（优化方案）2015年高考物理二轮复习综合讲义 专题七+电场、带电粒子在电场中的运动（导学导练，含详解）

（优化方案）2015年高考物理二轮复习综合讲义 专题七+电场、带电粒子在电场中的运动（导学导练，含详解）内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 、带电粒子在电场中的运动热点一对电场性质的考查命题规律：静电场的性质与特点以及常见电场的分布规律问题是近几年高考的热点，分析近几年的高考命题，命题规律主要有以下几点：(1)以选择题形式考查电场的叠加(2)以选择题形式考查等量电荷或不等量电荷的电场的分布与电场强度、电势、电势能的大小比较问题(3)以选择题形式考查电场力做功与电势能的改变之间的关系1.(2014高考重庆卷)如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线两电子分别从 a、b 两点运动到 c 点，设电场力对两电子做的功分别为 b，a、b 点的电场强度大小分别为 b，则( )AW aW 2、b，E aBW aW b，E a aW b，E 正确答案多选)(2014高考新课标全国卷)如图，在正点电荷 Q 的电场中有M、N、P、F 四点，M 、N 、P 为直角三角形的三个顶点，F 为 中点，M30、P、F 四点处的电势分别用 M、 N、 P、 知 M N ， P F，点电荷 Q 在 M、N、P 三点所在平面内，则 ()A点电荷 Q 一定在 连线上B连接 线段一定在同一等势面上C将正试探电荷从 P 点搬运到 N 点，电场力做负功D M解析电场是由正点电荷产生的，所以电场线由正点电荷指向无穷远处，并且跟点电荷距离相等的点，电势相等，场强大小相等由于M N， P F，所以点电荷 Q 到 M 3、和 N 的距离相等，到 P 和 F 的距离相等，即过 F 作 中垂线，然后作 中垂线，两中垂线的交点为点电荷 Q 所在的位置，由几何知识得 Q 在 ，如图所示，选项 A 正确；点电荷形成的电场中等势面是球面，故选项 B 错误；正试探电荷与 Q 同号，所以受斥力作用，故将其从 P 点搬运到 N 点时，电场力做正功，故选项 C 错误；由几何关系知点电荷 Q 距 P 的距离小，所以 以选项 C 错误5(2014高考山东卷)如图，半径为 R 的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔 外空间的电场，与将球壳上的全部电高中物理资源下载平台世昌的博客 一带正电的试探电荷( 不计重力)从球心以初动能 向射出下列关于试 4、探电荷的动能 离开球心的距离 r 的关系图线，可能正确的是()解析：选 受静电力作用，做匀速直线运动，故动能试探电荷在球壳外部运动时，根据库仑定律，试探电荷受到的库仑斥力越来越小，故试探电荷做加速度减小的加速运动，试探电荷的动能越来越大，但增大得越来越慢选项 A 正确，选项 B、C、D 错误6(2014高考山东卷)如图，场强大小为 E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域 平边 为 s，竖直边 为 m、带电量分别为q 和 q 的两粒子，由 a、c 两点先后沿 向以速率 入矩形区(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 于()A. B. s2 D. s4 据平抛运动的规律解 5、决问题根据对称性，两粒子轨迹的切点位于矩形区域 中心则在水平方向有 sv 0t，在竖直方向有12h 得 正确，选项 A、C、D 错误12 122014高考天津卷)如图所示，平行金属板 A、B 水平正对放置，分别带等量异号电荷一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么()A若微粒带正电荷，则 A 板一定带正电荷B微粒从 M 点运动到 N 点电势能一定增加C微粒从 M 点运动到 N 点动能一定增加D微粒从 M 点运动到 N 点机械能一定增加解析：选 合功能关系求解A分析微粒的运动轨迹可知，微粒的合力方向一定竖直向下，由于微粒的重力不可忽略，故微粒所受的电场力可能 6、向下，也可能向上，故 A 错误B微粒从 M 点运动到 N 点，电场力可能做正功，也可能做负功，故微粒的电势能可能减小，也可能增大，故 B 错误C微粒从 M 点运动到 N 点过程中，合力做正功，故微粒的动能一定增加，C 正确高中物理资源下载平台世昌的博客 微粒从 M 点运动到 N 点的过程中，除重力之外的电场力可能做正功，也可能做负功，故机械能不一定增加，D 