《2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題07 電場(chǎng)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題07 電場(chǎng)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)案（21頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 專題07 電場(chǎng)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)： 考情分析： 電場(chǎng)的基本概念、電場(chǎng)的基本性質(zhì)是近幾年高考的熱點(diǎn)，考查的內(nèi)容主要有電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的計(jì)算、電勢(shì)、電勢(shì)能的比較、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系等，高考中主要以選擇題的形式出現(xiàn)，題目難度適中。復(fù)習(xí)中應(yīng)注意以下幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)：電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加、電勢(shì)、等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系、電場(chǎng)力做功與電荷電勢(shì)能的變化等。 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題有機(jī)結(jié)合了力學(xué)知識(shí)和電學(xué)知識(shí)，能最大限度地考查受力分析、運(yùn)動(dòng)過程分析和功能關(guān)系分析等基本思維能力，是每年高考的必考內(nèi)容。復(fù)習(xí)中要注意能量守恒定律的理解，注意對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)過程的分析等。 重點(diǎn)知識(shí)梳理：

2、 一、庫(kù)侖定律的應(yīng)用 1．真空中兩點(diǎn)電荷間庫(kù)侖力的大小由公式F＝k計(jì)算，方向由同種電荷相斥，異種電荷相吸判斷． 2．兩帶電體間的庫(kù)侖力是一對(duì)作用力與反作用力． 二、電場(chǎng)強(qiáng)度的三個(gè)公式 1．E＝是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，適用于任何電場(chǎng)．電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是確定值，其大小和方向與試探電荷q無關(guān)． 2．E＝k是真空點(diǎn)電荷所形成的電場(chǎng)的決定式．E由場(chǎng)源電荷Q和場(chǎng)源電荷到某點(diǎn)的距離r決定． 3．E＝是場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系式，只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，注意式中d為兩點(diǎn)間沿電場(chǎng)方向的距離． 三、電勢(shì)、電勢(shì)差與電勢(shì)能 1．電勢(shì)φ＝，具有相對(duì)性，與零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)． 2．電勢(shì)差UAB＝，電勢(shì)差是絕對(duì)的，與零

3、勢(shì)能點(diǎn)的選取無關(guān)． 3．電勢(shì)能的變化，靜電力做正功，電勢(shì)能減?。混o電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加． 四、電容器及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1．電容定義式 C＝，適用于任何電容器；平行板電容器電容的決定式C＝. 2．帶電粒子的加速 (1)勻強(qiáng)電場(chǎng)中，v0與E平行時(shí)，可用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求，基本方程a＝，E＝，v2－v＝2ax. (2)非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用動(dòng)能定理，qU＝mv2－mv. 3．帶電粒子的偏轉(zhuǎn) (1)處理方法 用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的思想處理，即分解為沿v0方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于v0方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)． (2)偏轉(zhuǎn)規(guī)律 偏轉(zhuǎn)位移y＝()2y＝ 偏轉(zhuǎn)角tanφ＝＝t

4、anφ＝. 【名師提醒】 一對(duì)平衡力做功絕對(duì)值肯定相等；一對(duì)相互作用力做功的絕對(duì)值不一定相等，可以同為正或同為負(fù)，也可以一個(gè)做功一個(gè)不做功，可以一正一負(fù)絕對(duì)值不一定相等---因?yàn)橄嗷プ饔昧ψ饔迷诓煌奈矬w上，不同的物體位移不一定相等。 典型例題剖析： 考點(diǎn)一：電場(chǎng)力的性質(zhì) 【典型例題1】(2017·連云港質(zhì)檢)均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)。如圖所示，在半球面AB上均勻分布正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過半球面頂點(diǎn)與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點(diǎn)，OM＝ON＝2R。已知M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，則N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為(　　) A

5、.－E　　　　　　　B. C.－E D.＋E 【答案】 A 【變式訓(xùn)練1】(2017·南京期中)MN為足夠大的不帶電的金屬板，在其右側(cè)距離為d的位置放一個(gè)電荷量為＋q的點(diǎn)電荷O，金屬板右側(cè)空間的電場(chǎng)分布如圖甲所示，P是金屬板表面上與點(diǎn)電荷O距離為r的一點(diǎn)。幾位同學(xué)想求出P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，但發(fā)現(xiàn)問題很難，經(jīng)過研究，他們發(fā)現(xiàn)圖甲所示的電場(chǎng)分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場(chǎng)分布是一樣的。圖乙中是兩等量異號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布，其電荷量的大小均為q，它們之間的距離為2d，虛線是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線。由此他們分別對(duì)甲圖P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向和大小做出以下判斷，

