高考物理大二轮复习专题三电场和磁场电场及带电粒子在电场中的运动课件.ppt

2019-7-18
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互抵消为零，B、E 两电荷在 O 点的合场强为2ak2q，方向为由 O 指向 B；C、F 两电荷在 O 点的合场强为2ak2q，方向为由 O 指向 F， 矢量合成后 O 点的场强大小为2ak2q，方向由 O 指向 A，故 C 正确．若 将正电荷从 M 点沿直线移动到 N 点，垂直 MN 方向上的电场力 一直不做功，竖直方向上电场力先做负功，后做正功，由对称性 可知所做总功一定为零，正电荷的电势能先增大后减小，D 错误．
[答案] D
2019-7-18
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(1)电容器始终和电源连接，U 不变：C＝4εkrπSd∝εdrS，Q＝CU ＝4UkεπrSd∝εdrS，E＝Ud ∝1d.①d 减小→C 增大→Q 增大→E 增大；② S 减小→C 减小→Q 减小→E 不变；③εr减小→C 减小→Q 减少→E 不变．
2019-7-18
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A．θ 增大，E 增大 B．θ 增大，Ep 不变 C．θ 减小，Ep 增大 D．θ 减小，E 不变 [思路引领] 电容器与电源断开，电荷量不变，上极板向下 移动一小段距离，C 变化，从而引起两极板间的电势差发生变 化．极板间距离的变化不影响场强 E，结合 A 点的位置可判断 Ep 的变化情况．
2019-7-18
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[解析] 若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离， 根据 C＝4επrSkd可知，C 变大；根据 Q＝CU 可知，在 Q 一定的情 况下，两极板间的电势差减小，则静电计指针偏角 θ 减小；根据 E＝Ud ，Q＝CU，C＝4επrSkd，联立可得 E＝4πεrkSQ，可知 E 不变；A 点离下极板的距离不变，E 不变，则 A 点与下极板的电势差不变， A 点的电势不变，故 Ep 不变；由以上分析可知，选项 D 正确．
特点．
(2)掌握判断电势能的大小和电势的高低的方
法．
(3)掌握等势面特点和电场强度与电势关系：等
势面与电场线垂直；等势面越密，电场强度越
大；电场强度方向就是电势降低最快的方向． 2.研究电场的思想与方法 建立电场中匀加速运动、类平抛运动模型的方
法，类比的思想． 3.易错点归纳 (1)电场强度与电势无直接关系；(2)注意电容器 与电源连接与断开的两种情况；(3)应用 ε＝qφ 比较电势能时，注意 q 为负值时的情况.
[答案] C
2019-7-18
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3．(2018·全国大联考押题卷)(多选)如图所示，虚线为某电场 中的三条电场线 1、2、3，实线表示某带电粒子仅在电场力作用 下的运动轨迹，a、b 是轨迹上的两点，则下列说法中正确的是 ()
A．粒子在 a 点的加速度大小小于在 b 点的加速度大小 B．粒子在 a 点的电势能大于在 b 点的电势能 C．粒子在 a 点的速度大小大于在 b 点的速度大小 D．a 点的电势高于 b 点的电势
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b 点的电势能，在 a 点的速度小于在 b 点的速度，B 项正确，C 项错误．由于电场线的方向不能确定，故无法判断 a、b 两点电 势的高低，D 项错误．
[答案] AB
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根据运动轨迹判断粒子的受力及运动情况 (1)确定受力方向的依据 ①曲线运动的受力特征：带电粒子受力总指向曲线的凹侧； ②电场力方向与场强方向的关系：正电荷的受力方向与场强 方向同向，负电荷则相反； ③场强方向与电场线或等势面的关系：电场线的切线方向或 等势面的法线方向为电场强度的方向．
板
块
专题突破复习
一
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1
专
题
电场和磁场
三
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第一讲
电场及带电粒子在电场中的运动
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知识网络构建 Z
结网建体 把脉考向
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[知识建构]
[高考调研] 1.掌握电场的“3 个要点” (1)掌握几种常见电场的电场线、等势面的分布
E 的大小由场源 在非匀强电场 电荷 Q 的电荷量 中可定性应 和研究点到场源 用，比较电势 电荷的距离 r 决定 差的大小
