高考物理 熱點(diǎn)預(yù)測 4.7電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動課件

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1、第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動【考綱資訊考綱資訊】電荷電荷守恒定律點(diǎn)電荷電荷電荷守恒定律點(diǎn)電荷 庫侖定律庫侖定律 靜電場電場線電勢能電勢等勢面靜電場電場線電勢能電勢等勢面 電場強(qiáng)度點(diǎn)電荷的場強(qiáng)電勢差電場強(qiáng)度點(diǎn)電荷的場強(qiáng)電勢差 勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動 電容電容器電容電容器 【考情快報考情快報】1.1.單獨(dú)考查電場的性質(zhì)與特點(diǎn)等考點(diǎn)時，題型一般為選擇題；單獨(dú)考查電場的性質(zhì)與特點(diǎn)等考點(diǎn)時，題型一般為選擇題；考查帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動時，題型一般為計算題。考查帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動時，題型一般

2、為計算題。2.2.預(yù)計預(yù)計20132013年高考對該講的考查主要體現(xiàn)在以下幾個方面：年高考對該講的考查主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)(1)電場的性質(zhì)與特點(diǎn)結(jié)合曲線運(yùn)動條件電場的性質(zhì)與特點(diǎn)結(jié)合曲線運(yùn)動條件功能關(guān)系等主干知功能關(guān)系等主干知識點(diǎn)進(jìn)行綜合考查，一般為選擇題題型。識點(diǎn)進(jìn)行綜合考查，一般為選擇題題型。(2)(2)電容器的決定式和定義式綜合電路分析的問題考查，這類電容器的決定式和定義式綜合電路分析的問題考查，這類問題應(yīng)該出現(xiàn)在選擇題中。問題應(yīng)該出現(xiàn)在選擇題中。(3)(3)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動結(jié)合力學(xué)運(yùn)動規(guī)律帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動結(jié)合力學(xué)運(yùn)動規(guī)律功能關(guān)功能關(guān)系及電場力做功的特點(diǎn)等考點(diǎn)

3、的綜合問題的考查仍將是命題的系及電場力做功的特點(diǎn)等考點(diǎn)的綜合問題的考查仍將是命題的熱點(diǎn)。熱點(diǎn)。 【體系構(gòu)建體系構(gòu)建】【核心自查核心自查】一、電場的性質(zhì)一、電場的性質(zhì)1.1.力的性質(zhì)力的性質(zhì)(1)(1)電場強(qiáng)度的三個表達(dá)式電場強(qiáng)度的三個表達(dá)式(2)(2)電場線電場線能直觀地描述電場的能直觀地描述電場的_和和_。沿著電場線的方向電勢沿著電場線的方向電勢_，電場線密集的地方電勢降低，電場線密集的地方電勢降低得快。得快。定定 義義 式式點(diǎn)點(diǎn) 電電 荷荷勻強(qiáng)電場勻強(qiáng)電場E= E= FqE= E= 2QkrE= E= Ud強(qiáng)弱強(qiáng)弱方向方向降低降低2.2.能的性質(zhì)能的性質(zhì)(1)(1)電勢電勢定義式定義式:

4、:= = 。相對性：電勢具有相對性：電勢具有_，與零勢能點(diǎn)的選取有關(guān)。，與零勢能點(diǎn)的選取有關(guān)。(2)(2)電勢差電勢差定義式：定義式：U UABAB= = 。電勢差與電勢的關(guān)系：電勢差與電勢的關(guān)系：U UABAB=_=_，電勢差是，電勢差是_，與，與零勢能點(diǎn)的選取無關(guān)。零勢能點(diǎn)的選取無關(guān)。 (3)(3)電勢能：電場力做正功，電勢能減?。浑妶隽ψ鲐?fù)功，電電勢能：電場力做正功，電勢能減??；電場力做負(fù)功，電勢能增加。勢能增加。 pEq相對性相對性ABWq絕對的絕對的A A- -B B二、電容及帶電粒子在電場中的運(yùn)動二、電容及帶電粒子在電場中的運(yùn)動1.1.電容電容(1)(1)定義式：定義式：C= C=

5、 ，適用于任何電容器。，適用于任何電容器。(2)(2)平行板電容器的決定式：平行板電容器的決定式：C= C= ，僅適用于平行板電容器。，僅適用于平行板電容器。QUrS4 kd2.2.帶電粒子在電場中的運(yùn)動帶電粒子在電場中的運(yùn)動(1)(1)加速運(yùn)動加速運(yùn)動在如圖所示的勻強(qiáng)電場中，在如圖所示的勻強(qiáng)電場中，v v0 與與E E平行時，應(yīng)用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式求解，基本平行時，應(yīng)用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式求解，基本方程為方程為a= a= ，E= E= ，2ad= 2ad= 。非勻強(qiáng)電場中，用動能定理求解，基本方程為非勻強(qiáng)電場中，用動能定理求解，基本方程為qU= qU= 。qEmUd22t0vv

6、222111mvmv22(2)(2)偏轉(zhuǎn)運(yùn)動偏轉(zhuǎn)運(yùn)動處理方法：運(yùn)用運(yùn)動的合成與分解的思想處理，也就是初速處理方法：運(yùn)用運(yùn)動的合成與分解的思想處理，也就是初速度方向上的度方向上的_和電場力方向上的和電場力方向上的_。 偏轉(zhuǎn)規(guī)律：在如圖所示的勻強(qiáng)電場中，有以下規(guī)律偏轉(zhuǎn)規(guī)律：在如圖所示的勻強(qiáng)電場中，有以下規(guī)律偏轉(zhuǎn)位移：偏轉(zhuǎn)位移：y=y=偏轉(zhuǎn)角：偏轉(zhuǎn)角：tantan= = = = 。 勻速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動勻變速直線運(yùn)動勻變速直線運(yùn)動20qUx()2md vy0vv20qUxmdv【熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向1 1】 對電場性質(zhì)的理解與應(yīng)用對電場性質(zhì)的理解與應(yīng)用【典題訓(xùn)練典題訓(xùn)練1 1】(2012(2012重

7、慶高考重慶高考) )空間中空間中P P、Q Q兩點(diǎn)處各固定一兩點(diǎn)處各固定一個點(diǎn)電荷，其中個點(diǎn)電荷，其中P P點(diǎn)處為正電荷，點(diǎn)處為正電荷，P P、Q Q兩點(diǎn)附近電場的等勢面兩點(diǎn)附近電場的等勢面分布如圖所示，分布如圖所示，a a、b b、c c、d d為電場中的為電場中的4 4個點(diǎn)。則個點(diǎn)。則( )( )A.PA.P、Q Q兩點(diǎn)處的電荷等量同種兩點(diǎn)處的電荷等量同種B.aB.a點(diǎn)和點(diǎn)和b b點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C.cC.c點(diǎn)的電勢低于點(diǎn)的電勢低于d d點(diǎn)的電勢點(diǎn)的電勢D.D.負(fù)電荷從負(fù)電荷從a a到到c c，電勢能減少，電勢能減少【解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)】解答本題需要把握以下三點(diǎn)：解答本題需要