6、其中正確的是(　　) A．方向沿P點(diǎn)和點(diǎn)電荷的連線向左，大小為 B．方向沿P點(diǎn)和點(diǎn)電荷的連線向左，大小為 C．方向垂直于金屬板向左，大小為 D．方向垂直于金屬板向左，大小為 【答案】C 【解析】　據(jù)題意，從乙圖可以看出，P點(diǎn)電場(chǎng)方向?yàn)樗较蜃?；由圖乙可知，正、負(fù)電荷在P點(diǎn)電場(chǎng)的疊加，其大小為E＝2kcos θ＝2k＝2k，故選項(xiàng)C正確。 【變式訓(xùn)練2】　如圖所示，均勻帶電圓環(huán)所帶電荷量為Q，半徑為R，圓心為O，P為垂直于圓環(huán)平面中心軸上的一點(diǎn)，OP＝L，試求P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。 【答案】：k 【名師提醒】 計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度的三種常用方法： （1）疊加法：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，滿

7、足矢量的合成法，如果空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是由多個(gè)場(chǎng)源疊加形成的，就用矢量的法則求解。如果合場(chǎng)強(qiáng)為零，其中一個(gè)場(chǎng)源產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與其他場(chǎng)源產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度之和大小相等，方向相反。 （2）微元法：將研究對(duì)象分割成許多微小的單元，每一個(gè)單元可看成點(diǎn)電荷，求一小單元在某處的場(chǎng)強(qiáng)，然后利用電場(chǎng)疊加方法確定研究對(duì)象在該處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向。 （3）對(duì)稱法：利用均勻帶電體（如長(zhǎng)桿、薄板、圓環(huán)）產(chǎn)生的電場(chǎng)具有對(duì)稱性的特點(diǎn)求電場(chǎng)強(qiáng)度的方法。 考點(diǎn)二：電場(chǎng)能的性質(zhì) 【典型例題2】一金屬容器置于絕緣板上，帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛于容器中，容器內(nèi)的電場(chǎng)線分布如圖所示，容器內(nèi)表面為等勢(shì)面，A、B為容器內(nèi)表面上

8、的兩點(diǎn)，下列說法正確的是(　　) A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的大 B．小球表面的電勢(shì)比容器內(nèi)表面的低 C．B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與該處內(nèi)表面垂直 D．將檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)沿不同路徑移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力所做的功不同 【答案】C 【解析】　由題圖知，B點(diǎn)處的電場(chǎng)線比A點(diǎn)處的密，則A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是與等勢(shì)面(容器內(nèi)表面)垂直，選項(xiàng)C正確；沿任意路徑將檢驗(yàn)電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功都為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 【變式訓(xùn)練3】(2017·連云港模擬)如圖，勻強(qiáng)電場(chǎng)中的點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G、H為立方體的8個(gè)頂點(diǎn)。已知G、F、

9、B、D點(diǎn)的電勢(shì)分別為5 V、1 V、2 V、4 V，則A點(diǎn)的電勢(shì)為(　　) A．0　　　　　B．1 V C．2 V D．3 V 【答案】A 【變式訓(xùn)練4】(多選)(2017·常州一中調(diào)研)如圖甲所示，Q1、Q2是兩個(gè)固定的點(diǎn)電荷，一帶正電的試探電荷僅在電場(chǎng)力作用下以初速度va沿兩點(diǎn)電荷連線的中垂線從a點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，其v-t圖像如圖乙所示，下列說法正確的是(　　) A．兩點(diǎn)電荷一定都帶負(fù)電，但電荷量不一定相等 B．兩點(diǎn)電荷一定都帶負(fù)電，且電荷量一定相等 C．試探電荷一直向上運(yùn)動(dòng)，直至運(yùn)動(dòng)到無窮遠(yuǎn)處 D．t2時(shí)刻試探電荷的電勢(shì)能最大，但

