1、专题整合突破,专题三 电场和磁场,第8讲 电场及带电粒子在电场中的运动,微 网 构 建,高 考 真 题,1(2018全国，16)如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab5cm，bc3cm，ca4cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则 ( ),D,2(多选)(2018全国，21)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。下列说法正确的是 ( ) A平面c上的电势为零 B该电子可能到达不了平面f C该
2、电子经过平面d时，其电势能为4eV D该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍,AB,解析 A对：因等势面间距相等，由UEd得相邻虚线之间电势差相等，由a到d，eUad6eV，故Uad6V； 各虚线电势如图所示，因电场力做负功，故电场方向向右，沿电场线方向电势降低，c0。,BD,4(多选)(2018全国，21)如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平；两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b，它们由静止开始运动。在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b间的相互作用和重力可忽略。
3、下列说法正确的是 ( ) Aa的质量比b的大 B在t时刻，a的动能比b的大 C在t时刻，a和b的电势能相等 D在t时刻，a和b的动量大小相等,BD,5(2018北京，19)研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是 ( ) A实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电,B实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小 C实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大,A,6(2018天津，3)如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动
4、轨迹，设M点和N点的电势分别为M、N，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是 ( ) AvMvN，aMaN BvMvN，MN CMN，EpMEpN DaMaN，EpMEpN,D,解析 因为N点的电场线密，所以场强大，受到的电场力大，加速度大，即aMN。又由Epq知，带负电粒子在电势越低的位置，具有的电势能越大，即EpMvN。若带负电粒子由N向M运动过程中电场力做正功，则动能增大，也可得vMvN，故选D。,7(2018江苏，5)如图所示，水平金属板A、B分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态。现将B板右端向下移动一小段距
5、离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴 ( )A仍然保持静止 B竖直向下运动 C向左下方运动 D向右下方运动,D,8(2018北京，24(1)静电场可以用电场线和等势面形象描述。 a请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式； b点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S1、S2到点电荷的距离分别为r1、r2。我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小，请计算S1、S2上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2。,热 点 聚 焦,热点一 电场性质的理解与应用,3电势能变化的判断 (1)根据电荷电势能公式判断，Epq，代数时注意正、负号，Ep值的正、负代表大小。 (2)根据
6、电场力做功判断。若电场力对电荷做正功，电势能减少；反之则增加，即WABEp。 (3)根据能量守恒定律判断。电场力做功的过程是电势能和其他形式的能相互转化的过程，若只有电场力做功，电的电势能与动能相互转化，而总和应保持不变。即当动能增加时，电势能减少。,(多选)(2018山东省青岛市二模)如图所示，两个带等量正电的点电荷分别位于x轴上的P、Q两点，其位置关于坐标原点O对称，圆弧曲线是一个以O点为圆心的半圆，c点为半圆与y轴的交点，a、b两点为一平行于x轴的直线与半圆的交点，下列说法正确的是 ( ),典例 1,AD,解析 结合等量同号正电荷的电场分布特点图可知，a，b两点关于两点电荷的连线的中垂线
7、对称，a、b两点电势相同，A正确；电场强度的方向沿电场线的切线方向，由图可知，a、b两点的电场强度的方向不同，故B错误；,方法总结两个等量点电荷的电场强度分布特点,类题演练1(多选)(2018广东省梅州市高三下学期二模)如图(a)所示，A、B、C三点是在等量同种正电荷连线垂线上的点，一个带电量为q，质量为m的点电荷从C点由静止释放，只在电场力作用下其运动的vt图象如图(b)所示，运动到B点处对应的图线的切线斜率最大(图中标出了该切线)，其切线斜率为k，则 ( ),BC,1静电力做功的求解方法 (1)由功的定义式WFlcos来求 (2)利用结论“电场力做功等于电荷电势能增量的负值”来求，即WEp
