2016高考導(dǎo)航適用于全國卷,專題三 電場與磁場,專題三 電場與磁場,第1講 電場、帶電粒子在電場中的運(yùn)動,專題三 電場與磁場,熱點(diǎn)一 對電場性質(zhì)的考查 命題規(guī)律 靜電場的性質(zhì)與特點(diǎn)以及常見電場的分布規(guī)律 問題是近幾年高考的熱點(diǎn)，分析近幾年的高考命題，命題規(guī) 律主要有以下幾點(diǎn)： (1)以選擇題形式考查電場的疊加(2)以選擇題形式考查等量電荷或不等量電荷的電場的分布與電場強(qiáng)度、電勢、電 勢 能的大小比較問題(3)以選擇題形式考查電場力做功與電勢 能的改變之間的關(guān)系,1.(多選)(2015高考海南卷)如圖，兩電荷量分 別為Q(Q0)和Q的點(diǎn)電荷對稱地放置在x軸 上原點(diǎn)O的兩側(cè)，a點(diǎn)位于x軸上O點(diǎn)與點(diǎn)電荷 Q之間，b點(diǎn)位于y軸O點(diǎn)上方取無窮遠(yuǎn)處的 電勢為零下列說法正確的是( ) Ab點(diǎn)電勢為零，電場強(qiáng)度也為零 B正的試探電荷在a點(diǎn)的電勢能大于零，所受電場力方 向 向右 C將正的試探電荷從O點(diǎn)移到a點(diǎn)，必須克服電場力做功 D將同一正的試探電荷先后從O、b兩點(diǎn)移到a點(diǎn)，后者電 勢能的變化較大,BC,突破點(diǎn)撥 (1)取無窮遠(yuǎn)處的電勢為零，則y軸上各點(diǎn)的電勢為_,在x0的區(qū)域各點(diǎn)電勢_ (2)在x軸上Q和Q之間電場方向向_，在y軸上各點(diǎn)的場強(qiáng)方向向_沿y軸移動電荷，電場力是否做功？,解析：由于y軸為Q和Q的對稱軸，故y軸為等勢線，因此沿y軸移動試探電荷，試探電荷的電勢能不變，電場力不做功,答案：見解析,B,3(2015遼師大附中二模)如圖所示,一重 力不計(jì)的帶電粒子以某一速度進(jìn)入負(fù)點(diǎn)電 荷形成的電場中，且只在電場力作用下依 次通過M、N、P三點(diǎn)，其中N點(diǎn)是軌跡上 距離負(fù)點(diǎn)電荷最近的點(diǎn)若粒子在M點(diǎn)和 P點(diǎn)的速率相等，則( ) A粒子在N點(diǎn)時(shí)的速率最大 BUMNUNP C粒子在N點(diǎn)時(shí)的加速度最大 D粒子在M點(diǎn)時(shí)的電勢能大于其在N點(diǎn)時(shí)的電勢能,C,方法技巧 (1)分析電荷受電場力情況時(shí)，首先明確電場的電場線分布規(guī)律，再利用電場線的疏密分布規(guī)律或場強(qiáng)的疊加原理判定 場強(qiáng)的強(qiáng)弱 (2)分析電勢的高低常根據(jù)電場線的指向進(jìn)行判斷 (3)比較電勢能的大小或分析電勢能的變化，可以根據(jù)電場力做正功，電勢能減??；做負(fù)功，電勢能增大判斷，也可根 據(jù)正電荷在電勢高處電勢能大，負(fù)電荷在電勢低處電勢能大 來判斷,熱點(diǎn)二 有關(guān)平行板電容器問題 命題規(guī)律 平行板電容器問題是近幾年高考中時(shí)常出現(xiàn)的考點(diǎn)，分析近幾年的高考命題，命題規(guī)律主要有以下幾點(diǎn)： (1)一般以選擇題的形式考查電容的定義式和平行板電容器 電容的決定式(2)以選擇題的形式考查極板間場強(qiáng)、極板間 的電勢、帶電粒子的電勢能及帶電粒子在電容器中的平衡和 加速問題,1.(2015南昌二模)如圖所示,平行板電容器 與電動勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接， 下極板接地閉合開關(guān)，一帶電油滴位于 兩板中央的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)現(xiàn)將 平行板電容器的上極板豎直向下移動一小段距離，則( ) A帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動 B帶電油滴將沿豎直方向向下運(yùn)動 CP點(diǎn)的電勢將降低 D電容器的電容減小，電容器的帶電量將減小,A,突破點(diǎn)撥 (1)“平行板電容器與電動勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接,下極板接地”說明：_ _. (2)“帶電油滴位于兩板中央的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)” 說明：帶電油滴受_而平衡,解析：帶電油滴沿豎直方向向上運(yùn)動的過程，只有電場力和重力做功，油滴的動能、重力勢能和電勢能的總和不變，油滴的動能增大，故電勢能和重力勢能之和減小,答案：見解析,(2)在上述題1中，若電容器充電穩(wěn)定后，斷開電源，試分 析當(dāng)電容器下極板豎直向上移動一小段距離后，帶電油滴將如何運(yùn)動，其電勢能如何變化,答案：見解析,D,3.(多選)(2015石家莊一模)如圖所示，D是 一個(gè)具有單向?qū)щ娦缘睦硐攵O管，水平 放置的平行板電容器AB內(nèi)部原有帶電 微粒P處于靜止?fàn)顟B(tài)下列措施中，關(guān)于 P的運(yùn)動情況的說法中正確的是( ) A保持S閉合，增大A、B板間距離，P仍靜止 B保持S閉合，減小A、B板間距離，P向上運(yùn)動 C斷開S后，增大A、B板間距離，P向下運(yùn)動 D若B板接地，斷開S后，A板稍下移，P的電勢能不變,ABD,1.