10、加速度不為零 【答案】BD 【名師提醒】 1.三個(gè)重要概念兩個(gè)重要結(jié)論 （1）場(chǎng)強(qiáng)的大小與電場(chǎng)線的疏密有關(guān)、電勢(shì)高低與電場(chǎng)線的方向有關(guān)、電勢(shì)高低與場(chǎng)強(qiáng)大小無必然聯(lián)系 （2）結(jié)論1：勻強(qiáng)電場(chǎng)中的任一線段AB的中點(diǎn)C的電勢(shì)φC＝，如圖甲所示． 結(jié)論2：勻強(qiáng)電場(chǎng)中若兩線段AB∥CD，且AB＝CD，則UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)，如圖乙所示． 2.兩個(gè)要點(diǎn)：第一，公式既可用于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的定量計(jì)算，又可用于非勻強(qiáng)電場(chǎng)的定性分析；第二，場(chǎng)強(qiáng)的方向總是由電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面，且與等勢(shì)面垂直 考點(diǎn)三：平行板電容器問題 【典型例題3】如圖所示，平行板電容器

11、帶有等量異種電荷，與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板間有一固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷，以E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，θ表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置，則(　　) A．θ增大，E增大　　　　　　　　B．θ增大，Ep不變 C．θ減小，Ep增大 D．θ減小，E不變 【答案】D 【變式訓(xùn)練5】(創(chuàng)新題)如圖所示，理想二極管(具有單向?qū)щ娦?、平行板電容器、電源組成閉合電路，帶電液滴P置于水平放置的平行板電容器的正中間而靜止，則下列說法中正確的是(　　) A．

12、若將極板A向下移動(dòng)少許，則液滴的電勢(shì)能將減小 B．若將極板A向上移動(dòng)少許，則液滴將向上運(yùn)動(dòng) C．若將極板B向上移動(dòng)少許，則液滴的電勢(shì)能將增大 D．若將極板A、B錯(cuò)開少許，使兩極板正對(duì)面積變小，則液滴將向下運(yùn)動(dòng) 【答案】A 【解析】 若將極板A向下移動(dòng)少許(d減小)，電容器電容增大，二極管正向?qū)ńo電容器充電，電容器兩端電壓保持U不變，由E＝知兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，電場(chǎng)力大于液滴重力，液滴將沿電場(chǎng)力方向運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，帶電液滴的電勢(shì)能減小，A對(duì)；若將極板A向上移動(dòng)少許(d增大)，由C＝知C減小，由Q＝CU知Q將減小，但因二極管具有單向?qū)щ娦?，所以電容器的帶電荷量Q將不變，由E＝、Q

13、＝CU及C＝知兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，所以液滴仍靜止，B錯(cuò)；若將極板B向上移動(dòng)少許(d減小)，由E＝知兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，與選項(xiàng)A相同，帶電液滴將沿電場(chǎng)力方向向上運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，C錯(cuò)；若將極板A、B錯(cuò)開少許(S減小)，電容減小，但二極管阻止電容器放電，電容器帶電荷量Q不變，由C＝可知兩極板間電壓升高，由E＝知兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，液滴沿電場(chǎng)力方向向上運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)． 【名師提醒】 1.必須記住的三個(gè)公式 C＝、C＝、E＝. 2.必須明確的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn) (1)電路處于接通狀態(tài)時(shí)，電容器兩極板間電壓不變. (2)電路處于斷開狀態(tài)時(shí)，電容器兩極板間的帶電荷量不變. 3.平行板

14、電容器動(dòng)態(tài)問題的分析思路 4.平行板電容器問題的一個(gè)常用結(jié)論：電容器充電后斷開電源，在電容器所帶電荷量保持不變的情況下，電場(chǎng)強(qiáng)度與極板間的距離無關(guān)。 考點(diǎn)四：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【典型例題4】如圖所示，一電荷量為＋q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上，當(dāng)整個(gè)裝置被置于一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小物塊恰好靜止．重力加速度取g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求： (1)水平向右電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度； (2)若將電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來的，物塊的加速度是多大； (3)電場(chǎng)強(qiáng)度變化后物塊下滑距離L時(shí)的動(dòng)能． 【答案】　(1)　(2)0.3g　(3)0.3mgL

15、 【解析】　(1)小物塊靜止在斜面上，受重力、電場(chǎng)力和斜面支持力，受力分析如圖所示， 則有FNsin37°＝qE① FNcos37°＝mg② 由①②可得E＝ (2)若電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來的，即E′＝ 由牛頓第二定律得mgsin37°－qE′cos37°＝ma 可得a＝0.3g (3)電場(chǎng)強(qiáng)度變化后物塊下滑距離L時(shí)，重力做正功，電場(chǎng)力做負(fù)功，由動(dòng)能定理得 mgLsin37°－qE′Lcos37°＝Ek－0可得Ek＝0.3mgL. 【變式訓(xùn)練6】如圖8所示，噴墨打印機(jī)中的墨滴在進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)之前會(huì)被帶上一定量的電荷，在電場(chǎng)的作用下使電荷發(fā)生偏轉(zhuǎn)到達(dá)紙上．已知兩偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)度L＝1

