【物理】2018届二轮复习考前第8天学案（全国通用）

【物理】2018届二轮复习考前第8天学案（全国通用）

考前第8天　电场和带电粒子在电场中的运动 高频考点15　库仑定律(Ⅱ)‎ ‎(1)点电荷是指带有一定的电量，而没有体积的带电体.点电荷是一种理想化的物理模型，实际上不存在.点电荷不同于元电荷，也不同于检验电荷或试探电荷.‎ ‎(2)库仑定律：F＝k，其中k为静电力常量，k＝9.0×109 N·m2/C2.库仑定律适用于真空中的点电荷.‎ ‎(3)电场力作用下的电荷平衡及运动问题处理方法和在力学中是一样的.‎ 高频考点16　电场强度、点电荷的场强(Ⅱ)‎ ‎(1)电场强度：定义式为E＝，点电荷的场强公式为E＝k，Q为场源电荷的电荷量.匀强电场E＝，式中的d指的是沿场强方向上的两点间的距离.‎ ‎(2)方向：与正电荷受电场力的方向相同，与负电荷受电场力的方向相反.‎ ‎(3)与电场线的关系：电场线的切向方向为该点的场强方向，电场线疏密表示场强的大小.‎ ‎(4)电荷在电场中某点受电场力的方向指向电荷运动轨迹的弯曲方向，且与电场线的切向在一条直线上.‎ 高频考点17　电势能、电势(Ⅰ)　电势差(Ⅱ)‎ 匀强电场中电势差与电场强度的关系(Ⅱ)‎ ‎(1)电势能大小比较：①电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加.②正电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小，负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大.‎ ‎(2)电势差：定义式为UAB＝，电场力做功W＝qU.‎ ‎(3)电势：①选好零电势点后，某点的电势就是该点与零电势点间的电势差.②沿场强方向(或电场线方向)电势降低.③电势与电场强度没有必然的联系，场强大，电势不一定高，电势为零，电场强度不一定为零，反之亦然.‎ ‎(4)等势面：电场中由电势相等的点构成的面叫等势面；其特点有：①等势面一定与电场线垂直；②在同一等势面上移动电荷电场力不做功.‎ ‎(5)匀强电场中电势差与电场强度的关系U＝Ed或E＝，式中的d指的是沿场强方向上的两点间的距离，可见电场强度的方向就是电势降落最快的方向.‎ 高频考点18　带电粒子在匀强电场中的运动(Ⅱ)‎ ‎(1)带电粒子的分类 ‎①基本粒子：指微观粒子，如电子、质子、氦核、离子等，除特别说明外，一般都不考虑自身重力.‎ ‎②带电微粒：指微观颗粒，如液滴、尘埃、小球等，除特别说明外，一般都要考虑自身重力.‎ ‎(2)带电粒子的加速 初速度为0时，qU＝ΔEk＝mv2－0得v＝ .‎ 初速度不为0时，qU＝mv2－mv得v＝.‎ ‎(3)带电粒子在匀强电场中的偏转 如图1所示，板长为L，板间距离为d，板间电压为U，带电粒子沿平行于带电金属板以初速度v0进入偏转电场，飞出电场时速度的方向改变角为α.‎ 图1‎ ‎①知道在偏转电场中的两个分运动：垂直电场方向的匀速运动，vx＝v0，平行电场方向的初速度为零，加速度为的匀加速直线运动，vy＝at＝.‎ ‎②偏向角tan α＝＝ ‎③飞出电场时，竖直方向位移y＝at2＝ ‎④沿速度v反方向延长交MN于Q点，‎ 则QN＝＝.‎ 例1　关于静电场，下列说法正确的是(　　)‎ A.电势等于零的物体一定不带电 B.电场强度为零的点，电势一定为零 C.同一电场线上的各点，电势一定相等 D.负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 解析　 ‎ 静电场中，电势具有相对性，电势为零的物体不一定不带电，故A错误；静电场中，电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零，故B错误；沿场强方向电势减小，电场线的切线方向表示电场强度的方向，故沿电场线电势一定降低，故C错误；电场线的切线方向表示电场强度的方向，负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负功，电势能增加，故D正确.‎ 答案　D 说明　本题考查学生对静电场相关概念和规律的理解，属于容易题.‎ 例2　如图2所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q的固定点电荷.已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)(　　)‎ 图2‎ A.k B.k C.k D.k 解析　电荷量为q的点电荷在b处产生电场强度为E＝k，而b点处的场强为零，则圆盘在此处产生的电场强度也为E＝k.那么圆盘在d点处产生的电场强度为E＝k.而电荷量为q的点电荷在d处产生的电场强度为E′＝k＝k，由于两者在d处产生的电场强度方向相同，所以两者在d处产的生电场强度为k，故B正确，A、C、D错误.‎ 答案　B 说明　本题考查学生对库仑定律、对称性和场强叠加原理的理解，难度适中.‎ 例3　(多选)如图3所示，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　根据题意可知，粒子做直线运动，则电场力与重力的合力与速度方向反向，粒子做匀减速直线运动，因此A错误，D正确；由A选项分析可知，电场力做负功，则电势能增加，故B正确；因电场力做负功，电势能增加，导致动能减小，故C错误.‎ 答案　BD 说明　本题通过将常规的水平平行板电容器倾斜一个角度，让带电粒子在电场力和重力的共同作用下做直线运动，构造出新的物理情景.考查电场的性质、力的合成、牛顿第二定律、电势能等基本物理概念和规律.突出考查学生的推理能力，难度适中.‎ 例4　如图4所示，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h.质量均为m、带电量分别为＋q和－q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区域(两粒子不同时出现在电场中).不计重力，若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于(　　)‎ 图4‎ A. B. C. D. 解析　由带电粒子在电场中的运动规律可知，两带电粒子的运动轨迹对称，则相切处必为两运动水平位移相同处，即为该矩形区域的中心，以带电粒子＋q为研究对象，水平位移为时，竖直位移为.由＝v0t，＝at2，a＝，得v0＝ ，所以B项正确.‎ 答案　B 说明　本题考查带电粒子在电场中类平抛运动的规律、对称性，突出考查学生的理解能力，难度适中.‎