8、把握以下三點(diǎn)：(1)(1)電場線與等勢面垂直。電場線與等勢面垂直。(2)(2)沿著電場線方向電勢降低。沿著電場線方向電勢降低。(3)(3)電場力做功與電勢能改變之間的關(guān)系。電場力做功與電勢能改變之間的關(guān)系。 【解析解析】選選D D。圖中畫出的是等勢面的分布圖，而不是電場線。圖中畫出的是等勢面的分布圖，而不是電場線的分布圖，因為電場線與等勢面垂直，所以根據(jù)這一點(diǎn)就能夠的分布圖，因為電場線與等勢面垂直，所以根據(jù)這一點(diǎn)就能夠畫出電場線分布圖，如圖所示。電場線必須畫成從畫出電場線分布圖，如圖所示。電場線必須畫成從P P出發(fā)終止出發(fā)終止于于Q Q，所以，所以Q Q必是負(fù)電荷，必是負(fù)電荷，A A錯誤；錯誤

9、；a a、b b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度方向不兩點(diǎn)電場強(qiáng)度方向不同，同，B B錯誤錯誤; ;沿著電場線方向電勢降低，所以沿著電場線方向電勢降低，所以c c點(diǎn)電勢高于點(diǎn)電勢高于d d點(diǎn)電點(diǎn)電勢，勢，C C錯誤；負(fù)電荷從錯誤；負(fù)電荷從a a到到c c，電場力做正功，電勢能減少，電場力做正功，電勢能減少，D D正正確。確。【典題訓(xùn)練典題訓(xùn)練2 2】(2012(2012濰坊一模濰坊一模)()(多多選選) )如圖所示，在足夠大的光滑絕緣水如圖所示，在足夠大的光滑絕緣水平面內(nèi)有一帶正電的點(diǎn)電荷平面內(nèi)有一帶正電的點(diǎn)電荷a(a(圖中未圖中未畫出畫出) )。與。與a a帶同種電荷的質(zhì)點(diǎn)帶同種電荷的質(zhì)點(diǎn)b b僅在僅在a a的

10、庫侖力作用下。以初速度的庫侖力作用下。以初速度v v0 0 ( (沿沿MPMP方向方向) )由由M M點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)運(yùn)動到N N點(diǎn)，點(diǎn)，到到N N點(diǎn)時速度大小為點(diǎn)時速度大小為v v，且，且vvvv0 0。則。則( )( )A Aa a電荷一定在虛線電荷一定在虛線MPMP下方下方B Bb b電荷在電荷在M M點(diǎn)、點(diǎn)、N N點(diǎn)的加速度大小可能相等點(diǎn)的加速度大小可能相等C Cb b電荷在電荷在M M點(diǎn)的電勢能小于在點(diǎn)的電勢能小于在N N點(diǎn)的電勢能點(diǎn)的電勢能D Db b電荷從電荷從M M點(diǎn)到點(diǎn)到N N點(diǎn)的過程中，點(diǎn)的過程中，a a電荷對其做的總功為負(fù)值電荷對其做的總功為負(fù)值【解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)】解答本題時應(yīng)

11、該注意以下三點(diǎn)：解答本題時應(yīng)該注意以下三點(diǎn)：(1)(1)曲線運(yùn)動的物體其運(yùn)動軌跡向著合外力一側(cè)彎曲，由此判曲線運(yùn)動的物體其運(yùn)動軌跡向著合外力一側(cè)彎曲，由此判定電場力的方向，確定源電荷的位置；定電場力的方向，確定源電荷的位置；(2)(2)點(diǎn)電荷電場的分布規(guī)律和特點(diǎn)；點(diǎn)電荷電場的分布規(guī)律和特點(diǎn)；(3)(3)電場力做功與電勢能變化之間的關(guān)系。電場力做功與電勢能變化之間的關(guān)系。【解析解析】選選A A、C C、D D。由質(zhì)點(diǎn)。由質(zhì)點(diǎn)b b僅在僅在a a的庫侖力作用下的運(yùn)動軌的庫侖力作用下的運(yùn)動軌跡可知，跡可知，a a電荷一定在虛線電荷一定在虛線MPMP下方，選項下方，選項A A正確；根據(jù)正確；根據(jù)v v

12、v v0 0可可知，知，N N點(diǎn)距離點(diǎn)電荷點(diǎn)距離點(diǎn)電荷a a比比M M點(diǎn)近，點(diǎn)近，b b電荷在電荷在M M點(diǎn)的加速度大小比點(diǎn)的加速度大小比N N點(diǎn)點(diǎn)小，選項小，選項B B錯誤；根據(jù)電荷錯誤；根據(jù)電荷b b的電勢能和動能之和保持不變可得，的電勢能和動能之和保持不變可得，b b電荷在電荷在M M點(diǎn)的電勢能小于在點(diǎn)的電勢能小于在N N點(diǎn)的電勢能，選項點(diǎn)的電勢能，選項C C正確；正確；b b電荷電荷從從M M點(diǎn)到點(diǎn)到N N點(diǎn)的過程中，動能減小，由動能定理可知，點(diǎn)的過程中，動能減小，由動能定理可知，a a電荷對電荷對其做的總功為負(fù)值，選項其做的總功為負(fù)值，選項D D正確。正確。 【拓展提升拓展提升】【考

13、題透視考題透視】靜電場的性質(zhì)與特點(diǎn)以及常見電場的分布規(guī)律問靜電場的性質(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)律主要有以下三點(diǎn)：要有以下三點(diǎn)：(1)(1)以選擇題的形式考查，一般考查靜電場的分布規(guī)律以選擇題的形式考查，一般考查靜電場的分布規(guī)律( (電場線電場線及等勢面規(guī)律及等勢面規(guī)律) )。(2)(2)以選擇題的形式考查電場力做功與電勢能的改變之間的關(guān)以選擇題的形式考查電場力做功與電勢能的改變之間的關(guān)系，動能定理在靜電場中的應(yīng)用。系，動能定理在靜電場中的應(yīng)用。(3)(3)得分要點(diǎn)：熟記電場的性質(zhì)及相關(guān)

14、公式。得分要點(diǎn)：熟記電場的性質(zhì)及相關(guān)公式。【借題發(fā)揮借題發(fā)揮】判斷電場性質(zhì)的一般解題思路判斷電場性質(zhì)的一般解題思路(1)(1)明確電場的電場線與等勢面的分布規(guī)律；明確電場的電場線與等勢面的分布規(guī)律；(2)(2)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；強(qiáng)弱；(3)(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；勢的高低；(4)(4)應(yīng)用電場力做功與電勢能改變之間的關(guān)系判定電勢能的大應(yīng)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。小或電場力做功

15、情況。 【創(chuàng)新預(yù)測創(chuàng)新預(yù)測】如圖所示為一個點(diǎn)電極如圖所示為一個點(diǎn)電極A A與平板電極與平板電極B B接入電源時的空間電場分接入電源時的空間電場分布圖，布圖，C C為為A A到到B B垂線的中點(diǎn)，垂線的中點(diǎn)，D D、E E為同在為同在ABAB直線上的兩點(diǎn)，直線上的兩點(diǎn)，DC=CEDC=CE，F(xiàn) F、G G處在處在DEDE的中垂線上，的中垂線上，F(xiàn)C=CGFC=CG，下列說法正確的是，下列說法正確的是 ( )( )A AA A電極的帶電量小于電極的帶電量小于B B電極的帶電量電極的帶電量B BF F點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于C C點(diǎn)的電場強(qiáng)度點(diǎn)的電場強(qiáng)度C CDCDC兩點(diǎn)間電勢差小于兩點(diǎn)間電