16、.5×10－2m，兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度E＝1.2×106N/C，墨滴的質(zhì)量m＝1.0×10－13 kg，電荷量q＝1.0×10－16 C，墨滴在進(jìn)入電場(chǎng)前的速度v0＝15 m/s，方向與兩極板平行．不計(jì)空氣阻力和墨滴重力，假設(shè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)只局限在平行極板內(nèi)部，忽略邊緣電場(chǎng)的影響． (1)判斷墨滴帶正電荷還是負(fù)電荷？ (2)求墨滴在兩極板之間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間； (3)求墨滴離開電場(chǎng)時(shí)在豎直方向上的位移y. 【答案】　(1)負(fù)電荷　(2)1.0×10－3s　(3)6.0×10－4m 【變式訓(xùn)練7】如圖所示，一絕緣“?”形桿由兩段相互平行的足夠長(zhǎng)的水平直桿PQ、MN和一半徑為R的光滑半圓環(huán)MAP

17、組成，固定在豎直平面內(nèi)，其中MN桿是光滑的，PQ桿是粗糙的．現(xiàn)將一質(zhì)量為m的帶正電荷的小環(huán)套在MN桿上，小環(huán)所受的電場(chǎng)力為重力的. (1)若將小環(huán)由D點(diǎn)靜止釋放，則剛好能到達(dá)P點(diǎn)，求DM間的距離； (2)若將小環(huán)由M點(diǎn)右側(cè)5R處?kù)o止釋放，設(shè)小環(huán)與PQ桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，小環(huán)所受最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，求小環(huán)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力所做的功． 【答案】　(1)4R　(2)若μ≥，Wf＝　若μ<，Wf＝mgR 【解析】：(1)設(shè)DM間距離為x，對(duì)小環(huán)從D點(diǎn)到P點(diǎn)過程由動(dòng)能定理得qEx－2mgR＝0－0 又有qE＝mg 解得x＝4R. 【名師提醒】 一．帶電粒子

18、在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問題 1．做直線運(yùn)動(dòng)的條件 (1)粒子所受合外力F合＝0，粒子靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)． (2)粒子所受合外力F合≠0，且與初速度方向在同一條直線上，帶電粒子將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)或勻減速直線運(yùn)動(dòng)． 2．用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)分析 a＝，E＝，v2－v＝2ad. 3．用功能觀點(diǎn)分析 勻強(qiáng)電場(chǎng)中：W＝Eqd＝qU＝mv2－mv 非勻強(qiáng)電場(chǎng)中：W＝qU＝Ek2－Ek1. 二、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)問題 1．基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律 (1)沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間 (2)沿電場(chǎng)力方向，做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 考點(diǎn)五：帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【典型例題5】如圖甲

19、所示，A和B是真空中正對(duì)面積很大的平行金屬板，O點(diǎn)是一個(gè)可以連續(xù)產(chǎn)生粒子的粒子源，O點(diǎn)到A、B的距離都是l。現(xiàn)在A、B之間加上電壓，電壓UAB隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。已知粒子源在交變電壓的一個(gè)周期內(nèi)可以均勻產(chǎn)生300個(gè)粒子，粒子質(zhì)量為m、電荷量為－q。這種粒子產(chǎn)生后，在電場(chǎng)力作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)。設(shè)粒子一旦碰到金屬板，它就附在金屬板上不再運(yùn)動(dòng)，且電荷量同時(shí)消失，不影響A、B板電勢(shì)。不計(jì)粒子的重力，不考慮粒子之間的相互作用力。已知上述物理量l＝0.6 m，U0＝1.2×103 V，T＝1.2×10－2s，m＝5×10－10 kg，q＝1.0×10－7 C。 (1)在t＝0時(shí)刻產(chǎn)生的粒子