8、 (3)利用WABquAB来求 2电场中功能关系的理解及应用方法 (1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变 (2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变 (3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化 (4)所有力对物体所做的功等于物体动能的变化,热点二 电场中功能关系的综合应用,(2018山东省淄博、莱芜高三下学期模拟)如图所示，竖直固定的光滑绝缘细杆上O点套有一个电荷量为q的小环，在杆的左侧固定一个电荷量为Q的点电荷，杆上a、b两点与Q正好构成等边三角形，c是ab的中点。使小环从O点无初速度释放，小环通过a点的速率为v。若已知abOal，静电力常量为
9、k，重力加速度为g。则 ( ),典例 2,D,类题演练2(2018吉林省实验中学高三下学期模拟)如图甲所示，在光滑水平桌面内xOy直角坐标系中x轴上方区域存在水平向右的匀强电场，一带电小球以某一初速度开始运动，先后与坐标轴相交于a、b两点，图中虚线为其运动轨迹线。已知b点电势为零，由此可知 ( ),C,A小球带正电 B小球从a运动到b的过程中，重力势能减小，电势能增加，动能减少 C小球从a运动到b的过程中，电势能增加量等于动能减少量 D电势沿x轴方向变化图象如图乙所示 解析 由小球的运动轨迹可知，小球受到的电场力方向向左，与电场强度方向相反，故小球带负电，故A错误；小球在水平桌面上从a运动到b
10、的过程中，重力不做功，重力势能不变，电场力做负功，电势能增加，故动能减小，故B错误，C正确；x图象的切线斜率表示电场强度，而该电场是匀强电场，故图乙错误，故D错误；故选C。,热点三 平行板电容器的动态分析,(多选)(2018河南省开封市高三下学期5月模拟)电源、开关S、定值电阻R1、R2、光敏电阻R3和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置。当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻R3时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点，当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值变小，则 ( ) A液滴向下运动 B液滴向上运动 C电容器所带电荷量减少 D电容器两极板间电压变大,典例 3,BD,解析
11、 当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值变小，电路中电流增大，R1两端间的电压增大，电容器的电压增大，板间场强增大，液滴所受的电场力增大，液滴向上运动。故A错误，BD正确；电容器的电压增大，电容不变，由QCU知，电容器所带电荷量增大。故C错误。,类题演练3(2018吉林省实验中学高三下学期模拟)如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管(正向通电时可以理解为短路，反向通电时可理解为断路)连接，电源正极接地。初始电容器不带电，闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是 ( ) A上极板上移，带电油滴向下运动 B上极板上移，P点电势升高 C上极板下移，
12、带电油滴向下运动 D上极板下移，P点电势升高,D,1带电粒子在电场中受力分析时的注意事项 (1)对于电子、质子、粒子、其他原子核或正、负离子等带电粒子，均可不计重力作用，在解题时没有特殊说明可忽略重力 (2)对于带电液滴、带电小球、带电尘埃等，重力一般不能忽略，但重力mg远小于电场力qE时，也可忽略重力 (3)根据题意进行分析，有些问题中隐含着忽略重力的信息，或考虑重力后题目无法解答，这时也应忽略重力,热点四 带电粒子在电场中的运动,2带电粒子在电场中的加速 (1)匀强电场中，v0与E平行时，优先用功能关系求解，若不行，则用牛顿第二定律和运动学公式 (2)非匀强电场中，只能用功能关系求解 3带
13、电粒子在匀强电场中的偏转(v0垂直于E的方向)，如图所示,(2018山东省潍坊市高三下学期一模)如图所示，两竖直虚线间距为L，之间存在竖直向下的匀强电场。自该区域左侧的A点将质量为m、电荷量分别为q和q(q0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿水平方向射出，小球进入电场区域，并从该区域的右边界离开。已知N离开电场时的位置与A点在同一高度，M刚离开电场时的动能为刚进入电场时动能的8倍，不计空气阻力，重力加速度大小为g，已知A点到左边界的距离也为L。,典例 4,(1)求该电场的电场强度大小； (2)求小球射出的初速度大小； (3)要使小球M、N离开电场时的位置之间的距离不超过L，仅改变两小球的相同射出速度，求射出速度需满足的条件。,类题演练4(2018黑龙江省哈尔滨市二模)如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0，电容器板长l10cm，板间距离d10cm，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是L10cm，在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示。(每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)求：(1)在t0.06s时刻，电子打在荧光屏上的何处； (2)荧光屏上有电子打到的区间有多长。,