16、勢差小于CECE兩點(diǎn)間電勢差兩點(diǎn)間電勢差D D電子從電子從F F點(diǎn)沿直線移動到點(diǎn)沿直線移動到G G點(diǎn)，電場力先做正功，后做負(fù)功點(diǎn)，電場力先做正功，后做負(fù)功【解析解析】選選D D。A A電極與電極與B B電極接在同一電源的兩極，帶電量相電極接在同一電源的兩極，帶電量相等，選項等，選項A A錯誤；根據(jù)電場線的分布規(guī)律可知，錯誤；根據(jù)電場線的分布規(guī)律可知，F(xiàn) F點(diǎn)的電場強(qiáng)度點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于小于C C點(diǎn)的電場強(qiáng)度，選項點(diǎn)的電場強(qiáng)度，選項B B錯誤；從錯誤；從D D到到E E電場強(qiáng)度逐漸減小，電場強(qiáng)度逐漸減小，而而DC=CEDC=CE，又，又U=EU=Ed d，因此，因此DCDC兩點(diǎn)間電勢差大于兩點(diǎn)間電

17、勢差大于CECE兩點(diǎn)間電勢兩點(diǎn)間電勢差，選項差，選項C C錯誤；如圖所示，電子從錯誤；如圖所示，電子從F F點(diǎn)沿直線移動到點(diǎn)沿直線移動到G G點(diǎn)，電點(diǎn)，電子的電勢能先減小后增加，因此，電場力先做正功，后做負(fù)子的電勢能先減小后增加，因此，電場力先做正功，后做負(fù)功，選項功，選項D D正確。正確。【熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向2 2】 電容器與粒子的運(yùn)動規(guī)律電容器與粒子的運(yùn)動規(guī)律【典題訓(xùn)練典題訓(xùn)練3 3】(2012(2012新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷) )( (多選多選) )如圖如圖, ,平行板電容器的兩個極板平行板電容器的兩個極板與水平地面成一角度與水平地面成一角度, ,兩極板與一直流兩極板與一直流電源相連。若

18、一帶電粒子恰能沿圖中電源相連。若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器所示水平直線通過電容器, ,則在此過則在此過程中程中, ,該粒子該粒子( )( )A.A.所受重力與電場力平衡所受重力與電場力平衡B.B.電勢能逐漸增加電勢能逐漸增加C.C.動能逐漸增加動能逐漸增加D.D.做勻變速直線運(yùn)動做勻變速直線運(yùn)動【解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)(1)由直線運(yùn)動的條件分析帶電粒子的受力情況，并確定運(yùn)動由直線運(yùn)動的條件分析帶電粒子的受力情況，并確定運(yùn)動的性質(zhì)。的性質(zhì)。(2)(2)由動能定理分析能量的變化情況。由動能定理分析能量的變化情況?！窘馕鼋馕觥窟x選B

19、B、D D。分析帶電粒子的受力情況，畫出其受力圖如。分析帶電粒子的受力情況，畫出其受力圖如圖所示。可以看出其合力方向與其速度方向相反。所以圖所示?？梢钥闯銎浜狭Ψ较蚺c其速度方向相反。所以, ,帶電帶電粒子在電場中做勻減速直線運(yùn)動。電場力做負(fù)功，重力不做功，粒子在電場中做勻減速直線運(yùn)動。電場力做負(fù)功，重力不做功，動能減少，電勢能增加動能減少，電勢能增加, ,故選項故選項A A、C C錯誤，選項錯誤，選項B B、D D正確。正確。【典題訓(xùn)練典題訓(xùn)練4 4】(2012(2012廣東高考廣東高考)()(多選多選) )如如圖所示是靜電礦料分選器的原理示意圖圖所示是靜電礦料分選器的原理示意圖, ,帶帶電礦

20、粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場后電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場后, ,分落在分落在收集板中央的兩側(cè)收集板中央的兩側(cè), ,對礦粉分離的過程對礦粉分離的過程, ,下下列表述正確的有列表述正確的有( )( )A.A.帶正電的礦粉落在右側(cè)帶正電的礦粉落在右側(cè)B.B.電場力對礦粉做正功電場力對礦粉做正功C.C.帶負(fù)電的礦粉電勢能變大帶負(fù)電的礦粉電勢能變大D.D.帶正電的礦粉電勢能變小帶正電的礦粉電勢能變小【解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)】解答本題時應(yīng)注意以下三點(diǎn)：解答本題時應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)(1)平行板間電場方向與極板上所帶電荷電性間的關(guān)系：平行板間電場方向與極板上所帶電荷電性間的關(guān)系：“由由正極板指向負(fù)極板正極板指向負(fù)

21、極板”。(2)(2)電場力方向與場強(qiáng)方向、電荷電性間的關(guān)系。電場力方向與場強(qiáng)方向、電荷電性間的關(guān)系。(3)(3)電場力做功與電勢能變化之間的關(guān)系。電場力做功與電勢能變化之間的關(guān)系?！窘馕鼋馕觥窟x選B B、D D。由題圖可知勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向水平向左，。由題圖可知勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向水平向左，故帶正電的礦粉受水平向左的電場力作用而落在左側(cè)，故帶正電的礦粉受水平向左的電場力作用而落在左側(cè)，A A錯。錯。在帶正電的礦粉下落的過程中，由于受到向左的電場力作用而在帶正電的礦粉下落的過程中，由于受到向左的電場力作用而向左運(yùn)動，故電場力對帶正電的礦粉做正功，帶正電的礦粉電向左運(yùn)動，故電場力對帶正電的礦粉做正功

22、，帶正電的礦粉電勢能減小勢能減小, ,則則B B、D D正確。對于帶負(fù)電的礦粉而言，由于受到水正確。對于帶負(fù)電的礦粉而言，由于受到水平向右的電場力作用而向右運(yùn)動，在運(yùn)動過程中電場力對其做平向右的電場力作用而向右運(yùn)動，在運(yùn)動過程中電場力對其做正功，電勢能減小，正功，電勢能減小，C C錯。錯。 【拓展提升拓展提升】【考題透視考題透視】平行板電容器問題是近幾年高考中時常出現(xiàn)的考平行板電容器問題是近幾年高考中時常出現(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)：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)(1)一般以選擇題的形式考查電容器的定義式和平行板電容器一般以選擇題的形式考查

23、電容器的定義式和平行板電容器的決定式；的決定式；(2)(2)以選擇題的形式考查極板間場強(qiáng)以選擇題的形式考查極板間場強(qiáng)極板間的電勢、帶電粒極板間的電勢、帶電粒子的電勢能及電容器的充放電規(guī)律等問題。子的電勢能及電容器的充放電規(guī)律等問題?！窘桀}發(fā)揮借題發(fā)揮】平行板電容器問題的分析思路平行板電容器問題的分析思路(1)(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；是變化的以及怎樣變化；(2)(2)應(yīng)用平行板電容器的決定式應(yīng)用平行板電容器的決定式C= C= 分析電容器的電容的變分析電容器的電容的變化；化；(3)(3)應(yīng)用電容

