三维设计高考物理二轮复习课件广东专版第一部分专题电场市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

专题六专题六 电场电场抓抓基基础础探探技技法法研研考考向向提提能能力力第1页返回返回备考方向要明了备考方向要明了主要问题主要问题综合应用动力学方法和功效关系处理带电粒子在电场中运动问题主要考点主要考点对电场力性质和能性质了解；带电粒子在电场中加速和偏转问题；带电粒子在电场中临界问题主要方法主要方法理想化模型、比值定义法。类比法。运动合成与分解方法第2页返回返回主要策略主要策略在复习本专题时，应“抓住两条根本、明确一类运动、利用两种方法”处理相关问题。两条根本是指相关电场力性质物理量电场强度和能性质物理量电势和电势能；一类运动是指类平抛运动；两种方法是指动力学方法和功效关系第3页返回返回第4页返回返回第5页返回返回第6页返回返回第7页返回返回第8页返回返回第9页返回返回第10页返回返回第11页返回返回第12页返回返回第13页返回返回第14页返回返回3电势能电势能电场力做正功，电荷电场力做正功，电荷(不论正电荷还是负电荷不论正电荷还是负电荷)从电势能较从电势能较大处移向电势能较小处；反之，假如电荷克服电场力做功，大处移向电势能较小处；反之，假如电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小处移向电势能较大处。那么电荷将从电势能较小处移向电势能较大处。第15页返回返回1双选双选空间存在匀强电场，有一电荷量为空间存在匀强电场，有一电荷量为q、质量为、质量为m粒子从粒子从O点以速率点以速率v0射入电场，运动到射入电场，运动到A点时速率为点时速率为2v0。现有另一电荷量为现有另一电荷量为q、质量为、质量为m粒子以速率粒子以速率2v0仍从仍从O点点射入该电场，运动到射入该电场，运动到B点时速率为点时速率为3v0。若忽略重力影响，。若忽略重力影响，则则 ()A在在O、A、B三点中，三点中，B点电势最高点电势最高B在在O、A、B三点中，三点中，A点电势最高点电势最高COA间电势差比间电势差比BO间电势差大间电势差大DOA间电势差比间电势差比BO间电势差小间电势差小第16页返回返回答案：答案：AD第17页返回返回第18页返回返回 对平行板电容器相关物理量对平行板电容器相关物理量Q、E、U、C进行讨论时，进行讨论时，关键在于搞清哪些是变量，哪些是不变量，在变量中哪些关键在于搞清哪些是变量，哪些是不变量，在变量中哪些是自变量，哪些是因变量，明确它们因果关系。普通可把是自变量，哪些是因变量，明确它们因果关系。普通可把这类问题分为两种情况来分析：这类问题分为两种情况来分析：第19页返回返回第20页返回返回第21页返回返回2双选双选如图如图51所表示，两块平行金属板正所表示，两块平行金属板正 对着水平放置，两板分别与电源正、负极对着水平放置，两板分别与电源正、负极 相连。当开关闭合时，一带电液滴恰好静相连。当开关闭合时，一带电液滴恰好静 图图51止在两板间止在两板间M点。则点。则 ()A当开关闭合时，若减小两板间距，液滴仍静止当开关闭合时，若减小两板间距，液滴仍静止B当开关闭合时，若增大两板间距，液滴将下降当开关闭合时，若增大两板间距，液滴将下降C开关再断开后，若减小两板间距，液滴仍静止开关再断开后，若减小两板间距，液滴仍静止D开关再断开后，若增大两板间距，液滴将下降开关再断开后，若增大两板间距，液滴将下降第22页返回返回答案：答案：BC第23页返回返回第24页返回返回1.