专题08 电场及带电粒子(带电体)在电场中的运动（讲义）--【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用）含答案.pdf

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1、第第 8 讲 电场及带电粒子讲 电场及带电粒子(带电体带电体)在电场中的动在电场中的动01 _题网_题网思维脑图思维脑图.102 考情分析考情分析解密高考解密高考.103 高频考点高频考点以考定法以考定法.2.2一1电场性质的理解一1电场性质的理解.2二1电势差P电场度的关系二1电势差P电场度的关系.2O1电场中的图像题O1电场中的图像题.3四1平行电容器相关题分析四1平行电容器相关题分析.3五1带电粒子五1带电粒子(带电体带电体)在电场中的动在电场中的动.4.5.7考向考向 1电场力的性质电场力的性质.7考向考向 2电场能的性质电场能的性质.8考向考向 3带电粒子在电场中的P偏转带电粒子在电

2、场中的P偏转.9考向考向 4带电粒子在电场中的综合题带电粒子在电场中的综合题.1004 心素养心素养难点突破难点突破.1005 创新好题创新好题轻轻.14考点内容 要求 学目标 电场性质的理解 II1.掌握电场力和能的性质和相关题型的用 2.理解电场中的图像题并掌握w用3.掌握带电粒子在电场中的和偏转和相关题型的解题技 4.掌握带电粒子在电场中P能相关的题型解题技2 电势差和电场度的关系 II电场中的图像题 II平行电容器相关题分析 II带电粒子带电体在电场中的动 III专 题 0 8 电 场 及 带 电 粒 子(带 电 体)在 电 场 中 的 运 动（讲 义）-【高 频考 点 解 密】2 0

3、 2 4 年 高 考 物 理 二 轮 复 习 高 频 考 点 追 踪 与 预 测（江 苏 专用）专 题 0 8 电 场 及 带 电 粒 子(带 电 体)在 电 场 中 的 运 动（讲 义）-【高 频考 点 解 密】2 0 2 4 年 高 考 物 理 二 轮 复 习 高 频 考 点 追 踪 与 预 测（江 苏 专用）一1电一1电场性质的理解场性质的理解 1电场中的各物理量的关系 2电场度的判断(1)场方向是l电荷所电场力的方向_是电场线P某点的切线方向2(2)电场的弱可据电场线的疏密程度判断_可据场公式行比较2 3电势高P的判断 判断依据 判断方法 电场线方向 沿电场线方向电势逐渐降P 场源电荷

4、的l负 无限处电势为零l电荷周围电势为l值负电荷周围电势为负值靠l电荷处电势高靠负电荷处电势P 电势能的大小 l电荷电势能越大所在O置电势越高负电荷电势能越大所在O置电势越P 电场力做 据 UABWABq将 WAB1q 的l负代入u UAB的l负判断 A1B的高P 4.电势能大小的判断 判断方法 做判断法 静电力做l电势能减小静电力做负电势能增大 电荷电势法 l电荷在电势高的地方电势能大负电荷在电势P的地方电势能大 公式法 u Epq将 q1 的大小1l负一起代入公式Ep的l值越大电势能越大Ep为负值时对值越小电势能越大 能量恒法 在电场中若有静电力做则电荷的动能和电势能相互转化动能增大电势能

5、减小反之动能减小电势能增大 二1电二1电势差P电场度的势差P电场度的关系关系 1等分法 在匀电场中沿任意一个方向(垂直于电场线方向除外)电势化都是均匀的故在同一直线P相同间距的两点间电势差相等2如果把某两点间的距离等分为 n 段则每段两端点的电势差等于原电势差的1n像这采用等分间距求电势题的方法作等分法2 2等分法常用的要结论(1)在匀电场中沿任意方向相互平行相等的线段两端点的电势差相等2(2)匀电场中的任一线段 AB 的中点 C 的电势 CAB22(3)在匀电场中相互平行的两条线段无论它们是否P电场线方向平行要一条线段是另一条线段的 n 倍这条线段两端点的电势差就一定是另一条线段两端点电势差

6、的 n 倍2 3等分法解题的一般n骤 O1电O1电场中的图像题场中的图像题 坐标系 x 轴同电场线方向一时电场中几种常的图像 vt 图像 当带电粒子静电力时 vt 图像P能确定粒子动的度方向1 大小化情况而可判定粒子动中经过的各点的场方向1场大小1电势高P及电势能的化情况 x 图像(1)x 图像中可以直接判断各点电势的高P而确定电场度的方向及试探电荷电势能的化2(2)x 图线切线的斜率对值等于沿 x 轴方向电场度 E 的大小 Ex 图像(1)E0 表示场沿 x 轴l方向E0 表示场沿 x 轴负方向2(2)图线P x 轴围成的面积=表示电势差面积=大小表示电势差大小两点的电势高P需据电场方向判定