24、器的定義式分析電容器帶電量和兩板間電壓的變應(yīng)用電容器的定義式分析電容器帶電量和兩板間電壓的變化情況；化情況；(4)(4)根據(jù)控制變量法對電容器的變化進(jìn)行綜合分析，得出結(jié)根據(jù)控制變量法對電容器的變化進(jìn)行綜合分析，得出結(jié)論。論。 rS4 kd【創(chuàng)新預(yù)測創(chuàng)新預(yù)測】科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，磁敏電阻科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，磁敏電阻(GMR)(GMR)的阻值隨所處空間磁場的增的阻值隨所處空間磁場的增強(qiáng)而增大，圖示電路中，強(qiáng)而增大，圖示電路中，GMRGMR為一個磁敏電阻，為一個磁敏電阻，R R、R R2 2為滑動變?yōu)榛瑒幼冏杵?，阻器，R R1 1、R R3 3為定值電阻，當(dāng)開關(guān)為定值電阻，當(dāng)開關(guān)S S1 1和和S S2 2

25、閉合時，電容器一帶閉合時，電容器一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，則電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，則( )( )A A只調(diào)節(jié)電阻只調(diào)節(jié)電阻R R，當(dāng)，當(dāng)P P1 1向右端移動時，電阻向右端移動時，電阻R R1 1消耗的電功率變消耗的電功率變大大B B只調(diào)節(jié)電阻只調(diào)節(jié)電阻R R，當(dāng)，當(dāng)P P1 1向右端移動時，帶電微粒向下運(yùn)動向右端移動時，帶電微粒向下運(yùn)動C C只調(diào)節(jié)電阻只調(diào)節(jié)電阻R R2 2，當(dāng)，當(dāng)P P2 2向下端移動時，電阻向下端移動時，電阻R R1 1消耗的電功率變消耗的電功率變大大D D只調(diào)節(jié)電阻只調(diào)節(jié)電阻R R2 2，當(dāng)，當(dāng)P P2 2向下端移動時，帶電微粒向下運(yùn)動向下端移動時，帶電微粒向下運(yùn)動

26、【解析解析】選選A A。閉合。閉合S S1 1和和S S2 2 時，帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顣r，帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)向右移動滑片態(tài)，當(dāng)向右移動滑片P P1 1時，滑動變阻器時，滑動變阻器R R接入電路的有效阻值接入電路的有效阻值增加，通過電磁鐵的電流減小，磁敏電阻所在位置的磁感應(yīng)增加，通過電磁鐵的電流減小，磁敏電阻所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度減弱，磁敏電阻的阻值減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律得強(qiáng)度減弱，磁敏電阻的阻值減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，通過電阻知，通過電阻R R1 1的電流增加，電阻的電流增加，電阻R R1 1消耗的功率消耗的功率P P1 1=I=I2 2R R1 1增增加，選項加，選項

27、A A正確；當(dāng)向右移動滑動變阻器正確；當(dāng)向右移動滑動變阻器R R的滑片的滑片 P P1 1時，通過時，通過電阻電阻R R1 1的電流增加，滑動變阻器的電流增加，滑動變阻器R R2 2兩端的電壓增加，也就是兩端的電壓增加，也就是電容器兩極板間的電壓增大，粒子所受電場力增大，電場力電容器兩極板間的電壓增大，粒子所受電場力增大，電場力大于重力，帶電微粒向上運(yùn)動，選項大于重力，帶電微粒向上運(yùn)動，選項B B錯誤；只調(diào)節(jié)電阻錯誤；只調(diào)節(jié)電阻R R2 2，當(dāng)當(dāng)P P2 2向下端移動時，磁敏電阻的阻值保持不變，滑動變阻器向下端移動時，磁敏電阻的阻值保持不變，滑動變阻器R R2 2的有效阻值增加，通過電阻的有效

28、阻值增加，通過電阻R R1 1的電流減小，電阻的電流減小，電阻R R1 1消耗的電功消耗的電功率變小，選項率變小，選項C C錯誤；電容器兩板間的電壓為錯誤；電容器兩板間的電壓為U UC C=E-U=E-U1 1-U-U內(nèi)內(nèi)-U-UGMR GMR =E-I(R=E-I(R1 1+r+R+r+RGMRGMR) ,) ,電壓增加，帶電微粒向上運(yùn)動，選項電壓增加，帶電微粒向上運(yùn)動，選項D D錯誤。錯誤。 【熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向3 3】帶電粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)帶電粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)【典題訓(xùn)練典題訓(xùn)練5 5】(2012(2012濰坊一模濰坊一模) )如圖所如圖所示，在示，在xOyxOy平面內(nèi)，一帶正

29、電的粒子自平面內(nèi)，一帶正電的粒子自A A點(diǎn)點(diǎn)經(jīng)電場加速后從經(jīng)電場加速后從C C點(diǎn)垂直射入偏轉(zhuǎn)電場點(diǎn)垂直射入偏轉(zhuǎn)電場( (視視為勻強(qiáng)電場為勻強(qiáng)電場) )，偏轉(zhuǎn)后通過極板，偏轉(zhuǎn)后通過極板MNMN上的小孔上的小孔O O離開電場，粒子在離開電場，粒子在O O點(diǎn)時的速度大小為點(diǎn)時的速度大小為v v，方向與方向與x x軸成軸成4545角斜向上，在角斜向上，在y y軸右側(cè)軸右側(cè)ydyd范圍內(nèi)有一個垂直紙面向里、磁感范圍內(nèi)有一個垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為應(yīng)強(qiáng)度大小為B B的勻強(qiáng)磁場，粒子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后垂直打在極的勻強(qiáng)磁場，粒子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后垂直打在極板板MNMN上的上的P P點(diǎn)，已知點(diǎn)，已知NCNC之間距

30、離為之間距離為d d，粒子重力不計，求：，粒子重力不計，求：(1)P(1)P點(diǎn)的縱坐標(biāo)；點(diǎn)的縱坐標(biāo)；(2)(2)粒子從粒子從C C點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)運(yùn)動到P P點(diǎn)所用的時間；點(diǎn)所用的時間；(3)(3)偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度。偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度。【解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)】解答本題時應(yīng)該注意以下三個方面：解答本題時應(yīng)該注意以下三個方面：(1)(1)分析粒子的受力情況，畫出粒子的運(yùn)動軌跡，分析粒子的分析粒子的受力情況，畫出粒子的運(yùn)動軌跡，分析粒子的運(yùn)動規(guī)律。運(yùn)動規(guī)律。(2)(2)粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動，根據(jù)運(yùn)動的合成與分解粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動，根據(jù)運(yùn)動的合成與分解規(guī)律找出初末速度之間的關(guān)系，根據(jù)兩分運(yùn)動

31、之間的聯(lián)系求解規(guī)律找出初末速度之間的關(guān)系，根據(jù)兩分運(yùn)動之間的聯(lián)系求解位移位移速度速度加速度加速度時間等物理量。時間等物理量。(3)(3)粒子在磁場中的運(yùn)動，應(yīng)根據(jù)初速度的方向和大小確定粒粒子在磁場中的運(yùn)動，應(yīng)根據(jù)初速度的方向和大小確定粒子圓周運(yùn)動的圓心和半徑。子圓周運(yùn)動的圓心和半徑?！窘馕鼋馕觥?1)(1)粒子運(yùn)動的軌跡如圖所示：粒子運(yùn)動的軌跡如圖所示：由幾何關(guān)系得，粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑由幾何關(guān)系得，粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑R= = dR= = d所以所以P P點(diǎn)的縱坐標(biāo)點(diǎn)的縱坐標(biāo)y yP P=R+2 =(2+ )d=R+2 =(2+ )d2 FD2OF2(2)(2)粒子在粒子在O O