运动学观点运动学观点指用匀变速运动公式来处理实际问题，普通有两种情况：指用匀变速运动公式来处理实际问题，普通有两种情况：(1)带电粒子初速度方向与电场线共线，则粒子做匀变速直带电粒子初速度方向与电场线共线，则粒子做匀变速直线运动；线运动；(2)带电粒子初速度方向垂直电场线，则粒子做匀变速曲带电粒子初速度方向垂直电场线，则粒子做匀变速曲线运动线运动(类平抛运动类平抛运动)。第25页返回返回2功效观点功效观点首先对带电体受力分析，再分析运动形式，然后再依据详首先对带电体受力分析，再分析运动形式，然后再依据详细情况选取公式计算。细情况选取公式计算。(1)若选取动能定理，则要分清有多少个力做功，是恒力做功若选取动能定理，则要分清有多少个力做功，是恒力做功还是变力做功，同时要明确初、末状态及运动过程中动能还是变力做功，同时要明确初、末状态及运动过程中动能增量。增量。(2)若选取能量守恒定律，则要分清带电体在运动中共有多少若选取能量守恒定律，则要分清带电体在运动中共有多少种能量参加转化，哪些能量是增加，哪些能量是降低。种能量参加转化，哪些能量是增加，哪些能量是降低。第26页返回返回第27页返回返回第28页返回返回第29页返回返回第30页返回返回第31页返回返回第32页返回返回规范解题规范解题由带电粒子运动轨迹能够看出其靠近由带电粒子运动轨迹能够看出其靠近P、Q两两电荷时均受到库仑斥力作用，所以电荷时均受到库仑斥力作用，所以P、Q两点电荷电性相两点电荷电性相同，选项同，选项A错误；因为错误；因为a点等势面比点等势面比b点等势面密，故点等势面密，故a点点场强大，选项场强大，选项B正确；因为两点电荷带等量同种电荷，从正确；因为两点电荷带等量同种电荷，从图像能够看出图像能够看出c点与点与a点电势相等，经判断可知带电粒子在点电势相等，经判断可知带电粒子在a点电势能等于在点电势能等于在c点电势能，选项点电势能，选项C错误；若带电粒子从错误；若带电粒子从b点向点向a点运动，电场力做负功，其电势能增加，动能减点运动，电场力做负功，其电势能增加，动能减小，选项小，选项D正确。故选正确。故选BD。第33页返回返回命题视角命题视角2双选双选(江苏高考江苏高考)一粒子从一粒子从 A 点射入点射入电场，从电场，从 B 点射出，电场等势面和粒子点射出，电场等势面和粒子运动轨迹如图运动轨迹如图54所表示，图中左侧前三所表示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子重力。下个等势面彼此平行，不计粒子重力。下列说法正确有列说法正确有 ()图图54A粒子带负电荷粒子带负电荷B粒子加速度先不变，后变小粒子加速度先不变，后变小C粒子速度不停增大粒子速度不停增大D粒子电势能先减小，后增大粒子电势能先减小，后增大第34页返回返回自主尝试自主尝试依据电场线与等势面垂直并指向电势低等势面，依据电场线与等势面垂直并指向电势低等势面，可大致画出电场线形状，粒子在电场力作用下轨迹向下弯可大致画出电场线形状，粒子在电场力作用下轨迹向下弯曲，依据曲线运动特点，能够说明电场力指向轨迹内侧，曲，依据曲线运动特点，能够说明电场力指向轨迹内侧，与场强方向相反，所以粒子带负电，与场强方向相反，所以粒子带负电，A正确；等势面先是平正确；等势面先是平行等距，后变得稀疏，则电场强度先是匀强电场，后场强行等距，后变得稀疏，则电场强度先是匀强电场，后场强变小，即电场力先不变，后变小，变小，即电场力先不变，后变小，B正确；依据电场力做功正确；依据电场力做功WqU，电场力做负功，所以粒子速度减小，电场力做负功，所以粒子速度减小，C错误；电场错误；电场力一直做负功，由功效关系可知，粒子电势能一直增加，力一直做负功，由功效关系可知，粒子电势能一直增加，所以所以D错误。