(2015高考安徽卷)在xOy平面內(nèi)，有沿y軸負(fù)方向的 勻強(qiáng) 電場，場強(qiáng)大小為E(圖中未畫出)，由A點(diǎn)斜射出質(zhì)量為 m、 帶電荷量為q的粒子，B和C是粒子運(yùn)動軌跡上的兩點(diǎn) ，如 圖所示，其中l(wèi)0為常數(shù)粒子所受重力忽略不計(jì)求： (1)粒子從A到C過程中電場力對它做的功； (2)粒子從A到C過程所經(jīng)歷的時(shí)間； (3)粒子經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速率,答案：見解析,(2)在上述題1中，求粒子在A點(diǎn)時(shí)的速度,答案：見解析,2(多選)(2015高考江蘇卷)一帶正電的小球向右水 平拋入 范圍足夠大的勻強(qiáng)電場，電場方向水平向左不計(jì)空氣阻力,則小球( ) A做直線運(yùn)動 B做曲線運(yùn)動 C速率先減小后增大 D速率先增大后減小 解析 小球運(yùn)動時(shí)受重力和電場力的作用，合力F方向與初速度v0方向不在一條直線上，小球做曲線運(yùn)動,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確.將初速度v0分解為垂直于F方向的v1和沿F反方 向 的v2,根據(jù)運(yùn)動與力的關(guān)系,v1的大小不變,v2先減小后反向增大,因此小球的速率先減小后增大，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤,BC,D,總結(jié)提升 帶電粒子在電場中的運(yùn)動問題的解題思路 (1)首先分析粒子的運(yùn)動規(guī)律，區(qū)分是在電場中的直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動問題 (2)對于直線運(yùn)動問題，可根據(jù)對粒子的受 力分析 與運(yùn) 動 分析，從以下兩種途徑進(jìn)行處理： 如果是帶電粒子在恒定電場力作用下做直線運(yùn)動的問題,應(yīng)用牛頓第二定律找出加速度，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式確定帶 電粒 子的速度、位移等 如果是非勻強(qiáng)電場中的直線運(yùn)動,一般利用動能定理研究全過程中能的轉(zhuǎn)化,研究帶電粒子的速度變化、運(yùn)動的位移等. (3)對于曲線運(yùn)動問題，一般是類平拋運(yùn)動模型，通常采 用運(yùn)動的合成與分解方法處理通過對帶電粒子的受力 分析和 運(yùn)動規(guī)律分析，應(yīng)用動力學(xué)方法或功能方法求解,范例 (17分)兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板如圖甲所示，大量電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)由靜止開始，經(jīng)電壓為U0的 電 場加速后，連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入兩 板之間，當(dāng)兩板均不帶電時(shí)，這些電子通過兩板之間的時(shí)間 為3t0；當(dāng)在兩板間加如圖乙所示的周期為2t0、幅值恒為U0的周期性電壓時(shí)，恰好能使所有電子均從兩板間通過(不計(jì)電子重力)問：,(1)這些電子通過兩板之間后，側(cè)向位移(垂直于射入速度方向上的位移)的最大值和最小值分別是多少？ (2)側(cè)向位移分別為最大值和最小值的情況下，電子在剛穿出兩板之間時(shí)的動能之比為多少？,總結(jié)提升 (1)對于帶電粒子在交變電場中的直線運(yùn)動,一般多以加速、 勻速或減速交替出現(xiàn)的多運(yùn)動過程的情景出現(xiàn)解決的方 法：根據(jù)力與運(yùn)動的關(guān)系分析帶電粒子一個(gè)變化周期內(nèi)相 關(guān)物理量的變化規(guī)律借助運(yùn)動圖象進(jìn)行運(yùn)動過程分析， 找出每一運(yùn)動過程(或階段)中相關(guān)物理量間的關(guān)系，進(jìn)行歸 納、總結(jié)、推理，尋找?guī)щ娏Ｗ拥倪\(yùn)動規(guī)律 (2)對于帶電粒子在交變電場中的曲線運(yùn)動，解決的方法仍然 是應(yīng)用運(yùn)動的合成與分解的方法，把曲線運(yùn)動分解為兩個(gè)直 線運(yùn)動，然后應(yīng)用動力學(xué)或功能關(guān)系加以解決,最新預(yù)測 1(多選)(2015哈爾濱一模)如圖甲所示，平行金屬板中央 有一個(gè)靜止的電子(不計(jì)重力)，兩板間距離足夠大當(dāng) 兩板 間加上如圖乙所示的交變電壓后，圖中反映電子速度v、位移x和加速度a三個(gè)物理量隨時(shí)間t的變化規(guī)律可能正確的是( ),AD,(1)粒子通過電場區(qū)域的時(shí)間； (2)粒子離開電場時(shí)的位置坐標(biāo)； (3)粒子通過電場區(qū)域后沿x方向的速度大小,答案：見解析,