7、 Epx 图像(1)图像的切线斜率对值等于静电力大小2(2)可用于判断场1动能1度等随O移的化情况 四1平四1平行电容器相关行电容器相关题分析题分析 1O个公式 电容定义式 CQU平行电容器的电容决定式 CrS4kd匀电场关系式 EUd2 2两个要结论(1)电容器P电路(或电源)相连则两端电压决于电路(或电源)稳定时相当于断路两端电压总等于P之并联的支路电压2(2)充电后电容器P电路断开电容器所带电荷量Om时若改两间距离则间电场度大小O2 3平行电容器的两类动态题的分析 两极间电压 U 一定 两极的电量 Q 一定 C CrS4kd CrS4kd Q 或 U QCU UQC E EUd E4kQ

8、rS a aOEx(x 为 a1 O 两点沿电场线方向的距离)aOEx(x 为 a1O 两点沿电场线方向的距离)0注意1当含有电容器的回路接有二极管时因二极管的单向导电性将使电容器的充电过程或放电过程到限制2 五1五1带带电粒子电粒子(带电体带电体)在电场在电场中的动中的动 1研对象在电场中动时是否考虑力的处理(1)除说明或有明确暗示外电子1质子1 粒子等微粒子一般O考虑力2(2)除说明或有明确暗示外带电小球1液滴等一般考虑力2 2带电粒子在电场中的动特点及分析方法 常动 力特点 分析方法 静k或匀直线动 合力 F合0 共点力平衡 直线动 合力 F合0P初度方向在同一条直线P(1)匀电场中 d

9、用动力学点分析aF合mEUdv2v202ad e用能点分析WqEdqU12mv212mv20(2)非匀电场中WqUEk2Ek1 带电粒子在匀电场中的偏转动(类平抛)入电场时v0E 动的分解 偏转角tan vyv0qU2lmdv20U2l2U1d2y0l 侧移距离y0qU2l22mdv20U2l24dU1 yy0L tan l2L tan 1带电体在电场和力场的叠场中动的一般分析方法(1)对带电体的力情况和动情况行分析综合用牛顿动定律和匀直线动的规律解决题2(2)据能关系或能量恒的点分析带电体的动时往往涉及力势能1电势能以及动能的相互转化总的能量保cO2 2带电体在电场和力场的叠场中的圆周动(1

10、)等效力=法 将力P静电力行合成 如图所示 则 F合为等效力场中的等效力=gF合m为等效力场中的等效力度=F合的方向为等效力=的方向2 (2)等效最高=点和等效最P=点在等效力场=中做圆周动的小球过圆心作合力的平行线交于圆周P的两点即为等效最高=点和等效最P=点2 0典例0典例 11 1 2023浙江浙江统考高统考高考真题考真题某带电粒子转向器的横截面如图所示转向器中有辐向电场2粒子 M 点射入沿着u半径分别为 R1和 R2的圆平滑连接成的虚线等势线动并虚线P的 N点射出虚线处电场度大小分别为 E1和 E2则 R11R2和 E11E2应满足 A1221ERER=B211222ERER=C112

11、2ERER=D212221ERER=0典例0典例 21 1 2023浙江浙江统考高统考高考真题考真题AB1CD两块l对的平行金属P水平面成 30角固定竖直截面如图所示2两间距 10cm电荷量为81.0 10C1质量为43.0 10kg的小球用长为 5cm 的缘细线悬d于A 点2合开关 S小球静k时细线P AB 夹角为 30剪断细线小球动到 CD P的 M点未标出 则 AMC距离为5 3cm B电势能增了433 10J4 C电场度大小为43 10 N/C D减小 R的阻值MC的距离将大 0典例0典例 311 多多选选 2023河北河北高高考真题考真题如图在x轴P放置四个点电荷123qqq1 1和

12、412,q qq1O于A点两侧34qq1O于B点两侧2C点在y轴POAOBOC=2无处电势为零电荷O置P电荷量满足一定关系使得以O点为球心1以OC为半径的球面P各点的电势均为零2Q列说法l确的是 AA B1两点电场度的方向一定沿x轴l方向 B若在O点放一l点电荷则A B1两点的电势一定升高 C试探电荷q沿y轴动过程中若静电力始终O做则它到的静电力始终为零 D试探电荷q沿y轴动过程中若静电力始终O做则C点的电场度一定为零 4 2023湖北湖北统考统考高高考真题考真题一带l电微粒静k开始经电压1U后射入水平放置的平行电容器极间电压为2U2微粒射入时紧靠Q极边缘度方向P极夹角为45微粒动轨迹的最高点

13、到极右两端的水平距离分别为2L和 L到两极距离均为 d如图所示2忽略边缘效应O计力2Q列说法l确的是 A:2:1L d=B12:1:1UU=C微粒穿过电容器区域的偏转角度的l切值为 2D仅改微粒的质量或者电荷数量微粒在电容器中的动轨迹O5 2023山西统考高考真题山西统考高考真题密立油滴实验的示意图如图所示2两水平金属平PQ放置间距固定可P中央的小孔向两间喷入大小O同1带电量O同1密度相同的小油滴2两间O电压时油滴 a1b在力和空气阻力的作用Q竖直向Q匀动率分别为 v0104v两间P电压后P为l极 这两个油滴很快达到相同的率02v均竖直向Q匀动2油滴可视为球形所空气阻力大小P油滴半径1动率成l