故选错误。故选AB。第35页返回返回冲关锦囊冲关锦囊 对电场中以电场线、粒子运动轨迹线、等势线对电场中以电场线、粒子运动轨迹线、等势线(等势面等势面)等等为研究对象进行分析或推断带电粒子在电场中运动性质。普为研究对象进行分析或推断带电粒子在电场中运动性质。普通有两种方法：一是依据电场线或等势面分布情况确定电场通有两种方法：一是依据电场线或等势面分布情况确定电场强弱，借助电场线方向判断电势高低，由粒子电性和运动轨强弱，借助电场线方向判断电势高低，由粒子电性和运动轨迹判断电场力做正功还是负功，从而确定电势能和动能改变迹判断电场力做正功还是负功，从而确定电势能和动能改变情况；二是依据情况；二是依据“轨迹向合外力方向弯曲轨迹向合外力方向弯曲”，由题给带电粒子，由题给带电粒子电性及轨迹偏转方向去确定电场力方向，然后结合运动路径电性及轨迹偏转方向去确定电场力方向，然后结合运动路径判断电场力做功情况，以及电势能和动能改变情况。判断电场力做功情况，以及电势能和动能改变情况。第36页返回返回第37页返回返回命题视角命题视角1 (福建高考福建高考)反射式速调管是惯用微反射式速调管是惯用微波器件之一，它利用电子团在电场中振荡波器件之一，它利用电子团在电场中振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。如图如图55所表示，在虚线所表示，在虚线MN两侧分别存在着方两侧分别存在着方向相反两个匀强电场，一带电微粒从向相反两个匀强电场，一带电微粒从A点由点由静止开始，在电场力作用下沿直线在静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点两点 图图 55间往返运动。已知电场强度大小分别是间往返运动。已知电场强度大小分别是E12.0103 N/C和和E24.0103 N/C，方向如图所表示，带电微粒质量，方向如图所表示，带电微粒质量m1.01020 kg，带电量，带电量q1.0109C，A点距虚线点距虚线MN距离距离d11.0 cm，不计带电微粒重力，忽略相对论效应。求：不计带电微粒重力，忽略相对论效应。求：第38页返回返回(1)B点距虚线点距虚线MN距离距离d2；(2)带电微粒从带电微粒从A点运动到点运动到B点所经历时间点所经历时间t。第39页返回返回第40页返回返回答案答案(1)0.50 cm(2)1.5108 s第41页返回返回命题视角命题视角2 如图如图56所表示，虚线所表示，虚线MN下方存在竖直向下方存在竖直向上匀强电场，场强大小上匀强电场，场强大小E2103 V/m，电，电场区域上方有一竖直放置长为场区域上方有一竖直放置长为L0.5 m轻质轻质绝缘细杆，细杆上下两端分别固定一个带电绝缘细杆，细杆上下两端分别固定一个带电小球小球A、B，它们质量均为，它们质量均为m0.01 kg，A球带正电，球带正电，图图56电荷量为电荷量为q12.5104 C；B球带负电，电荷量为球带负电，电荷量为q25105 C，B球到球到MN距离距离h0.05 m。现将轻杆由静止释放。现将轻杆由静止释放(g取取10 m/s2)，求：，求：第42页返回返回(1)B球进入匀强电场、球进入匀强电场、A球未进入匀强电场过程球未进入匀强电场过程B球加速度球加速度大小；大小；(2)小球从开始运动到小球从开始运动到A球刚进入匀强电场过程时间；球刚进入匀强电场过程时间；(3)B球向下运动离球向下运动离MN最大距离。最大距离。第43页返回返回第44页返回返回第45页返回返回答案答案(1)15 m/s2(2)0.3 s(3)1.3 m第46页返回返回冲关锦囊冲关锦囊 处理带电粒子在电场中运动问题。