错误8平行板间有如图所示的周期性变化的电压重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从 t 0 时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况在下列图象中，能正确定性描述粒子运动速度图象的是()解析：选 时间内粒子做初速度为零的匀加速直线运动. T 时间内 7、做加速度恒定的2匀减速直线运动，由对称性可知，在 T 时速度减为零此后周期性重复运动，故 A 正确9(2014太原一模)一匀强电场的电场强度 E 随时间 t 变化的图象如图所示，在该匀强电场中，有一个带电粒子于 t0 时刻由静止释放，若带电粒子只受电场力作用，则下列说法中正确的是()A带电粒子只向一个方向运动B02 s 内，电场力所做的功等于零C4 s 末带电粒子回到原出发点D s 内，速度的改变等于零解析：选 电粒子在第 1 s 内的加速度 a，为第 2 s 内加速度 a 的 ，因此先加速 1 s 再减速 0.5 s，速2度为零，接下来的 1.5 s 将反向加速，vt 图象如图所示，所以选项 8、 A 错；在 02 s 内，带电粒子的初速度为零，但末速度不为零，由动能定理可知电场力所做的功不为零，选项B 错误；vt 图象中图线与坐标轴围成的图形的面积为物体的位移，由对称性可以看出，前 4 s 内的位移不为零，所以带电粒子不会回到原出发点，所以 C 错误； s 内，v 4，故 v0，选项 D 正确二、计算题10(2014成都模拟)如图所示，板长 L10 间距离 d10 的左侧有与水平方向成 60角斜向右上方的匀强电场，某时刻一质量为 m、带电量为 q 的小球由 O 点静止释放，沿直线 电容器 C 的中线水平进入，最后刚好打在电容器的上极板右边缘，O 到 A 的距离 x45 g 取 10 9、m/：3(1)电容器外左侧匀强电场的电场强度 E 的大小；(2)小球刚进入电容器 C 时的速度 v 的大小；(3)电容器 C 极板间的电压 世昌的博客 ：(1)由于带电小球做直线运动，因此小球所受合力沿水平方向，则：，解0得 E )从 O 点到 A 点，由动能定理得：0 12解得：v3 m/s.(3)小球在电容器 C 中做类平抛运动，水平方向：L竖直方向： 2a g联立求解得 U 1) (2)3 m/s(3)2302014高考安徽卷)如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为 C，极板间距离为 d，上极板正中有一小孔质量为 m，电荷量为q 的小球从小孔正上方高 h 处由静止开始下落，穿过小 10、孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为 g)求：(1)小球到达小孔处的速度；(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间解析：(1)由 v )在极板间带电小球受重力和电场力作用，由牛顿运动定律知：qEv 22mgh d，电容器所带电荷量 QC h dq(3)由 h 0v，tt 1t 212 21整理得 t 1) (2) h dqd mgh dq(3)h 金属板 A、B 间加上如图乙所示的大小不变、方向周期性变化的交变电压，其周期为 T，现有电子以平行于金属板的速度 两板中央射入(如图甲所示)已知电子的质量为 m 11、，电荷量为 e，不计电子的重力，求：高中物理资源下载平台世昌的博客 (1)若电子从 t0 时刻射入，在半个周期内恰好能从 A 板的边缘飞出，则电子飞出时速度的大小为多少。 (2)若电子从 t0 时刻射入，恰能平行于金属板飞出，则金属板至少为多长。 (3)若电子恰能从两板中央平行于板飞出，电子应从哪一时刻射入。 两板间距至少为多大。 解析：(1)由动能定理得：e 2 12 20解得 v )t0 时刻射入的电子，在垂直于极板方向上做匀加速运动，向正极板方向偏转，半个周期后电场方向反向，则继续在该方向上做匀减速运动，再经过半个周期，电场方向上的速度减到零，实际速度等于初速度 行于极板，以后继续重复这样的运动要使电子恰能平行于金属板飞出，则在 向上至少运动一个周期，故极板长至少为Lv 0T.(3)若要使电子从极板中央平行于极板飞出，则电子在电场方向上应先加速、再减速，反向加速再减速，每段时间相同，一个周期后恰好回到 线可见应在t k (k0,1,2 ，) 时射入2极板间距离要求满足在加速、减速阶段电子不打到极板上由牛顿第二定律有 a 2124) d 1) (2) 3) k (k0,1,2，)4 T2 m。