第1課 帶電粒子在電場中的運動,題型一、 電場性質(zhì)的理解與應用,例1 (2015新課標)如圖所示，直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點，四點處的電勢分別為M、N、P、Q，一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中，電場力所做的負功相等，則( ) A直線a位于某一等勢面內(nèi)，MQ B直線c位于某一等勢面內(nèi)，MN C若電子由M點運動到Q點，電場力做正功 D若電子由P點運動到Q點，電場力做負功,方法點撥：電場性質(zhì)的判斷思路 (1)明確電場的電場線與等勢面的分布規(guī)律； (2)利用電場線的疏密分布規(guī)律或場強的疊加原理判定場強的強弱； (3)根據(jù)電場線的方向、電場線的疏密及電勢能的大小分析電勢的高低； (4)應用電場力做功與電勢能改變之間的關(guān)系判定電勢能的大小或電場力做功情況,題型二、與平行板電容器有關(guān)的電場問題,例2 (2015新課標)如圖，兩平行的帶電金屬板水平放置若在兩板中間a點從靜止釋放一帶電微粒，微粒恰好保持靜止狀態(tài)現(xiàn)將兩板繞過a點的軸(垂直于紙面)逆時針旋轉(zhuǎn)45，再由a點從靜止釋放一同樣的微粒，該微粒將( ) A保持靜止狀態(tài) B向左上方做勻加速運動 C向正下方做勻加速運動 D向左下方做勻加速運動,解析：現(xiàn)將兩板繞過a點的軸(垂直于紙面)逆時針旋轉(zhuǎn)時，兩板間的電場強度不變，電場力也不變，所以現(xiàn)將兩板繞過a點的軸(垂直于紙面)逆時針旋轉(zhuǎn)后，帶電微粒受兩大小相等的力的作用，合力方向向左下方，故微粒將向左下方做勻加速運動，故D正確，A、B、C錯誤 答案：D,方法點撥：(1)明確平行板電容器中的哪些物理量是不變的，哪些物理量是變化的以及怎樣變化 (2)根據(jù)控制變量法對電容的變化進行綜合分析，得出結(jié)論,變式訓練 2(2015天津高考)如圖所示氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無初速地飄入電場線水平向右的加速電場E1，之后進入電場線豎直向下的勻強電場E2發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在屏上整個裝置處于真空中，不計粒子重力及其相互作用，那么(AD) A偏轉(zhuǎn)電場E2對三種粒子做功一樣多 B三種粒子打到屏上的速度一樣大 C三種粒子運動到屏上所用的時間相同 D三種粒子一定打到屏上的同一位置,題型三、 帶電粒子在電場中的加速或偏轉(zhuǎn),例3 (2015新課標)如圖，一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子在勻強電場中運動，A、B為其運動軌跡上的兩點已知該粒子在A點的速度大小為v0，方向與電場方向的夾角為60；它運動到B點時速度方向與電場方向的夾角為30.不計重力求A、B兩點間的電勢差,方法點撥：高考對電場強度的考查，往往會和對電勢的考查結(jié)合在一起進行，目的就是刻意對考生制造思維上的混亂，以此來考查考生對物理基本概念的區(qū)分和辨別能力,題型四、 帶電體在電場中的運動,例4 (2015四川高考)如圖所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點是P，直徑MN水平，a、b是兩個完全相同的帶正電小球(視為點電荷)，b固定在M點，a從N點靜止釋放，沿半圓槽運動經(jīng)過P點到達某點Q(圖中未畫出)時速度為零則小球a( ) A從N到Q的過程中，重力與庫侖力的合力先增大后減小 B從N到P的過程中，速率先增大后減小 C從N到Q的過程中，電勢能一直增加 D從P到Q的過程中，動能減少量小于電勢能增加量,解析：a球從N點靜止釋放后，受重力mg、b球的庫侖斥力FC和槽的彈力N作用，a球在從N到Q的過程中，mg與FC的夾角逐漸減小，不妨選假設(shè)FC的大小不變，隨著的減小mg與FC的合力F將逐漸增大，況且，由庫侖定律和圖中幾何關(guān)系可知，隨著的減小FC逐漸增大，因此F一直增加，故選項A錯誤；在a球在從N到Q的過程中，a、b兩小球距離逐漸變小，電場力一直做負功，電勢能一直增加，故選項C正確；顯然在從P到Q的過程中，根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒可知，其電勢能增加量等于其機械能的減少量，b球在Q點時的重力勢能大于其在P點時的重力勢能，因此該過程中動能一定在減少，且其減少量一定等于其電勢能與重力勢能大于其在P點時的重力勢能，因此該過程中動能一定在減少，且其減少量一定等于其電勢能與重力勢能增加量之和，故選項D錯誤；既然在從P到Q的過程中，b球的動能在減少，因此其速率也在減小，而開始在N點時速率為0，開始向下運動中，其速率必先增大，故選項B正確 答案：BC,方法點撥：帶電體在電場中運動問題的分析思路 (1)分析物體的運動規(guī)律，區(qū)分是在電場中的直線運動還是偏轉(zhuǎn)運動問題 (2)對于直線運動問題，可根據(jù)對物體的受力分析與運動分析，從以下兩種途徑進行處理： 如果是帶電體受恒定電場力作用下的直線運動問題，應用牛頓第二定律找出加速度，結(jié)合運動學公式確定帶電體的速度、位移等 如果是非勻強電場中的直線運動，一般利用動能定理研究全過程中能的轉(zhuǎn)化，研究帶電體的速度變化運動的位移等 (3)當帶電體從一個電場區(qū)域進入另一個電場區(qū)域時，要注意分析帶電體的運動規(guī)律的變化及兩區(qū)域電場交界處的有關(guān)聯(lián)的物理量，這些關(guān)聯(lián)量往往是解決問題的突破口,變式訓練 4(2015廣東高考)如圖所示的水平勻強電場中，將兩個帶電小球M和N分別沿圖示路徑移動到同一水平線上的不同位置，釋放后，M、N保持靜止，不計重力，則(BD) AM的帶電量比N大 BM帶負電荷，N帶正電荷 C靜止時M受到的合力比N大 D移動過程中勻強電場對M做負功,解析：本題考查了靜電場知識，由于電場中M、N都保持靜止，以M、N整體為研究對象，根據(jù)平衡條件和電場強度方向的規(guī)定，可判斷出M、N一定帶等量的異種電荷，選項A錯誤；若M帶正電，N帶負電，則M、N不能保持靜止，要相互靠近，不符題意，故只能M帶負電，N帶正電，選項B正確；靜止時，M、N所受的合力均為0，選項C錯誤；根據(jù)電勢能Epq，由于M帶負電，沿電場線方向電勢降低，在移動M過程中電勢能增加，電場力對M做負功(或者由功WEqscos ，為電場力和位移的方向夾角為鈍角，W0，做負功),