20、，會(huì)在什么時(shí)刻到達(dá)哪個(gè)極板？ (2)在t＝0到t＝這段時(shí)間內(nèi)哪個(gè)時(shí)刻產(chǎn)生的粒子剛好不能到達(dá)A板？ (3)在t＝0到t＝這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的粒子有多少個(gè)可到達(dá)A板？ 【答案】　(1)×10－3 s　到達(dá)A極板　(2)4×10－3 s　(3)100個(gè) 【解析】：(1)根據(jù)圖乙可知，從t＝0時(shí)刻開始，A板電勢(shì)高于B板電勢(shì)，粒子向A板運(yùn)動(dòng)。因?yàn)閤＝2＝3.6 m>l，所以粒子從t＝0時(shí)刻開始，一直加速到達(dá)A板。設(shè)粒子到達(dá)A板的時(shí)間為t，則l＝t2 解得t＝×10－3 s。 (3)因?yàn)榱Ｗ釉丛谝粋€(gè)周期內(nèi)可以產(chǎn)生300個(gè)粒子，而在0～時(shí)間內(nèi)的前時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的粒子可以到達(dá)A板，所以到達(dá)A板的粒子數(shù)

21、n＝300××＝100(個(gè))。 【變式訓(xùn)練8】如圖甲所示，熱電子由陰極飛出時(shí)的初速度忽略不計(jì)，電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0，電容器板長(zhǎng)和板間距離均為L(zhǎng)＝10 cm，下極板接地，電容器右端到熒光屏的距離也是L＝10 cm，在電容器兩極板間接一交變電壓，上極板的電勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。(每個(gè)電子穿過平行板的時(shí)間都極短，可以認(rèn)為電壓是不變的)求： (1)在t＝0.06 s時(shí)刻，電子打在熒光屏上的何處。 (2)熒光屏上有電子打到的區(qū)間有多長(zhǎng)？ 【答案】　(1)打在屏上的點(diǎn)位于O點(diǎn)上方，距O點(diǎn)13.5 cm　(2)30 cm (2)由題知電子側(cè)移量y的最大值為，所以當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓超

22、過2U0，電子就打不到熒光屏上了，所以熒光屏上電子能打到的區(qū)間長(zhǎng)為3L＝30 cm。 【名師提醒】 帶電粒子在交變電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法 分清三種情況 一、粒子做單向直線運(yùn)動(dòng)(牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解) 二、粒子做往返運(yùn)動(dòng)(分段研究) 三、粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(分解) 思考兩個(gè)關(guān)系 力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 功能關(guān)系 注意全面分析 分析受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，抓住粒子運(yùn)動(dòng)的周期性或?qū)ΨQ性的特征，確定與物理過程相關(guān)的臨界條件 專題七 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 一、單項(xiàng)選擇題 1.(2017·紅花崗區(qū)期中)如圖所示，在水平向右、大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在O點(diǎn)固定一電荷量為Q的正電荷，A、B、C、D為

23、以O(shè)為圓心、半徑為r的同一圓周上的四點(diǎn)，B、D連線與電場(chǎng)線平行，A、C連線與電場(chǎng)線垂直。則(　　) A．A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為 B．B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E－k C．D點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小不可能為0 D．A、C兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同 【答案】A 2.(2017·南京期中)MN為足夠大的不帶電的金屬板，在其右側(cè)距離為d的位置放一個(gè)電荷量為＋q的點(diǎn)電荷O，金屬板右側(cè)空間的電場(chǎng)分布如圖甲所示，P是金屬板表面上與點(diǎn)電荷O距離為r的一點(diǎn)。幾位同學(xué)想求出P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，但發(fā)現(xiàn)問題很難，經(jīng)過研究，他們發(fā)現(xiàn)圖甲所示的電場(chǎng)分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場(chǎng)分布是一樣的。圖乙中是兩等量異號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)

24、線分布，其電荷量的大小均為q，它們之間的距離為2d，虛線是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線。由此他們分別對(duì)甲圖P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向和大小做出以下判斷，其中正確的是(　　) A．方向沿P點(diǎn)和點(diǎn)電荷的連線向左，大小為 B．方向沿P點(diǎn)和點(diǎn)電荷的連線向左，大小為 C．方向垂直于金屬板向左，大小為 D．方向垂直于金屬板向左，大小為 【答案】C 3.(2017·無錫模擬)如圖所示，在某電場(chǎng)中畫出了三條電場(chǎng)線，C點(diǎn)是A、B連線的中點(diǎn)。已知A點(diǎn)的電勢(shì)為φA＝30 V，B點(diǎn)的電勢(shì)為φB＝－10 V，則C點(diǎn)的電勢(shì)為(　　) A．φC＝10 V B．φC>10