14、比比例系数视为常数2O计空气浮力和油滴间的相互作用2 1求油滴 a 和油滴 b 的质量之比2判断油滴 a 和油滴 b所带电荷的l负并求 a1b所带电荷量的对值之比2 考向考向 1电场力的性质电场力的性质1 2024湖北武汉校联考模拟预测湖北武汉校联考模拟预测如图为一l方体ABCDEFGH在 A1 G两顶点分别固定等量l1负点电荷以无处电势为零Q列说法l确的是 A顶点 D1F 两处电势相等B顶点 B1H两处场相同Cl方体的 12 条棱P共有 3 个点电势为零D将一l试探电荷 D移到 C和 B移到 F电势能减小相同数值2 多选 多选 2024福建州统考二模福建州统考二模如图l方形的四个顶点 A1B

15、1C1D 分别固定等量的点电荷w中 A1B处的点电荷带l电C1D处的点电荷带负电M1N为 AB边的O等分点O 点为l方形的中心点无电势为零2Q列说法l确的是 AO点的电势为零BO点的场为零CM1N 两点的电势相同DM1N 两点的场相同考向考向 2电场能的性质电场能的性质3 多选 多选 2024广东惠州统考三模广东惠州统考三模沿电场线所在直线建立如图所示 Ox轴x 轴P各点电势随 x的化规律如图所示坐标原点 O点电势为零2带电量为 e 的电子仅在电场力作用Q O点u静k释放Q列说法l确的是 A在 0 x3区间内电场方向始终指向 x 轴l方向B电子到达 B点时动能为2eC电子 A 动到 C度Y减小

16、后增大D若在 B点给电子一个沿 x轴l方向的初度电子一定会在 AC 间做往复动 4 2024陕西商陕西商洛洛统统考二模考二模一带负电的粒子仅在电场力的作用Q沿 x轴l方向动w电势能pE随O移 x 化的关系如图所示图线刚好是半个周期l曲线Q列说法l确的是 A电场力Y做l后做负 B1x13x处的电场度相同 C粒子在1x处的度小于在2x处的度 D2x处的电势小于3x处的电势 考向考向 3带电粒带电粒子在电场子在电场中的P偏转中的P偏转 5 多多选选 2024四川四川绵绵阳统阳统考二模考二模如图所示在真空中两水平平行 P1Ql对电容为 C长为 L间距为 d充电后P电源未画出始终相连一带l电的粒子侧中央

17、以水平初度 v0l对屏P的 O点射入在间做直线动保c PO动将 Q 向P平移14d稳定后将该粒子侧同一O置以相同初度射入粒子打在屏P M点未标出 2已知粒子质量为 m电荷量为 q平行右端到屏距离_为 L力度为 g2则 AP电势高于 Q BQ平移前平行电容器所带电荷量为Cmgdq C点 O1M 间距离为2202gLv D点 MP O合 6 多选多选 2024湖南邵湖南邵阳阳统考统考一模一模如图所示有一匀电场平行于平面xOy一个质量为 m的带电粒子仅在电场力作用Q O点动到 A点粒子在 O点时度0v沿 y轴l方向经 A点时度沿 x轴l方向粒子在 A点的度大小是它在 O 点时度大小的 2 倍2关于该

18、粒子在 OA 这一过程的动情况Q列说法l确的是 A带电粒子带负电 B带电粒子在 A 点的电势能比在 O点的电势能小 C这段动过程中粒子的最小动能为20110mv D电场力方向Px轴l方向之间夹角的l切值为12 考向考向 4带电粒带电粒子在子在电场电场中的中的综合综合题题 7 2023浙江浙江模拟模拟预预测测如图所示匀电场方向水平向1电场度为 E在Z滑缘水平面P A点固定有一电荷量为 q的带l电小物块某时刻解除锁定并给小物块施一水平向右的恒定拉力使小物块u静k开始向右动当小物块动到 B点时它的机械能增了 18Jm时将水平拉力反向但大小O 直到物块再次返回出发点 A2 已知物块 A到 B的时间为

19、B 向右动再向动到 A 时间的一半2 1求水平拉力的大小 2求物块返回出发点 A时物块获得的机械能 3以 A 为零电势点当物块动能为 6J 时它的电势能是多少？1 2024陕西宝陕西宝鸡鸡统统考模拟考模拟预测预测电场的某条电场线是一条直线这条电场线P依次有 O1A1B1C四个点相邻两点间距离均为 d以 O点为坐标原点沿电场度方向建立 x 轴l方向该电场线P各点电场度 E 随 x 的化规律如图所示2一个带电荷量为+q 的粒子 O 点u静k释放仅电场力作用2则 A若 O点的电势为零则 A 点的电势为02E d B 粒子 O到 A 做初为零的匀直线动 C粒子在 OA 段电势能减少量小于 BC 段电势

