移等(2)对于曲线运动问题，一般是类平抛运动模型通过用运对于曲线运动问题，一般是类平抛运动模型通过用运动的合成和分解方法处理，通过对带电粒子的受力分析和动的合成和分解方法处理，通过对带电粒子的受力分析和运动分析，应用动力学方法或功能方法求解运动分析，应用动力学方法或功能方法求解 带电粒子在交变电场中的运动问题带电粒子在交变电场中的运动问题热点题源预测热点题源预测考

23、考向向预预测测带电粒子在交变电场中的运动问题涉带电粒子在交变电场中的运动问题涉及受力分析、运动分析，以及对运动及受力分析、运动分析，以及对运动性质，运动轨迹和运动范围的判断性质，运动轨迹和运动范围的判断是对考生应用动力学和功能观点解决是对考生应用动力学和功能观点解决电学问题的综合考查，题型既有选择电学问题的综合考查，题型既有选择题又有计算题题又有计算题解解题题关关键键(1)对于带电粒子在交变电场中的直对于带电粒子在交变电场中的直线运动，一般多以加速、匀速或减速线运动，一般多以加速、匀速或减速交替出现的多运动过程的情景出交替出现的多运动过程的情景出现解决的方法：根据力与运动的现解决的方法：根据力

24、与运动的关系分析带电粒子一个变化周期内相关系分析带电粒子一个变化周期内相关物理量的变化规律借助运动图关物理量的变化规律借助运动图象进行运动过程分析，找出每一运动象进行运动过程分析，找出每一运动过程过程(或阶段或阶段)中相关物理量之间的关中相关物理量之间的关系，进行归纳、总结、推理，寻找带系，进行归纳、总结、推理，寻找带电粒子的运动规律电粒子的运动规律(2)对于带电粒对于带电粒子在交变电场中的曲线运动，解决的子在交变电场中的曲线运动，解决的方法仍然是应用运动的合成与分解的方法仍然是应用运动的合成与分解的方法，把曲线运动分解为两个直线运方法，把曲线运动分解为两个直线运动，然后应用动力学或功能关系加

25、以动，然后应用动力学或功能关系加以解决解决【预测预测】(2016郑州模拟郑州模拟)两块水平平行放置的导体板如图两块水平平行放置的导体板如图甲所示，大量电子甲所示，大量电子(质量为质量为m、电荷量为、电荷量为e)由静止开始，经电由静止开始，经电压为压为U0的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间，当两板均不带电时，这些电子通过正中间射入两板之间，当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为两板之间的时间为3t0；当在两板间加如图乙所示的周期为；当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为、幅值恒为U0的周期性电压时，恰好能使所

26、有电子均从的周期性电压时，恰好能使所有电子均从两板间通过两板间通过(不计电子重力不计电子重力)问：问：(1)这些电子通过两板之间后，侧向位移这些电子通过两板之间后，侧向位移(垂垂直于射入速度方向上的位移直于射入速度方向上的位移)的最大值和最小的最大值和最小值分别是多少？值分别是多少？(2)侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少？电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少？规范答题规范答题 以电场力的方向为以电场力的方向为y轴的正方向，画出电子在轴的正方向，画出电子在t0时和时和tt0时进入电场后沿电场力方向的速度时进入电场

27、后沿电场力方向的速度vy随时间随时间t变化的变化的vyt图图象分别如图中图线象分别如图中图线a和图线和图线b所示，设两平行板之间的距离所示，设两平行板之间的距离为为d.分析可知：在通过偏转电场的过程中，分析可知：在通过偏转电场的过程中，t0时刻进入板间的时刻进入板间的电子侧向位移最大，电子侧向位移最大，tt0时刻进入板间的电子侧向位移最时刻进入板间的电子侧向位移最小小【变式考法变式考法】(2016南京模拟南京模拟)如图甲所示，长为如图甲所示，长为L、间距为、间距为d的两金属板的两金属板A、B水平放置，水平放置，ab为两板的中心线，一个带电为两板的中心线，一个带电粒子以速度粒子以速度v0从从a点水平射入，沿直线从点水平射入，沿直线从b点射出，若将两金点射出，若将两金属板接到如图乙所示的交变电压上欲使该粒子仍能从属板接到如图乙所示的交变电压上欲使该粒子仍能从b点点以速度以速度v0射出，求：射出，求：(1)交变电压的周期交变电压的周期T应满足什么条件？应满足什么条件？(2)粒子从粒子从a点射入金属板的时刻应满足什么条件？点射入金属板的时刻应满足什么条件？对点规范演练对点规范演练逐题对点特训逐题对点特训