25、V C．φC<10 V D．上述選項(xiàng)都不正確 【答案】C 【解析】　由于AC之間的電場(chǎng)線比CB之間的電場(chǎng)線密，相等距離之間的電勢(shì)差較大，即UAC>UCB，所以φA－φC>φC－φB，可得φC<，即φC<10 V，選項(xiàng)C正確。 4.如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地，在兩極板間有一固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷，以E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，θ表示靜電計(jì)指針的偏角.若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置，則(　　) A.θ增大，E增大

26、 B.θ增大，Ep不變 C.θ減小，Ep增大 D.θ減小，E不變 【答案】D 【解析】 若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離，根據(jù)C＝可知，C變大；根據(jù)Q＝CU可知，在Q一定的情況下，兩極板間的電勢(shì)差減小，則靜電計(jì)指針偏角θ減?。桓鶕?jù)E＝，Q＝CU，C＝聯(lián)立可得E＝，可知E不變；P點(diǎn)離下極板的距離不變，E不變，則P點(diǎn)與下極板的電勢(shì)差不變，P點(diǎn)的電勢(shì)不變，故Ep不變；由以上分析可知，選項(xiàng)D正確. 5. 在真空中某區(qū)域有一電場(chǎng)，電場(chǎng)中有一點(diǎn)O，經(jīng)過O點(diǎn)的一條直線上有P、M、N三點(diǎn)，到O點(diǎn)的距離分別為r0、r1、r2

27、，直線上各點(diǎn)的電勢(shì)φ分布如圖所示，r表示該直線上某點(diǎn)到O點(diǎn)的距離，下列說法中正確的是(　　) A．O、P兩點(diǎn)間電勢(shì)不變，O、P間場(chǎng)強(qiáng)一定為零 B．M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì) C．M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小小于N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小 D．在將正電荷沿該直線從M移到N的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功 【答案】A 二、多項(xiàng)選擇題 6.兩個(gè)相同的負(fù)電荷和一個(gè)正電荷附近的電場(chǎng)線分布如圖所示。c是兩負(fù)電荷連線的中點(diǎn)，d點(diǎn)在正電荷的正上方，c、d到正電荷的距離相等，則(　　) A．a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大 B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高 C．c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比d點(diǎn)的大 D．c點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的低 【答案

28、】ACD 7.(2016·海南高考)如圖，一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn)，兩虛線圓均以O(shè)為圓心，兩實(shí)線分別為帶電粒子M和N先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn)。不計(jì)重力。下列說法正確的是(　　) A．M帶負(fù)電荷，N帶正電荷 B．M在b點(diǎn)的動(dòng)能小于它在a點(diǎn)的動(dòng)能 C．N在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)的電勢(shì)能 D．N在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中克服電場(chǎng)力做功 【答案】ABC 【解析】　如圖所示，粒子受到的電場(chǎng)力指向軌跡的凹側(cè)，可知M受到了引力作用，N受到了斥力作用，故M帶負(fù)電荷，N帶正電荷，選項(xiàng)A正確；由于虛線是等勢(shì)面，故M從a點(diǎn)到b點(diǎn)電場(chǎng)力對(duì)其做負(fù)功，動(dòng)能減

29、小，選項(xiàng)B正確；d點(diǎn)和e點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，N在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)的電勢(shì)能，故選項(xiàng)C正確； N從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做正功，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 8.(2017·蘇州一模)如圖所示，11H、12H、13H三種粒子從同一位置無初速度地飄入水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，被加速后進(jìn)入豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在屏上。整個(gè)裝置處于真空中，不計(jì)粒子重力及其相互作用，那么(　　) A．偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)三種粒子做功一樣多 B．三種粒子打到屏上時(shí)速度一樣大 C．三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同 D．三種粒子一定打到屏上的同一位置 【答案】AD 9.(2017·南通一模)如圖所示，空間存在勻