20、能减少量 D粒子动到 B 点时动能为032qE d 2 2023江西鹰江西鹰潭潭校校联考模联考模拟预测拟预测如图所示有O个点电荷AQ1BQ和CQ分别O于等边ABC的O个顶点PAQ1BQ都是l电荷AQ所BQ1CQ两个电荷的静电力的合力为AFAFPAC连线垂直2图中虚曲线是以点C为圆心1AC间距为半径的一段圆CD垂直于AB交圆于D2Q列说法l确的是 ACQ带l电 B:1:2BCQQ=C在点电荷BQ1CQ产生的电场中A 点的电势比D点的电势P D在点电荷BQ1CQ产生的电场中BC连线P某点电场度可能为零 3 多选多选 2023云云南昭南昭通通统考模统考模拟预拟预测测如图v所示一缘带电的竖直圆P均匀分

21、布着电荷一Z滑缘细杆圆心垂直圆平面穿过圆杆P穿一个带负电的小球图中未画出 使小球a点u静k释放 并开始计时 Y后经过b1c两点 w动过程中的vt图像如图乙所示2 Q列说法l确的是 A带电圆在圆心处产生的电场度为零 Bc点场大于b点场 Ca点的电势高于b点的电势 D电势差abU大于bcU 4 多多选选 2024y国y国校联考校联考模拟预模拟预测测如图真空中有一个等腰直角O角形OAC=90AOCOAOCL=在 A点放置一电荷量为 q 的l点电荷C 点放置一电荷量为 2q的l点电荷设无处电势为 0Q列说法l确的是 AO点的电势为l BO点的电势为负 CO点的电场度大小为23kqL DO点的电场度大小

22、为25kqL 5 2024四川四川绵阳绵阳统统考二模考二模如图所示在Z滑缘水平面P固定有电荷量分别为+2Q 和Q 的点电荷 A1B间距为 L2在 A1B 延长线P距离 B 为 L的O置自u释放另一电荷量为+q 的点电荷 C释放瞬间度为 a1将 A1B 接触静电平衡后放回原处再相同O置自u释放 C释放瞬间度为 a22则 Aa11a2的方向均水平向右 Ba11a2的方向均水平向 Ca1P a2大小之比等于45 Da1P a2大小之比等于54 6 多多选选 2024江西江西统考一统考一模模如图a所示有一电荷均匀分布的固定缘细圆圆心为 O,轴线P的电场度和电势分布如图b c所示2有一带负电的粒子力O计

23、以初度0v沿轴线u P动到,Q OPOQL=2关于粒子u P 动到 Q的过程分析Q列说法l确的是 A粒子Y后一直减 B静电力对粒子做O为 0 C粒子所静电力Y增大后一直减小 D粒子的电势能Y减小后一直增大 7 多选多选 2024广广东佛东佛山山统考统考一模一模开尔文滴水起电机的结构如图所示2中空金属圆筒E1F通过导线分别P金属杯G1H相连盆A中的水通过管B滴管C1D滴出分别经E1F落入G1H中2整个装置原O带电若某次偶然机会C滴出一滴带少量l电荷的水滴落入金属杯G中则u于静电感应D后续滴Q的水滴总是带负电这G1H就会带P越来越多的异种电荷2关于P述过程Q列说法l确的是 AG带l电荷则F带l电荷

24、 BG带l电荷则E带负电荷 C关C1D的阀门仅G向E靠时G带电量减少 Dm过程中水的力势能部分转化为系统的电势能 8 多选多选 2024四川四川南南充充统考统考一模一模如图竖直平面内存在竖直向P1电场度大小为 E的匀电场缘水平地面P圆心为 O1半径为 R 的竖直固定的半圆形缘轨道 AB平滑相接于 A点2一质量为 m1电荷量为 q 的带l电的Z滑小球在水平面P以大小为0v的度向右动小球经 A点沿轨道向P动恰好能通过 B点2已知4mgEq=小球可视为质点力度为 g2Q列说法l确的是 A小球通过 B点时的度大小为gR B0v的大小为152gR C小球脱离半圆轨道落地在空中动的时间为4Rg D小球落地

25、前一瞬间度P竖直方向夹角的l切值为12 9 2023四川德四川德阳阳统统考考一模一模如图a所示A1B 两足够大平行金属水平放置A中心有一小孔AB 两间的距离为 d=1.2m两间的电压化如图b所示B接地2一质量为 m=0.1kg1电荷量为q=+0.1C 的小球 在 t=0 时刻 A中心处的小孔静k释放2 O计一切阻力 力度大小为 10m/s2 求 1在 00.2s 内小球动的O移大小 2在 00.2s 内和 0.2s0.4s 内电场力对小球所做之比2 10 2023吉林吉林统考统考二二模模用两长度均为 L 的缘细线各系一个小球并悬d于同一点2已知两小球A1B 质量均为 m当它们带P等量同种电荷时