2019-7-18
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(2)电场力做功的计算方法 ①WAB＝qUAB(普遍适用)． ②W＝qElcosθ(适用于匀强电场)． ③WAB＝－ΔEp＝EpA－EpB(从能量角度求解)． ④W 电＋W 非电＝ΔEk(由动能定理求解)．
2019-7-18
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[解析] 由题图知 a 处电场线比 b 处稀疏，即 Ea<Eb，由牛 顿第二定律知 qE＝ma，则粒子在 a 点的加速度大小小于在 b 点 的加速度大小，A 项正确。由粒子做曲线运动的条件知粒子受到 指向轨迹凹侧的电场力，且电场线上某点电场力的方向一定沿该 点电场线的切线方向，若粒子由 a 向 b 运动，其运动方向与其所 受电场力方向成锐角，电场力做正功，电势能减小，动能增加， 速度增大；若粒子由 b 向 a 运动，其运动方向与其所受电场力方 向成钝角，电场力做负功，电势能增加，动能减小，速度减小， 即不论粒子的运动方向和电性如何，粒子在 a 点的电势能大于在
依据电势 能的高低
正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电 势较低处电势能大
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核心要点突破 H
透析重难 题型突破
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考向一 对电场性质的理解
[归纳提炼]
电场强度、电势、电势能的表达式及特点对比
表达式
特点
电场 E＝Fq，E＝ 强度 kQr2，E＝Ud
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[迁移运用] 1．(2018·福建漳州八校联考) (多选)如图所示，六个点电荷分 布在边长为 a 的正六边形 ABCDEF 的六个顶点处，在 B、F 处的 电荷的电荷量为－q，其余各处电荷的电荷量均为＋q，MN 为正 六边形的一条中线，则下列说法正确的是( )
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(3)电势高低的判断方法
判断角度
判断方法
依据电场线方向 沿电场线方向电势逐渐降低
依据电场力做功 根据 UAB＝WqAB，将 WAB、q 的正负号代入，
由 UAB 的正负判断 φA、φB 的高低
依据场源电 荷的正负
取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正 值，负电荷周围电势为负值，靠近正电荷处 电势高，靠近负电荷处电势低
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A．a 点电势高于 b 点电势 B．a 点场强小于 b 点场强 C．将电子从 a 点移动到 c 点，电场力做正功 D．将电子从 d 点移动到 b 点，电势能不变
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[解析] 根据电场线的性质可画出沿 x 轴的电场线，从 b 指 向 a，又由沿电场线方向电势逐渐降低可知，b 点的电势高于 a 点的电势，选项 A 错误；a 点的电场强度大于 b 点的电场强度， 选项 B 错误；由于 c 点的电势高于 a 点的电势，将电子从 a 点移 动到 c 点，电场力做正功，选项 C 正确；由于 d 点的电势高于 b 点的电势，将电子从 d 点移动到 b 点，电场力做负功，电势能增 大，选项 D 错误．
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[答案] (1)电场强度三公式的异同及选择原则
定义式
决定式
计算式
表达式
E＝Fq
E＝krQ2
适用 任何电场(通用 真空中点电荷的
条件 计算式)
电场
Q、q、d 意义
q
为试探电荷
Q 为场源电荷
E＝Ud 匀强电场
d 为沿场强方 向的距离
注意
E 的大小和方 向与检验电荷 的电荷量和电 性以及存在与 否无关
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A．M、N 两点的电场强度相同 B．M、N 两点的电势相等 C．在中心 O 处，电场强度大小为2ak2q，方向由 O 指向 A D．沿直线从 M 到 N 移动正电荷时，正电荷的电势能先减小 后增大
2019-7-18
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[解析] B、C、F、E 点的电荷在 M、N 两点的合场强大小 相等，方向均水平向左；A、D 点的电荷在 M 点的合场强方向竖 直向上，在 N 点的合场强方向竖直向下，且大小相等．场强是矢 量，场强的合成遵循平行四边形定则，故六个点电荷在 M 点的 合场强斜向左上方，N 点的合场强斜向左下方，M、N 两点场强 大小相等，方向不同，故 A 错误．M、N 两点均在 B、C 两电荷 和 E、F 两电荷形成的等势面上，也在 A 电荷形成的同一个等势 面上，同时也在 D 电荷形成的同一个等势面上，电势是标量，故 M、N 两点电势相等，故 B 正确．A、D 两电荷在 O 点的场强相