32、點(diǎn)的分速度點(diǎn)的分速度粒子從粒子從C C運(yùn)動到運(yùn)動到O O的時間的時間粒子從粒子從O O運(yùn)動到運(yùn)動到D D的時間的時間粒子從粒子從D D運(yùn)動到運(yùn)動到P P的時間的時間粒子從粒子從C C運(yùn)動到運(yùn)動到P P所用時間所用時間xyOO2vvv2y1O2d2 2dtvv22dtv33 2 R3 2 dt( )8v4v1233 42dtttt4v(3)x(3)x方向上：方向上：粒子在磁場中運(yùn)動粒子在磁場中運(yùn)動聯(lián)立解得聯(lián)立解得答案：答案：見解析見解析 211121 qEd(v)t()t222 mmvR2dqB2EvB4【拓展提升拓展提升】【考題透視考題透視】帶電粒子在電場中的運(yùn)動問題是近幾年高考的重帶電粒子在

33、電場中的運(yùn)動問題是近幾年高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，綜合分析近幾年的高考命題，對于這一考點(diǎn)的命題點(diǎn)和熱點(diǎn)，綜合分析近幾年的高考命題，對于這一考點(diǎn)的命題規(guī)律有以下幾個方面：規(guī)律有以下幾個方面：(1)(1)以綜合計算題的形式出現(xiàn)在理綜壓軸題中，通常與磁場復(fù)以綜合計算題的形式出現(xiàn)在理綜壓軸題中，通常與磁場復(fù)合場等問題相聯(lián)系。合場等問題相聯(lián)系。(2)(2)經(jīng)常與功能關(guān)系經(jīng)常與功能關(guān)系運(yùn)動學(xué)方程運(yùn)動學(xué)方程牛頓運(yùn)動定律等知識相綜牛頓運(yùn)動定律等知識相綜合，以計算題的形式出現(xiàn)。合，以計算題的形式出現(xiàn)。(3)(3)有時在選擇題中出現(xiàn)，考查帶電粒子的運(yùn)動軌跡有時在選擇題中出現(xiàn)，考查帶電粒子的運(yùn)動軌跡受力情受力情況及運(yùn)動規(guī)律

34、等問題。況及運(yùn)動規(guī)律等問題?！窘桀}發(fā)揮借題發(fā)揮】帶電粒子在電場中的運(yùn)動問題解題思路帶電粒子在電場中的運(yùn)動問題解題思路(1)(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)動還是偏轉(zhuǎn)運(yùn)動問題。是偏轉(zhuǎn)運(yùn)動問題。(2)(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，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：從以下兩種途徑進(jìn)行處理：如果是帶電粒子受恒定電場力作用下的直線運(yùn)動問題，應(yīng)用如果是帶電粒子受恒定電場力作用下的直線運(yùn)動問題，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牛頓第二定律找出加

35、速度，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式確定帶電粒子的速度、位移等。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。運(yùn)動的位移等。(3)(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)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，借助運(yùn)動的合成與分解，尋找兩個分運(yùn)動，再應(yīng)用規(guī)律分析，借助運(yùn)動的合成與分解，尋找兩個分運(yùn)動，再應(yīng)用牛頓

36、運(yùn)動定律或運(yùn)動學(xué)方程求解。牛頓運(yùn)動定律或運(yùn)動學(xué)方程求解。(4)(4)當(dāng)帶電粒子從一個電場區(qū)域進(jìn)入另一個電場區(qū)域時，要注當(dāng)帶電粒子從一個電場區(qū)域進(jìn)入另一個電場區(qū)域時，要注意分析帶電粒子的運(yùn)動規(guī)律的變化及兩區(qū)域電場交界處的有關(guān)意分析帶電粒子的運(yùn)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。聯(lián)的物理量，這些關(guān)聯(lián)量往往是解決問題的突破口。 【創(chuàng)新預(yù)測創(chuàng)新預(yù)測】飛行時間質(zhì)譜儀可以根據(jù)帶電粒子的飛行時間對氣體分子進(jìn)行飛行時間質(zhì)譜儀可以根據(jù)帶電粒子的飛行時間對氣體分子進(jìn)行分析。如圖所示，在真空狀態(tài)下，自脈沖閥分析。如圖所示，在真空狀態(tài)下，自脈沖閥P P噴出微量氣體，噴出微

37、量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同正離子，自經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同正離子，自a a板小孔進(jìn)入板小孔進(jìn)入a a、b b間的加速電間的加速電場，從場，從b b板小孔射出，沿中線方向進(jìn)入板小孔射出，沿中線方向進(jìn)入M M、N N板間的方形區(qū)域，板間的方形區(qū)域，然后到達(dá)緊靠在其右側(cè)的探測器。已知極板然后到達(dá)緊靠在其右側(cè)的探測器。已知極板a a、b b間的電壓為間的電壓為U U0 0，間距為間距為d d，極板，極板M M、N N的長度和間距均為的長度和間距均為L L。不計離子重力及經(jīng)過。不計離子重力及經(jīng)過a a板時的初速度。板時的初速度。(1)(1)若若M M、N N板間無電場和磁場，請推導(dǎo)出離子從板間無電場和磁場，

38、請推導(dǎo)出離子從a a板到探測器的板到探測器的飛行時間飛行時間t t與比荷與比荷k(k= k(k= ，q q和和m m分別為離子的電荷量和質(zhì)量分別為離子的電荷量和質(zhì)量) )的的關(guān)系式；關(guān)系式；(2)(2)若在若在M M、N N間只加上偏轉(zhuǎn)電壓間只加上偏轉(zhuǎn)電壓U U1，請論證說明不同正離子的，請論證說明不同正離子的軌跡是否重合。軌跡是否重合。qm【解析解析】(1)(1)帶電離子在平行板帶電離子在平行板a a、b b間運(yùn)動時，根據(jù)動能定理間運(yùn)動時，根據(jù)動能定理qUqU0= -0= -0解得：解得：v= v= 即即v=v=帶電離子在平行板帶電離子在平行板a a、b b間的加速度間的加速度a a1= =

39、 即即a a1= =所以，帶電離子在平行板所以，帶電離子在平行板a a、b b間的運(yùn)動時間間的運(yùn)動時間t t1= = =帶電離子在平行板帶電離子在平行板M M、N N間的運(yùn)動時間間的運(yùn)動時間t t2= =所以，帶電離子的全部飛行時間所以，帶電離子的全部飛行時間t=tt=t1+t+t2= =21mv202qU,m02kU0U qdm，0kUd1va00d 2kUkU0LLv2kU02dL2kU(2)(2)設(shè)正離子在平行板設(shè)正離子在平行板M M、N N間水平方向運(yùn)動位移為間水平方向運(yùn)動位移為x x時，在豎直時，在豎直方向運(yùn)動的位移為方向運(yùn)動的位移為y y。水平方向滿足水平方向滿足x=vtx=vt豎