30、強(qiáng)電場(chǎng)，方向豎直向下，從絕緣斜面上的M點(diǎn)沿水平方向拋出一帶電小球。最后小球落在斜面上的N點(diǎn)。已知小球的質(zhì)量為m，初速度大小為v0，斜面傾角為θ，電場(chǎng)強(qiáng)度大小未知。則下列說法正確的是(　　) A．可以斷定小球一定帶正電荷 B．可以求出小球落到N點(diǎn)時(shí)速度的方向 C．可以求出小球到達(dá)N點(diǎn)過程中重力和電場(chǎng)力對(duì)小球所做的總功 D．可以斷定，當(dāng)小球的速度方向與斜面平行時(shí)，小球與斜面間的距離最大 【答案】BCD 【解析】　小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力既可向上也可向下，故小球帶正電、負(fù)電都可以，故A錯(cuò)誤；利用平拋知識(shí)有：＝＝＝tan θ，速度偏向角設(shè)為α，則tan α＝＝2tan θ，可求出小球落

31、到N點(diǎn)時(shí)的速度大小和方向，故B正確；求出小球到達(dá)N點(diǎn)的速度，由動(dòng)能定理可以求出小球到達(dá)N點(diǎn)過程中重力和電場(chǎng)力對(duì)小球所做的總功，故C正確；小球在垂直于斜面方向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球在垂直于斜面方向的速度為零，即小球速度平行于斜面時(shí)，小球與斜面間的距離最大，故D正確。 10.兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷所形成電場(chǎng)的等勢(shì)線如圖9中虛線所示，一帶電粒子以某一速度從圖中f點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，若粒子只受靜電力作用，則下列說法中正確的是(　　) A.f、b、c、d、e五點(diǎn)中，c點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最大 B.帶電粒子的加速度逐漸變大 C.帶電粒子的速度先增大后減小 D.粒子經(jīng)過b

32、點(diǎn)和d點(diǎn)時(shí)的速度大小相同 【答案】AD 三、計(jì)算題 11.(2017·徐州一模)如圖甲所示，A、B兩塊金屬板水平放置，相距為d＝0.6 cm，兩板間加有一周期性變化的電壓，當(dāng)B板接地(φB＝0)時(shí)，A板電勢(shì)φA隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示?，F(xiàn)有一帶負(fù)電的微粒在t＝0時(shí)刻從B板中央小孔射入電場(chǎng)，若該帶電微粒受到的電場(chǎng)力為重力的兩倍，且射入電場(chǎng)時(shí)初速度可忽略不計(jì)。求： (1)在0～和～T這兩段時(shí)間內(nèi)微粒的加速度大小和方向； (2)要使該微粒不與A板相碰，所加電壓的周期最長(zhǎng)為多少(g＝10 m/s2)。 【答案】：(1)g，方向向上　3g，方向向下　(2)6×10－2 s

33、(2)前半周期上升的高度h1＝a12＝gT2 前半周期微粒的末速度為v1＝gT 后半周期先向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)減速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，則3gt1＝gT，則得t1＝。 此段時(shí)間內(nèi)上升的高度 h2＝a2t12＝×3g×2＝ 則上升的總高度為H＝h1＋h2＝ 后半周期的－t1＝時(shí)間內(nèi)，微粒向下加速運(yùn)動(dòng)，下降的高度h3＝×3g×2＝。 上述計(jì)算表明，微粒在一個(gè)周期內(nèi)的總位移為零，只要在上升過程中不與A板相碰即可，則H≤d，即≤d 所加電壓的周期最長(zhǎng)為Tm＝ ＝6×10－2 s。 12.(2017·東臺(tái)模擬)如圖所示，ABC是固定在豎直平面內(nèi)的絕緣圓弧軌道，圓弧半徑為R。A點(diǎn)與圓心O等高，B

34、、C點(diǎn)處于豎直直徑的兩端。PA是一段絕緣的豎直圓管，兩者在A點(diǎn)平滑連接，整個(gè)裝置處于方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球從管內(nèi)與C點(diǎn)等高處由靜止釋放，一段時(shí)間后小球離開圓管進(jìn)入圓弧軌道運(yùn)動(dòng)。已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝(g為重力加速度)，小球運(yùn)動(dòng)過程中的電荷量保持不變，忽略圓管和軌道的摩擦阻力。求： (1)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大?。? (2)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力； (3)小球在圓弧軌道運(yùn)動(dòng)過程中速度最大為多少？ 【答案】：(1) 　(2)mg　(3) 【解析】：(1)小球從P運(yùn)動(dòng)到B的過程中，由動(dòng)能定理得：mg·2R＋EqR＝mvB2－0解得：vB＝ 。 (2)小球在最低點(diǎn)B時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得： FN－mg＝m FN＝mg 則由牛頓第三定律得：小球?qū)A弧軌道的壓力大小為 mg。 21