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A．vM＜vN，aM＜aN
B．vM＜vN，φM＜φN
C．φM＜φN，EpM＜EpN D．aM＜aN，EpM＜EpN
[思路引领] (1)粒子虽然不知运动方向，但可以假设由 M 向
N 运动，然后根据粒子轨迹弯曲方向，判断电场力做功情况．
(2)粒子带负电，可根据 Ep＝qφ 判断电势高低．
[答案] BC
2019-7-18
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2．(2018·郑州第二次质量预测)如图所示，真空中两等量异 种点电荷 Q1、Q2 固定在 x 轴上，其中 Q1 带正电．三角形 acd 为 等腰三角形，cd 边与 x 轴垂直且与 x 轴相交于 b 点，则下列说法 正确的是( )
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2019-7-18
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[解析] 由粒子轨迹弯曲方向及电场线分布情况可知，粒子 所受电场力方向沿电场线切线方向，设粒子由 M 向 N 运动，则 速度方向沿轨迹切线方向，电场力方向与粒子速度方向的夹角为 钝角，电场力做负功，电势能增大，动能减小，所以 vM>vN， EpM<EpN，A、B 项错误；电场线疏密程度表示电场强度大小，故 粒子在 M 点所受电场力的大小小于在 N 点所受电场力的大小， 由牛顿第二定律可知，aM<aN，D 项正确；由于电场线方向如图 所示，所以 M 点电势较 N 点的高，C 项错误．
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2.平行板电容器动态问题的分析思路
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如图所示，平行板电容器两极板带有等量异种电 荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地．在 两极板间有一固定在 A 点的点电荷，以 E 表示两极板间的电场强 度，Ep 表示点电荷在 A 点的电势能，θ 表示静电计指针的偏角．若 保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位 置，则( )
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(2)比较加速度大小的依据：电场线或等差等势面越密⇒E 越 大⇒F＝qE 越大⇒a＝qmE越大．
(3)判断加速或减速的依据：电场力与速度成锐角(钝角)，电 场力做正功(负功)，速度增加(减小).
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考向二 平行板电容器问题
[归纳提炼]
[答案] D
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电场性质的判断方法 (1)电场强度 ①根据电场线的疏密程度进行判断． ②根据等差等势面的疏密程度进行判断． ③根据 E＝kQr2结合矢量合成进行判断.
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(2)电势 ①由沿电场线方向电势逐渐降低进行判断． ②由 φ＝Eqp进行判断． (3)电势能 ①根据电场力做功判断． ②根据 Ep＝qφ 判断.
电势 φ＝Eqp
矢量，由电场本身决定，电场 线越密电场强度越大
标量，与零电势点的选择有关， 沿电场线电势逐渐降低
电势 Ep＝qφ，ΔEp 标量，电场力做正功，电势能
能 ＝－W 电
减小
2019-7-18
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(2018·天津卷)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 轨迹，设 M 点和 N 点的电势分别为 φM、φN，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( )
1．两个电容公式的比较
公式 公式类别 适用范围
制约因素
C＝UQ＝ΔΔQU
定义式
任何电容
电容器本身(不能说 C 与 Q 成正比，与 U 成反比)
C＝4επrSkd
决定式
仅对平行 板电容器 适用
Hale Waihona Puke 与极板的正对面积 S、 距离 d、电介质的相对介 电常数 εr 有关，C∝εdrS
2019-7-18
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