40、直方向滿足豎直方向滿足y=y=加速度加速度a a2 2= =由上述式得：由上述式得：y=y=式是正離子的軌跡方程，運(yùn)動軌跡與正離子的質(zhì)量和電荷量式是正離子的軌跡方程，運(yùn)動軌跡與正離子的質(zhì)量和電荷量均無關(guān)。所以，不同正離子的軌跡是重合的。均無關(guān)。所以，不同正離子的軌跡是重合的。答案：答案：(1)t=(1)t=(2)(2)見解析見解析 221a t21U kL210U x4LU02dL2kU帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動問題帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動問題帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動包括直線運(yùn)動和曲線運(yùn)動兩種情帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動包括直線運(yùn)動和曲線運(yùn)動兩種情況。況。 1.1.對于帶電粒子在交變電場中

41、的直線運(yùn)動，一般多以加速對于帶電粒子在交變電場中的直線運(yùn)動，一般多以加速減減速交替出現(xiàn)的多運(yùn)動過程的情境出現(xiàn)。速交替出現(xiàn)的多運(yùn)動過程的情境出現(xiàn)。解決的方法：解決的方法：(1)(1)根據(jù)運(yùn)動學(xué)或動力學(xué)認(rèn)真分析其中一個變化周期內(nèi)相關(guān)物根據(jù)運(yùn)動學(xué)或動力學(xué)認(rèn)真分析其中一個變化周期內(nèi)相關(guān)物理量的變化規(guī)律。理量的變化規(guī)律。(2)(2)借助運(yùn)動圖象進(jìn)行運(yùn)動過程分析，找出每一運(yùn)動過程或每借助運(yùn)動圖象進(jìn)行運(yùn)動過程分析，找出每一運(yùn)動過程或每一運(yùn)動階段中相關(guān)物理量間的關(guān)系，進(jìn)行歸納一運(yùn)動階段中相關(guān)物理量間的關(guān)系，進(jìn)行歸納總結(jié)總結(jié)推理，推理，尋找?guī)щ娏Ｗ拥倪\(yùn)動規(guī)律。尋找?guī)щ娏Ｗ拥倪\(yùn)動規(guī)律。2.2.對于帶電粒子在交變電

42、場中的曲線運(yùn)動，解決的方法仍然是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)動分解為兩個直線運(yùn)應(yīng)用運(yùn)動的合成與分解的方法，把曲線運(yùn)動分解為兩個直線運(yùn)動，然后分別應(yīng)用直線運(yùn)動規(guī)律加以解決。動，然后分別應(yīng)用直線運(yùn)動規(guī)律加以解決。 【典題例證典題例證】【典例典例】(2012(2012臨川二模臨川二模)(16)(16分分) )有一種電荷聚焦裝置的工作有一種電荷聚焦裝置的工作原理可簡化為如下工作過程：如圖甲所示，平行金屬板原理可簡化為如下工作過程：如圖甲所示，平行金屬板A A和和B B間間的距離為的距離為d d，現(xiàn)在，現(xiàn)在A A、B B板上加上如圖乙所示的方波

43、形電壓，板上加上如圖乙所示的方波形電壓，t=0t=0時時A A板比板比B B板的電勢高，電壓的正向值為板的電勢高，電壓的正向值為U U0 0，反向值也為，反向值也為U U0 0，現(xiàn)，現(xiàn)有由質(zhì)量為有由質(zhì)量為m m的帶正電且電荷量為的帶正電且電荷量為q q的粒子組成的粒子束，從的粒子組成的粒子束，從ABAB的中點(diǎn)的中點(diǎn)O O以平行于金屬板方向以平行于金屬板方向OOOO的速度的速度v v0 0= = 不斷射入，所不斷射入，所有粒子在有粒子在ABAB間的飛行時間間的飛行時間均為均為T T，不計重力影響。，不計重力影響。試求：試求：0qU T3dm(1)(1)粒子打出電場時位置離粒子打出電場時位置離OO

44、點(diǎn)的距離范圍。點(diǎn)的距離范圍。(2)(2)粒子射出電場時的速度大小及方向。粒子射出電場時的速度大小及方向?！窘忸}關(guān)鍵解題關(guān)鍵】(1)(1)所有粒子在板間運(yùn)動的時間恰好是板間電壓所有粒子在板間運(yùn)動的時間恰好是板間電壓的一個變化周期。的一個變化周期。(2)(2)正向電壓與反向電壓相等，說明板間場強(qiáng)大小不變，只是正向電壓與反向電壓相等，說明板間場強(qiáng)大小不變，只是改變方向，正、反向電壓的持續(xù)時間不同。改變方向，正、反向電壓的持續(xù)時間不同?！窘忸}思路解題思路】解答本題時應(yīng)該注意以下兩個方面：解答本題時應(yīng)該注意以下兩個方面：(1)(1)分析粒子的受力情況，判斷粒子的運(yùn)動規(guī)律，研究分析粒子的受力情況，判斷粒子

45、的運(yùn)動規(guī)律，研究t=0t=0、t= t= 、t= t= 、t=Tt=T幾個特殊時刻進(jìn)入的粒子的運(yùn)動情況幾個特殊時刻進(jìn)入的粒子的運(yùn)動情況( (比如：比如：速度速度加速度加速度時間時間位移等物理量的變化位移等物理量的變化) )。(2)(2)畫出粒子在一個變化周期內(nèi)的速度變化圖象，尋找粒子偏畫出粒子在一個變化周期內(nèi)的速度變化圖象，尋找粒子偏轉(zhuǎn)位移的變化規(guī)律和變化范圍。轉(zhuǎn)位移的變化規(guī)律和變化范圍。T32T3【規(guī)范解答規(guī)范解答】據(jù)據(jù)U-tU-t圖象可作出粒子偏轉(zhuǎn)方向上的圖象可作出粒子偏轉(zhuǎn)方向上的v-tv-t圖象如圖圖象如圖所示，所示，由圖象可知：由圖象可知：(1)(1)當(dāng)粒子由當(dāng)粒子由t=nTt=nT時

46、刻進(jìn)入電場，向下側(cè)移最大，則時刻進(jìn)入電場，向下側(cè)移最大，則 (4 (4分分) )22200001qUqUqU7qU T2T2TTTs()()()2dm3dm332dm318dm當(dāng)粒子由當(dāng)粒子由 時刻進(jìn)入電場，向上側(cè)移最大，則時刻進(jìn)入電場，向上側(cè)移最大，則(4(4分分) )在距離在距離OO中點(diǎn)下方中點(diǎn)下方 至上方至上方 范圍內(nèi)有粒子范圍內(nèi)有粒子打出。打出。 (2(2分分) )2TtnT322002qUqU TTs()2dm318dm207qU T18dm20qU T18dm(2)(2)打出粒子的速度都是相同的，在沿電場線方向速度大小為打出粒子的速度都是相同的，在沿電場線方向速度大小為(2(2分分

47、) )所以打出速度大小為所以打出速度大小為(2(2分分) )設(shè)速度方向與設(shè)速度方向與v v0的夾角為的夾角為，則，則tan= =1tan= =1即即=45=45(2(2分分) )答案：答案：見規(guī)范解答見規(guī)范解答 00yU qU qTTvdm33dm22220000yU qTU qT2U qTvvv()()3dm3dm3dmyyx0vvvv【拓展訓(xùn)練拓展訓(xùn)練】在金屬板在金屬板ABAB間加上如圖所示的大小不變，方向周期性變化的交間加上如圖所示的大小不變，方向周期性變化的交變電壓變電壓U U0，其周期為，其周期為T T?，F(xiàn)有電子以平行于金屬板的速度?，F(xiàn)有電子以平行于金屬板的速度v v0從兩從兩板中央