首先要注意区分不一样物理过处理带电粒子在电场中运动问题。首先要注意区分不一样物理过程，搞清在不一样过程中粒子受力情况和运动情况。在解题时主要能程，搞清在不一样过程中粒子受力情况和运动情况。在解题时主要能够从以下两条线索展开：够从以下两条线索展开：(1)力和运动关系力和运动关系依据带电粒子受到电场力，用牛顿第二依据带电粒子受到电场力，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速度、位移定律找出加速度，结合运动学公式确定带电粒子速度、位移 等，这条线索通常适合用于受恒力作用下做匀变速直线运动情况。等，这条线索通常适合用于受恒力作用下做匀变速直线运动情况。(2)功和能关系功和能关系依据电场力对带电粒子所做功引发带电粒子依据电场力对带电粒子所做功引发带电粒子 能量改变，利用动能定理研究全过程中能转化，研究带电粒能量改变，利用动能定理研究全过程中能转化，研究带电粒 子速度改变、经历位移等。这条线索也适合用于非匀强电场。子速度改变、经历位移等。这条线索也适合用于非匀强电场。第47页返回返回第48页返回返回命题视角命题视角1 如图如图57所表示，水平放置平行板电所表示，水平放置平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它容器，原来两板不带电，上极板接地，它极板长极板长L0.1 m，两板间距离，两板间距离d0.4 cm，有一束由相同微粒组成带电粒子流以相有一束由相同微粒组成带电粒子流以相 图图57同初速度从两板中央平行于极板射入，因为重力作用粒子能同初速度从两板中央平行于极板射入，因为重力作用粒子能落到下极板上，已知粒子质量落到下极板上，已知粒子质量m2.0106 kg，电荷量，电荷量q1.0108 C，电容器电容，电容器电容C1.0106 F，若第一个粒子刚好落，若第一个粒子刚好落到下极板中点到下极板中点O处，取处，取g10 m/s2。求：。求：第49页返回返回(1)则带电粒子入射初速度大小；则带电粒子入射初速度大小；(2)两板间电场强度为多大时，带电粒子能刚好落在下极两板间电场强度为多大时，带电粒子能刚好落在下极板右边缘板右边缘B点；点；(3)落到下极板上带电粒子总个数。落到下极板上带电粒子总个数。第50页返回返回第51页返回返回第52页返回返回答案答案(1)2.5 m/s(2)1.5103 V/m(3)601个个第53页返回返回命题视角命题视角2 如图如图58所表示直角坐标系中，在所表示直角坐标系中，在直线直线x2l0到到y轴区域内存在着两个大轴区域内存在着两个大小相等、方向相反有界匀强电场，其小相等、方向相反有界匀强电场，其中中x轴上方电场方向沿轴上方电场方向沿y轴负方向，轴负方向，x轴轴 图图58下方电场方向沿下方电场方向沿y轴正方向。在电场左边界上轴正方向。在电场左边界上A(2l0，l0)到到C(2l0，0)区域内，连续分布着电量为区域内，连续分布着电量为q、质量为、质量为m粒子。粒子。从某时刻起由从某时刻起由A点到点到C点间粒子，依次连续以相同速点间粒子，依次连续以相同速第54页返回返回度度v0沿沿x轴正方向射入电场。若从轴正方向射入电场。若从A点射入粒子，恰好从点射入粒子，恰好从y轴轴上上A(0，l0)沿沿x轴正方向射出电场，其轨迹如图虚线所表示。轴正方向射出电场，其轨迹如图虚线所表示。不计粒子重力及它们间相互作用。不计粒子重力及它们间相互作用。(1)求匀强电场电场强度求匀强电场电场强度E；(2)求在求在AC间还有哪些位置粒子，经过电场后也能沿间还有哪些位置粒子，经过电场后也能沿x轴正方轴正方向运动？向运动？