高中物理(沪科版)选修31课件：章末归纳提升2

2．电势能的变化可以根据电场力所做的功来判断．电场 力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加．
(2012·山东高考)图 2－1 中虚线为一组间距相等 的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷．一带电粒子以一 定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨 迹，a、b、c 三点是实线与虚线的交点．则该粒子( )
(2012·全国新课标)如图 2－3，平行板电容器的 两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若 一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过 程中，该粒子( )
图 2－3
A．所受重力与电场力平衡 B．电势能逐渐增加 C．动能逐渐增加 D．做匀变速直线运动
【解析】 对带电粒子受力分析如图所示，F 合≠0，则 A 错．由图可知电场力与重力的合力与 v0 应反向，F 合对粒 子做负功，其中 mg 不做功，Eq 做负功，故粒子动能减少， 电势能增加，故 B 正确 C 错误．F 合恒定且 F 合与 v0 方向相 反，粒子做匀减速运动，D 项正确．
处理这类问题常用的方法： ①由牛顿第二定律和运动学公式求解； ②由动能定理分析． (2)偏转 带电粒子以速度 v0 垂直电场线的方向入射，受到恒定的 与初速度方向垂直的电场力的作用，而做匀变速曲线运动， 也称为类平抛运动，应用运动的合成与分解的方法分析求解． 2．带电粒子在非匀强电场运动，往往利用动能定理(或 能量守恒)来分析解决比较方便．
【解析】 由于只有一条电场线，故不一定是匀强电场， A、B 错；正电荷从低电势向高电势运动，电场力做负功， 电势能增加，动能减少，选项 C 正确．
【答案】 C
带电粒子(或带电体)在电场中的运动问题
1．带电粒子在匀强电场中运动 (1)直线运动 带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场，受到的电场 力与运动方向一致，若电场力的方向与带电粒子初速度方向 相同，粒子做加速运动；若电场力方向与带电粒子的初速度 方向相反，粒子做减速运动．
电场力的性质和能的性质 1.电场强度是描述电场中某点力的性质的物理量，而电 势是描述电场中某点能的性质的物理量．它们之间没有直接 的关系．具体地说，场强大的地方，电势不一定高，场强小 的地方电势不一定低．反过来，电势高的地方场强不一定大， 电势低的地方场强也不一定小．电场强度和电势的大小判断 一般借助于电场线．电场线的疏密程度反映电场的强弱，电 场线在某点的切线方向表示该点的场强方向．沿着电场线的 方向，电势逐渐降低．
图 2－1
A．带负电 B．在 c 点受力最大 C．在 b 点的电势能大于在 c 点的电势能 D．由 a 点到 b 点的动能变化大于由 b 点到 c 点的动能 变化
【解析】 物体做曲线运动时，合力方向指向轨迹的凹
侧，说明粒子带正电，A 错误；由库仑定律 F＝kqr1q2 2知离圆 心越远，粒子所受的力越小，B 错误；粒子从 b 点到 c 点过 程中，静电力做正功，电势能减小，C 正确；点电荷的等势 面与虚线重合，依题意得 Uab＞Ubc，又电场力做功 W＝qU， 则 Wab＞Wbc，由动能定理得粒子由 a 点到 b 点的动能变化大 于由 b 点到 c 点的动能变化，D 正确．
【答案】 BD
2．(2012·澄迈高二检测)如图 2－4 所示，abcd 是一个正 方形盒子．cd 边的中点有一个小孔 e.盒子中有沿 ad 方向的 匀强电场．一个质量为 m 带电粒子从 a 处的小孔沿 ab 方向 以初速度 v0 射入盒内，并恰好从 e 处的小孔射出．求：(1) 该带电粒子从 e 孔射出时的速度大小．
【答案】 CD
1．如图 2－2 所示，a、b、c 为电场中同一条电场线上 的三点，其中 c 为 ab 的中点．已知 a、b 两点的电势分别为 φa＝－2 V，φb＝8 V，则下列叙述正确的是( )
图 2－2 A．该电场在 c 点处的电势一定为 5 V B．a 点处的场强 Ea 一定小于 b 点处的场强 Eb C．正电荷从 a 点运动到 b 点的过程中电势能一定增大 D．正电荷只受电场力作用从 a 点运动到 b 点的过程中 动能一定增大
(2)a 到 e 过程，根据动能定理得：
W 电＝12mv2e－12mv20＝8mv20 (3)W＝qEl＝8mv02 得 E＝8mqlv20 【答案】 (1) 17v0 (2)8mv20 (3)8mqlv20
(2)该过程中电场力对该带电粒子做的功． (3)若正方形的边长为 l，求电场强度．(忽略粒子重力的 作用)
图 2－4
【解析】 (1)把 ve 正交分解，其水平分速度为 v0 和竖 直分速度为 vy.直初速为零的匀加速：l＝v2yt
②
由①②得：vy＝4v0 所以有：ve＝ v20＋v2y＝ 17v0