48、射入。已知電子的質(zhì)量為板中央射入。已知電子的質(zhì)量為m m，電荷量為，電荷量為e e，不計電子的重，不計電子的重力，求：力，求：(1)(1)若電子從若電子從t=0t=0時刻射入，在半個周期內(nèi)恰好能從時刻射入，在半個周期內(nèi)恰好能從A A板的邊緣板的邊緣飛出，則電子飛出時速度的大小為多少？飛出，則電子飛出時速度的大小為多少？(2)(2)若電子從若電子從t=0t=0時刻射入，恰能平行于金屬板飛出，則金屬板時刻射入，恰能平行于金屬板飛出，則金屬板至少為多長？至少為多長？(3)(3)若電子恰能從兩板中央平行于板飛出，電子應(yīng)從哪一時刻若電子恰能從兩板中央平行于板飛出，電子應(yīng)從哪一時刻射入？兩板間距至少為多大

49、？射入？兩板間距至少為多大？【解析解析】(1)(1)電子在電場中運(yùn)動的初末位置電勢差為電子在電場中運(yùn)動的初末位置電勢差為U= ,U= ,由由動能定理得動能定理得則則v=v=0U22200U11emvmv222200eUvm(2)t=0(2)t=0時刻射入的電子，在垂直于極板方向上做勻加速運(yùn)動，時刻射入的電子，在垂直于極板方向上做勻加速運(yùn)動，向正極板方向偏轉(zhuǎn)，半個周期后電場方向反轉(zhuǎn)，則繼續(xù)在該方向正極板方向偏轉(zhuǎn)，半個周期后電場方向反轉(zhuǎn)，則繼續(xù)在該方向上做勻減速運(yùn)動，再經(jīng)過半個周期，電場方向上的速度減到向上做勻減速運(yùn)動，再經(jīng)過半個周期，電場方向上的速度減到零，實際速度等于初始速度零，實際速度等于初

50、始速度v v0 0，平行于極板，以后繼續(xù)重復(fù)這，平行于極板，以后繼續(xù)重復(fù)這樣的運(yùn)動。軌跡如圖所示。要使電子恰好能平行于金屬板飛出，樣的運(yùn)動。軌跡如圖所示。要使電子恰好能平行于金屬板飛出，則在則在OOOO方向上至少運(yùn)動一個周期，故極板長度至少為方向上至少運(yùn)動一個周期，故極板長度至少為l=v=v0T T。(3)(3)若要求電子從極板中央平行于極板射出，則要求電子在電若要求電子從極板中央平行于極板射出，則要求電子在電場方向上先加速場方向上先加速再減速，反向加速再減速，每段時間相同，再減速，反向加速再減速，每段時間相同，一個周期后恰好回到一個周期后恰好回到OOOO線?？梢姡瑧?yīng)在線。可見，應(yīng)在時射入。極

51、板間距離要求滿足在加速時射入。極板間距離要求滿足在加速減速階段電子不打到極減速階段電子不打到極板上。板上。 TTtk(k0,1,2)42由牛頓第二定律得：由牛頓第二定律得：a= a= ，加速階段的偏轉(zhuǎn)距離為加速階段的偏轉(zhuǎn)距離為可解得可解得 。答案：答案：(1) (2)v(1) (2)v0T T(3)(3)0eUmd20eUd1T()42md40eUdT8m200eUvmTTtk(k0,1,2)420eUT8m1.(20121.(2012海淀二模海淀二模) )物理關(guān)系式不僅反映了物理量之間的數(shù)值物理關(guān)系式不僅反映了物理量之間的數(shù)值關(guān)系，也確定了單位間的關(guān)系。對于單位的分析是幫助我們檢關(guān)系，也確定

52、了單位間的關(guān)系。對于單位的分析是幫助我們檢驗研究結(jié)果正確性的一種方法。下面是同學(xué)們在研究平行板電驗研究結(jié)果正確性的一種方法。下面是同學(xué)們在研究平行板電容器充電后儲存的能量容器充電后儲存的能量E EC與哪些量有關(guān)的過程中得出的一些結(jié)與哪些量有關(guān)的過程中得出的一些結(jié)論，式中論，式中C C為電容器的電容、為電容器的電容、U U為電容器充電后其兩極板間的電為電容器充電后其兩極板間的電壓、壓、E E為兩極板間的電場強(qiáng)度、為兩極板間的電場強(qiáng)度、d d為兩極板間的距離、為兩極板間的距離、S S為兩極為兩極板正對面積、板正對面積、r r為兩極板間所充介質(zhì)的相對介電常數(shù)為兩極板間所充介質(zhì)的相對介電常數(shù)( (沒有

53、單沒有單位位) )、k k為靜電力常量。請你分析下面給出的關(guān)于為靜電力常量。請你分析下面給出的關(guān)于E EC的表達(dá)式可的表達(dá)式可能正確的是能正確的是( )( )A.EA.EC= =B.EB.EC= =C CE EC= =D DE EC= =【解析解析】選選C C。能量的單位是焦耳，因此表示電容器充電后儲。能量的單位是焦耳，因此表示電容器充電后儲存的能量的物理量存的能量的物理量E EC C的單位是焦耳，電容的單位是庫侖每伏的單位是焦耳，電容的單位是庫侖每伏特，特， 以及以及 ESdESd的單位都不是焦耳，因此，選的單位都不是焦耳，因此，選項項A A、B B、D D都錯誤，只有選項都錯誤，只有選項C

54、 C正確。正確。 21C U231CU22rE Sd8 krESd8 k21C U231CU2r8 k2.(20122.(2012南通二模南通二模) )兩塊豎直放置的帶電平行金屬板兩塊豎直放置的帶電平行金屬板A A、B B間放間放一金屬小球后，電場線如圖所示，一金屬小球后，電場線如圖所示，M M、N N為電場中的兩點(diǎn)，下列為電場中的兩點(diǎn)，下列判斷中正確的是判斷中正確的是( )( )A AM M點(diǎn)處的電場強(qiáng)度小于點(diǎn)處的電場強(qiáng)度小于N N點(diǎn)處的電場強(qiáng)度點(diǎn)處的電場強(qiáng)度B BM M點(diǎn)處的電勢高于點(diǎn)處的電勢高于N N點(diǎn)電勢點(diǎn)電勢C C將負(fù)檢驗電荷從將負(fù)檢驗電荷從M M點(diǎn)移到點(diǎn)移到N N點(diǎn)，電場力做正功點(diǎn)

55、，電場力做正功D D將正檢驗電荷從將正檢驗電荷從M M點(diǎn)移到點(diǎn)移到N N點(diǎn)，該電荷的電勢能增加點(diǎn)，該電荷的電勢能增加【解析解析】選選B B。金屬小球放入電場中達(dá)到靜電平衡后，其表面。金屬小球放入電場中達(dá)到靜電平衡后，其表面是等勢面，根據(jù)圖中電場線可知，是等勢面，根據(jù)圖中電場線可知，M M點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大于點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大于N N點(diǎn)處點(diǎn)處的電場強(qiáng)度，選項的電場強(qiáng)度，選項A A錯誤；錯誤；M M點(diǎn)的電勢高于靜電平衡小球的電勢，點(diǎn)的電勢高于靜電平衡小球的電勢，靜電小球的電勢高于靜電小球的電勢高于N N點(diǎn)的電勢，因此，選項點(diǎn)的電勢，因此，選項B B正確；負(fù)檢驗電正確；負(fù)檢驗電荷從荷從M M點(diǎn)移到點(diǎn)移到