第55页返回返回第56页返回返回第57页返回返回第58页返回返回冲关锦囊冲关锦囊 对于带电粒子在电场中做曲线运动问题，普通以类平抛对于带电粒子在电场中做曲线运动问题，普通以类平抛运动模型较多，处理这类问题又常以运动合成与分解方法处运动模型较多，处理这类问题又常以运动合成与分解方法处理。经过对带电粒子运动和受力分析，借助运动合成与分解，理。经过对带电粒子运动和受力分析，借助运动合成与分解，寻找两个方向分运动，再应用牛顿运动定律或运动学规律求寻找两个方向分运动，再应用牛顿运动定律或运动学规律求解。同时还要注意，当带电粒子从一个电场区域进入到另一解。同时还要注意，当带电粒子从一个电场区域进入到另一个电场区域时，要注意分析带电粒子运动改变规律及两区域个电场区域时，要注意分析带电粒子运动改变规律及两区域电场交界处相关联物理量，因为这些关联量是处理问题主要电场交界处相关联物理量，因为这些关联量是处理问题主要突破口。突破口。第59页返回返回第60页返回返回命题视角命题视角1 (安徽高考安徽高考)如图如图59甲所表示，两平行正正确金属板甲所表示，两平行正正确金属板A、B间加有如图乙所表示交变电压，一重力可忽略不计带正电粒子间加有如图乙所表示交变电压，一重力可忽略不计带正电粒子被固定在两板正中间被固定在两板正中间P处。若在处。若在t0时刻释放该粒子，粒子会时时刻释放该粒子，粒子会时而向而向A板运动，时而向板运动，时而向B板运动，并最终打在板运动，并最终打在A板上。则板上。则t0可能可能属于时间段是属于时间段是 ()图图59第61页返回返回第62页返回返回第63页返回返回命题视角命题视角2 在金属板在金属板A、B间加上如图间加上如图510乙所表示大小不变、乙所表示大小不变、方向周期性改变交变电压方向周期性改变交变电压U0，其周期为，其周期为T。现有电子以平。现有电子以平行于金属板速度行于金属板速度v0从两板中央射入。已知电子质量为从两板中央射入。已知电子质量为m，电荷量为电荷量为e，不计电子重力，求：，不计电子重力，求：图图510第64页返回返回(1)若电子从若电子从t0时刻射入，在半个周期内恰好能从时刻射入，在半个周期内恰好能从A板板边缘飞出，则电子飞出时速度大小为多少？边缘飞出，则电子飞出时速度大小为多少？(2)若电子从若电子从t0时刻射入，恰能平行于金属板飞出，则金时刻射入，恰能平行于金属板飞出，则金属板最少为多长？属板最少为多长？(3)若电子恰能从两板中央平行于板飞出，电子应从哪一时若电子恰能从两板中央平行于板飞出，电子应从哪一时刻射入？两板间距最少为多大？刻射入？两板间距最少为多大？第65页返回返回第66页返回返回第67页返回返回第68页返回返回冲关锦囊冲关锦囊 对于带电粒子在交变电场中直线运动，普通多以加速、对于带电粒子在交变电场中直线运动，普通多以加速、减速交替出现多过程情况较多。处理方法主要依据运动学减速交替出现多过程情况较多。处理方法主要依据运动学或动力学认真分析清楚其中一个完整过程，有时也可借助或动力学认真分析清楚其中一个完整过程，有时也可借助vt图像进行运动过程分析，并找出各个过程间主要物理图像进行运动过程分析，并找出各个过程间主要物理量间关系，进行归纳、推理，从而寻找其运动规律再进行量间关系，进行归纳、推理，从而寻找其运动规律再进行分段处理求解。分段处理求解。对于带电粒子在交变电场中曲线运动，处理方法依然对于带电粒子在交变电场中曲线运动，处理方法依然是应用运动合成与分解方法，把曲线运动分解为两个直线是应用运动合成与分解方法，把曲线运动分解为两个直线运动，再分别用直线运动规律加以处理。运动，再分别用直线运动规律加以处理。第69页返回返回点击下列图进入点击下列图进入第70页