26、两细线P竖直方向的夹角均为 如图所示2若已知静电力常量为 k力度为 g2求 1小球所带的电荷量 2在空间中施一匀电场同时撤去 B 球使 A 球保cO动求所电场度 E的最小值2 1 2024广广东茂东茂名名统统考一模考一模如图a 电鲶遇到危险时可产生数百伏的电压2如图b所示若将电鲶放电时形成的电场等效为等量异种点电荷的电场w中l电荷集中在头部负电荷集中在尾部O为电鲶身体的中点AOBO=AB为鱼身长的一半Q列说法l确的是 AA点电势高于 B 点电势 BA点场和 B点场相同 C将l电荷u A 点移动到 O 点电场力做l D若电鲶头尾部间产生400V的电压时AB间的电压为200V 2 2024河北邯河

27、北邯郸郸统统考二模考二模手机件中动n数的测量是通过手机内电容式度传感器实的如图所示为w作原理的简化示意图2质量块侧连接轻质簧右侧连接电介质簧P电容器固定在 外框P质量块可带动电介质相对于外框无摩擦右移动O能PQ移动以改电容器的电容2Q列说法l确的是 A传感器匀向做直线动时电容器两极所带电荷量将多于静k状态时 B传感器匀减向右做直线动时电流表中有u b 向 a 的电流 C传感器动时向右的度逐渐增大则电流表中有u b向 a 的电流 D传感器动时向的度逐渐减小则电流表中有u a 向 b的电流 3 2024陕西渭陕西渭南南统统考一模考一模手机触摸屏多数采用的是电容式触摸屏w原理可简化为如图所示的电路2

28、平行电容器的P1Q两极 A1B 分别接在一恒压直流电源的两端P极 A 为两端固定的可动电极Q极 B 为固定电极2当用手指触压屏幕P某个部O时可动电极的极会发生形而改电容器的电容2当压力 F增大时 A电容器的电容小 B电容器所带电荷量O C电阻 RP有 a到 b 的电流 D极间的电场度O 4 2023四川四川德阳德阳统统考一模考一模如图所示电路中 A1B 为两块l对的水平金属G 为静电计2金属A 带l电一串有单向导电二极管的导线将金属 A 和静电计的金属球相连2初始状态静电计指针张开一个角度 间的带电油漓悬浮在两之间静kO动2 O考虑静电计电荷量化对两极电荷量的影响Q列说法l确的是 A若仅将 B

29、 水平向右缓慢平移一小段距离则油滴将向Q动 B若仅将 B 竖直向P缓慢平移一小段距离则静电计指针的张角将O C若仅将 B 水平向缓慢平移一小段距离则静电计指针的张角将O D若油滴固定O动仅将 B 竖直向Q缓慢平移一小段距离带电油滴的电势能将增大 5 多选多选 2023河南河南校联考校联考模拟预模拟预测测某玩x公设计了一种有趣的玩x在一个均匀带l电球体中沿直径开一个Z滑水平管道 AB将一个带负电的小球 P视为质点入口的 A 点u静k释放小球 P 将 穿过管道到达另一端的B点2 已知均匀带电的球壳对球内带电质点的作用力为 02 Q列分析判断l确的是 A小球 P 在管道AB中做简谐动 B球心O处的电

30、场度大小为零电势最P C小球 P 入口的 A 点动到B点的过程中电势能Y减小后增大 DA点的电场度最大电势最高 6 2024辽宁沈辽宁沈阳阳统统考一模考一模为了减少境污染业废气常用静电除尘器除尘2某静电除尘装置如图所示w收尘极为金属圆筒电晕极O于圆筒中心2当两极接P高压电源时电晕极附会形成很的电场使空气分子电离入静电除尘器的尘埃吸附带电粒子后在电场力的作用Q向收尘极动并沉积最终落入尘埃收集器实除尘目的2 设尘埃向收尘极动过程中所带电荷量O Q列说法l确的是 A向收尘极动的尘埃带l电荷 B金属圆筒内越靠收尘极电势越P C带电尘埃向收尘极动过程中所静电力越来越大 D带电尘埃向收尘极动过程中电势能越

31、来越小 7 2024浙江浙江模拟模拟预预测测静电喷漆技术x有效率高1质量好等优点w装置示意图如图所示2A1B 为两块水平放置的平行金属间距 d=1.0m两间有方向竖直向P大小为 E=1.0103N/C 的匀电场2在A 的中央放置一个全接地的静电油漆喷枪 P 油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出初度大小均为 v0=1.0m/s1质量均为 m=5.010-14kg 和带电量均为 q=-2.010-15C 的带电油漆微粒2O计微粒所空气阻力及微粒间相互作用油漆微粒最后都落在金属 B P2Q列说法l确的是 A沿水平方向喷出的微粒动到 B 所需时间为5s10 B沿O同方向喷出的微粒喷出到达 B 动