56、N N點(diǎn)，電場力做負(fù)功，選項點(diǎn)，電場力做負(fù)功，選項C C錯誤；正檢驗電荷從錯誤；正檢驗電荷從M M點(diǎn)移到點(diǎn)移到N N點(diǎn)，電場力做正功，電勢能減小，選項點(diǎn)，電場力做正功，電勢能減小，選項D D錯誤。錯誤。3.(20123.(2012淄博一模淄博一模) )在光滑絕緣水平面的在光滑絕緣水平面的P P點(diǎn)正上方點(diǎn)正上方O O點(diǎn)固定了點(diǎn)固定了一電荷量為一電荷量為+Q+Q的正點(diǎn)電荷，在水平面上的的正點(diǎn)電荷，在水平面上的N N點(diǎn)，由靜止釋放質(zhì)點(diǎn)，由靜止釋放質(zhì)量為量為m m，電荷量為，電荷量為-q-q的負(fù)檢驗電荷，該檢驗電荷經(jīng)過的負(fù)檢驗電荷，該檢驗電荷經(jīng)過P P點(diǎn)時速度點(diǎn)時速度為為v v，圖中，圖中=60=60

57、，規(guī)定電場中，規(guī)定電場中P P點(diǎn)的電勢為零。則在點(diǎn)的電勢為零。則在+Q+Q形成形成的電場中的電場中( )( )A AN N點(diǎn)電勢高于點(diǎn)電勢高于P P點(diǎn)電勢點(diǎn)電勢B BN N點(diǎn)電勢為點(diǎn)電勢為C CP P點(diǎn)電場強(qiáng)度大小是點(diǎn)電場強(qiáng)度大小是N N點(diǎn)的點(diǎn)的2 2倍倍D D檢驗電荷在檢驗電荷在N N點(diǎn)具有的電勢能為點(diǎn)具有的電勢能為2mv2q21mv2【解析解析】選選B B。在。在+Q+Q形成的電場中，由點(diǎn)電荷電場中等勢面分形成的電場中，由點(diǎn)電荷電場中等勢面分布規(guī)律知布規(guī)律知N N點(diǎn)電勢低于點(diǎn)電勢低于P P點(diǎn)電勢，選項點(diǎn)電勢，選項A A錯誤；負(fù)檢驗電荷的機(jī)錯誤；負(fù)檢驗電荷的機(jī)械能與電勢能之和保持不變，負(fù)檢驗

58、電荷在械能與電勢能之和保持不變，負(fù)檢驗電荷在N N點(diǎn)電勢能等于點(diǎn)電勢能等于 ，N N點(diǎn)電勢為點(diǎn)電勢為 ，選項，選項B B正確正確,D,D錯誤；由圖中幾何關(guān)錯誤；由圖中幾何關(guān)系，系，ON=2OPON=2OP，由點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式，由點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式，P P點(diǎn)電場強(qiáng)度大小是點(diǎn)電場強(qiáng)度大小是N N點(diǎn)的點(diǎn)的4 4倍，選項倍，選項C C錯誤。錯誤。2mv22mv2q4.(20124.(2012南通一模南通一模)()(多選多選) )空間某一靜空間某一靜電場的電勢電場的電勢在在x x軸上分布如圖所示，軸上分布如圖所示，A A、B B、C C、D D是是x x軸上的四點(diǎn)，電場強(qiáng)度軸上的四點(diǎn)，電場強(qiáng)度在在x

59、x方向上的分量大小分別是方向上的分量大小分別是E EA A、E EB B、E EC C、E ED D，則，則( )( )A.EA.EA AE EB BB.EB.EC CE ED DC.AC.A、D D兩點(diǎn)在兩點(diǎn)在x x方向上的場強(qiáng)方向相反方向上的場強(qiáng)方向相反D.D.同一負(fù)點(diǎn)電荷在同一負(fù)點(diǎn)電荷在A A點(diǎn)時的電勢能小于在點(diǎn)時的電勢能小于在B B點(diǎn)時的電勢能點(diǎn)時的電勢能【解析解析】選選B B、C C、D D。根據(jù)。根據(jù)E=E=/x/x可知，可知，E EA AE EB B,E,EC CE ED D,A,A、D D兩點(diǎn)在兩點(diǎn)在x x方向上的場強(qiáng)方向相反，選項方向上的場強(qiáng)方向相反，選項A A錯誤，錯誤，B

60、 B、C C正確。同正確。同一負(fù)點(diǎn)電荷在一負(fù)點(diǎn)電荷在A A點(diǎn)時的電勢能小于在點(diǎn)時的電勢能小于在B B點(diǎn)時的電勢能，選項點(diǎn)時的電勢能，選項D D正正確。確。5.(20125.(2012朝陽二模朝陽二模) )如圖所示，空間有一場強(qiáng)為如圖所示，空間有一場強(qiáng)為E E、水平向左、水平向左的勻強(qiáng)電場，一質(zhì)量為的勻強(qiáng)電場，一質(zhì)量為m m、電荷量為、電荷量為+q+q的滑塊的滑塊( (可視為質(zhì)點(diǎn)可視為質(zhì)點(diǎn)) )在在粗糙絕緣水平面上由靜止釋放，在電場力的作用下向左做勻加粗糙絕緣水平面上由靜止釋放，在電場力的作用下向左做勻加速直線運(yùn)動，運(yùn)動位移為速直線運(yùn)動，運(yùn)動位移為L L時撤去電場。設(shè)滑塊在運(yùn)動過程中，時撤去電場

61、。設(shè)滑塊在運(yùn)動過程中，電荷量始終保持不變，已知滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為電荷量始終保持不變，已知滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為。(1)(1)畫出撤去電場前滑塊運(yùn)動過程中的受力示意圖，并求出該畫出撤去電場前滑塊運(yùn)動過程中的受力示意圖，并求出該過程中加速度過程中加速度a a的大??；的大小；(2)(2)求滑塊位移為求滑塊位移為L L時速度時速度v v的大小；的大小；(3)(3)求撤去電場后滑塊滑行的距離求撤去電場后滑塊滑行的距離x x?！窘馕鼋馕觥?1)(1)滑塊沿軌道向左運(yùn)動過程中的受力如圖所示?；瑝K沿軌道向左運(yùn)動過程中的受力如圖所示。根據(jù)牛頓運(yùn)動定律：根據(jù)牛頓運(yùn)動定律：mg-Fmg-FN=0=0qE-FqE-Ff=ma=ma又因為又因為F Ff=FN=FN所以所以a= -ga= -gqEm(2)(2)滑塊向左做勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式滑塊向左做勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式v v2 2=2aL=2aL所以所以v=v=(3)(3)滑塊在水平面上運(yùn)動的整個過程中，根據(jù)動能定理有滑塊在水平面上運(yùn)動的整個過程中，根據(jù)動能定理有 qEL-mg(L+x)=0-0qEL-mg(L+x)=0-0答案：答案：(1)(1)見解析圖見解析圖 (2)(2)(3)( -1)L(3)( -1)LqE2(g)LmqEx(1)LmgqEgmqE2(g)LmqEmg