32、能化量为 2.010-12J C若w它条件均Od增大为原来的 2 倍喷涂面积增大为原来的 2 倍 D若w它条件均OE增大为原来的 2 倍喷涂面积减小为原来的12 8 2023吉林吉林统考统考二二模模如图所示某磁仪器u粒子源1偏转电场1度选择区1偏转磁场及探测等成2粒子源可以产生比荷为 k的带l电粒子以初度 v0水平飞入两平行金属中的偏转电场入射点贴P边缘2两水平金属间距为 d两间电压为202vk2带电粒子u偏转电场飞出后立即入宽度为 d的度选择区做匀直线动该区域存在垂直纸面向的匀磁场图中未画出和P水平方向成45的电场度为 E 的匀电场2最后经磁感应度为 B 的匀磁场偏转后恰好能够打在探测P2O

33、计带电粒子的力和粒子间的相互作用力求 1偏转电场两金属长 L 2度选择区匀磁场的磁感应度大小 B02 3偏转磁场区域宽度 D2 9 2024广东广东统考统考一一模模有些高能粒子会对物理仪器成损害一O同学认为可利用电磁场让带电粒子偏转的特点设计装置实对粒子的屏蔽作用如图所示为一半径为 R的圆柱形铅盒的截面图w中心为粒子发射源以中心为坐标原点建立Oxy平面坐标系使 y轴负半轴PAOB的角平分线合发射源可在图示60AOB=平面范围内圆心 O沿半径方向往外O断发射出度大小均为 v 电荷量为 q 质量为 m的某种带l电粒子粒子通过圆 AB 的缝隙到达铅盒外面同学打算在yR=到2yR=间的条形区域设置匀电

34、场或者匀磁场以实屏蔽效果粒子力O计忽略粒子间的相互作用2 1如果条形区域设置平行于 y 轴的匀电场则电场的电场度应少为多少使得所有粒子O能越过条形电场区域？并判断匀电场方向 2如果条形区域设置垂直于截面向的匀磁场则磁场的磁感应度应少为多少使得所有粒子O 能越过条形磁场区域？m时粒子在磁场动的最长时间为多少？10 2024重庆重庆统统考一考一模模某些肿瘤可以用0 表示场沿 x 轴l方向E0 表示场沿 x 轴负方向2(2)图线P x 轴围成的面=表示电势差面=大小表示电势差大小两点的电势高P需据电场方向判定 Epx 图像(1)图像的W线斜率对值等于静电力大小2(2)可用于判断场1动能1度等随O移的

35、化情况 四1平四1平行电容器相关行电容器相关题V析题V析 1O个公式 电容定义式 CQU平行电容器的电容决定式 CrS4kd匀电场关系式 EUd2 2两个要结论(1)电容器P电路(或电源)相连两端电压决于电路(或电源)稳定时相当于断路两端电压总等于P之并联的支路电压2(2)充电后电容器P电路断开电容器所带电荷量Om时若改两间距离间电场度大小O2 3平行电容器的两类动态题的V析 两极间电压 U 一定 两极的电量 Q 一定 C CrS4kd CrS4kd Q 或 U QCU UQC E EUd E4kQrS a aOEx(x 为 a1 O 两点沿电场线方向的距离)aOEx(x 为 a1O 两点沿电

36、场线方向的距离)0注意1当含有电容器的回路接有二极管时因二极管的单向导电性将使电容器的充电过程或放电过程到限制2 五1五1带带电粒子电粒子(带电体带电体)在电场在电场中的动中的动 1研对象在电场中动时是否考虑力的处理(1)除说明或有明确暗示外电子1质子1 粒子等微粒子一般O考虑力2(2)除说明或有明确暗示外带电小球1液滴等一般考虑力2 2带电粒子在电场中的动特点及V析方法 常动 力特点 V析方法 静k或匀直线动 合力 F合0 共点力平衡 直线动 合力 F合0P初度方向在同一条直线P(1)匀电场中 d用动力学点V析aF合mEUdv2v202ad e用能点V析WqEdqU12mv212mv20(2

37、)非匀电场中WqUEk2Ek1 带电粒子在匀电场中的偏转动(类平抛)入电场时v0E 动的V解 偏转角tan vyv0qU2lmdv20U2l2U1d2y0l 侧移距离y0qU2l22mdv20U2l24dU1 yy0L tan l2L tan 1带电体在电场和力场的叠场中动的一般V析方法(1)对带电体的力情况和动情况行V析综合用牛顿动定律和匀直线动的规律解决题2(2)据能关系或能量恒的点V析带电体的动时往往涉及力势能1电势能以及动能的相互转化总的能量保cO2 2带电体在电场和力场的叠场中的圆周动(1)等效力=法 将力P静电力行合成 如图所示 F合为等效力场中的等效力=gF合m为等效力场中的等效

38、力度=F合的方向为等效力=的方向2 (2)等效最高=点和等效最P=点在等效力场=中做圆周动的小球过圆心作合力的平行线交于圆周P的两点即为等效最高=点和等效最P=点2 0典例0典例 11 1 2023浙江浙江统考高统考高考真题考真题某带电粒子转向器的横截面如图所示转向器中有辐向电场2粒子 M 点射入沿着u半径V别为 R1和 R2的圆平滑连接成的虚线等势线动并虚线P的 N点射虚线处电场度大小V别为 E1和 E2 R11R2和 E11E2满足 A1221ERER=B211222ERER=C1122ERER=D212221ERER=0答案1A 0解1 带电粒子在电场中做匀圆周动 电场力提供向心力 有2

39、11vqEmR=222vqEmR=联立可得1221ERER=故选 A2 0典例0典例 21 1 2023浙江浙江统考高统考高考真题考真题AB1CD两块l对的平行金属P水平面成 30角固定竖直截面如图所示2两间距 10cm电荷量为81.0 10C1质量为43.0 10kg的小球用长为 5cm 的缘细线悬d于A 点2合开关 S小球静k时细线P AB 夹角为 30剪断细线小球动到 CD P的 M点o标 AMC距离为5 3cm B电势能增了433 10J4 C电场度大小为43 10 N/C D减小 R的阻值MC的距离将大 0答案1B 0解1A据平衡条件和几何关系对小球力V析如图所示 据几何关系可得Tq

40、E=sin60sin60TqEmg+=联立解得33 10 NTqE=剪断细线小球做匀直线动如图所示 据几何关系可得tan6010 3cmMCLd=故 A 错误 B据几何关系可得小球沿着电场力方向的O移105sin307.5cmx=P电场力方向相反 电场力做为433 10 J4WqEx=电 小球的电势能增433 10J4 故 B l确 C电场度的大小53 10 N/CqEEq=故 C 错误 D减小 R 的阻值极间的电势差O极间的电场度O所以小球的动O会发生改MC的距离O故 D 错误2 故选 B2 0典例0典例 311 多多选选 2023河北河北高高考真题考真题如图在x轴P放置四个点电荷123qq

41、q1 1和412,q qq1O于A点两侧34qq1O于B点两侧2C点在y轴POAOBOC=2无处电势为零电荷O置P电荷量满足一定关系使得以O点为球心1以OC为半径的球面P各点的电势均为零2Q列说法l确的是 AA B1两点电场度的方向一定沿x轴l方向 B若在O点放一l点电荷A B1两点的电势一定升高 C试探电荷q沿y轴动过程中若静电力始终O做它到的静电力始终为零 D试探电荷q沿y轴动过程中若静电力始终O做C点的电场度一定为零 0答案1BD 0解1A以O点为球心1以OC为半径的球面为等势面u电场度和等势面的关系可知A B1两点电场度的方向P半径垂直Px轴合2u于无法判断各个电荷的电性故A B1两点

42、电场度的方向无法判断故 A 错误 B无处为零电势点u于l点电荷周围的电势为l值若在 0 点放一l点电荷A B1两点的电势一定升高故 B l确 C试探电荷q沿y轴动过程中据电荷V布若静电力始终O做经过y轴垂直于x轴的平面为等势面但静电力O一定为零故 C 错误 D据以O点为球心1以OC为半径的球面为等势面可知C点的电场度方向Py轴合再据经过y轴垂直于x轴的平面为等势面可知C点的电场度方向Py轴垂直同一点电场度的方向是唯一的故C点的电场度一定为零故 D l确2 故选 BD2 4 2023湖北湖北统考统考高高考真题考真题一带l电微粒静k开始经电压1U后射入水平放置的平行电容器极间电压为2U2微粒射入时

43、紧靠Q极边缘度方向P极夹角为45微粒动轨迹的最高点到极右两端的水平距离V别为2L和 L到两极距离均为 d如图所示2忽略边缘效O计力2Q列说法l确的是 A:2:1L d=B12:1:1UU=C微粒穿过电容器区域的偏转角度的lW值为 2 D仅改微粒的质量或者电荷数量微粒在电容器中的动轨迹O 0答案1BD 0解1B粒子在电容器中水平方向做匀直线动竖直方向做匀直线直线动据电场度和电势差的关系及场和电场力的关系可得22UEd=FqEma=粒子射入电容器后的度为0v水平方向和竖直方向的V度002cos452xvvv=002sin452yvvv=射入到动到最高点u动学关系22yvad=粒子射入电场时u动能定

44、理可得21012qUmv=联立解得12:1:1UU=B l确 A粒子射入到动到最高点u动学可得2xLv t=02yvdt+=联立可得:1:1L d=A 错误 C粒子穿过电容器时最高点到穿时u动学可得1xLv t=11yvat=射入电容器到最高点有yvat=解得12yyvv=设粒子穿过电容器P水平的夹角为11tan2yxvv=粒子射入电场和水平的夹角为45=()tantantan31 tantan+=C 错误 D粒子射入到最高点的过程水平方向的O移为x竖直方向的O移为212ya t=联立xxv t =2112qUmv=cos45xvv=解得2214U xydU=xxv t =02yvyt+=即解

45、得2,xL ydL=即粒子在动到最高点的过程中水平和竖直O移均P电荷量和质量无关最高点到射电容器过程同理1xxLv t =11yva t =11110244yvxLyt+=即轨迹O会化D l确2 故选 BD2 5 2023山西山西统考统考高高考真题考真题密立油滴实验的示意图如图所示2两水平金属平PQ放置间距固定可P中央的小孔向两间喷入大小O同1带电量O同1密度相同的小油滴2两间O电压时油滴 a1b在力和空气阻力的作用Q竖直向Q匀动率V别为 v0104v两间P电压后P为l极 这两个油滴很快达到相同的率02v均竖直向Q匀动2油滴可视为球形所空气阻力大小P油滴半径1动率成l比比例系数视为常数2O计空

46、气浮力和油滴间的相互作用2 1求油滴 a 和油滴 b 的质量之比 2判断油滴 a 和油滴 b所带电荷的l负并求 a1b所带电荷量的对值之比2 0答案1 18:1 2油滴 a带负电油滴 b带l电4:1 0解1 1设油滴半径 r密度为 油滴质量343mr=率为 v 时阻力fkrv=当油滴匀Q落时mgf=解得34kvrvg=可知00214abrvrv=3381aabbmrmr=2两间P电压后P为l极 这两个油滴很快达到相同的率02v可知油滴 a做减动油滴b做动 可知油滴a带负电 油滴b带l电 当再次匀Q落时 对au力平衡可得aaaq Efm g+=w中00122aaavfm gm gv=对 bu力平

47、衡可得bbbfq Em g=w中002214bbbvfm gm gv=联立解得421aabbqmqm=考向考向 1电场力电场力的性质的性质 1 2024湖北湖北武汉武汉校校联联考模拟考模拟预测预测如图为一l方体ABCDEFGH在 A1 G两顶点V别固定等量l1负点电荷以无处电势为零Q列说法l确的是 A顶点 D1F 两处电势相等 B顶点 B1H两处场相同 Cl方体的 12 条棱P共有 3 个点电势为零 D将一l试探电荷 D移到 C和 B移到 F电势能减小相同数值 0答案1BD 0解1A因为l负电荷是等量异种电荷而 D点更靠l电荷F 点更靠负电荷所以 D点的电势大于 F 点的电势故 A 项错误 B

48、电场度是矢量w叠遵循平行四边形定u于 B点到l电荷和负电荷的距离P H 点到负电荷和l电荷的距离相等u电场的叠性和对性可知这两点的电场度大小和方向相同故 B 项l确 C因为l负电荷是等量异种电荷w连线的中垂面为等势面电势皆为零等势面Pl方体的 12 条棱的交点Ok 3 个点所以l方体的 12 条棱POk有 3 个点电势为零故 C 项错误 D因为l负电荷是等量异种电荷而 D点更靠l电荷F 点更靠负电荷所以 D点的电势大于 F 点的电势而 B 点更靠l电荷C 点更靠负电荷所以 B点的电势大于 C点的电势u于是在l方体中u电场的叠P对性可知D点和 B点电势相同C 点和 F 点的电势相同2即DCBFU

49、U=u电场力做公式有WqU=所以将一l试探电荷 D移到 C和 B移到 F电场力做相同即电势能减少量相同故 D 项l确2 故选 BD2 2 多多选选 2024福建福建州统州统考二模考二模如图l方形的四个顶点 A1B1C1D V别固定等量的点电荷w中 A1B处的点电荷带l电C1D处的点电荷带负电M1N为 AB边的O等V点O 点为l方形的中心点无电势为零2Q列说法l确的是 AO点的电势为零 BO点的场为零 CM1N 两点的电势相同 DM1N 两点的场相同 0答案1AC 0解1A据点电荷的V布及 O 点的O置可知O点为 A1C 处等量异种点电荷连线的中点同时_是B1D处等量异种点电荷连线的中点而等量异

50、种点电荷连线的中垂面为等势面电势为零因m可知 O点处的电势为 0故 A l确 BA处点电荷在 O 点的场沿着 OC指向 CB 处点电荷在 O 点的场沿着 OD指向 DC 点处的点电荷在 O 点的场沿着 OC 指向 CD 点处的场沿着 OD指向 D四个点电荷电量相等距 O 点的距离相等在 O点产生的场的大小相等据电场度的矢量算法可知O点处的场大小O为零方向竖直向P故 B 错误 C电势为标量YO研 C1D 处的点电荷M1N关于 A1B处的等量同种点电荷连线的中点对据对性可知 M1N 两点在 A1B 处电荷形成的电场中电势相等w次O研 A1B 处点电荷M1N两点在 C1D 处点电荷形成的电场中关于两