1、第三单元电场和磁场第三单元电场和磁场知识网络构建知识网络构建第三单元第三单元 知识网络构建知识网络构建 考情分析预测考情分析预测第三单元第三单元 考情分析预测考情分析预测 电场和磁场是中学物理的重要内容，带电粒子在电场和磁场电场和磁场是中学物理的重要内容，带电粒子在电场和磁场中的运动一般与直线运动、牛顿运动定律、圆周运动及功能关中的运动一般与直线运动、牛顿运动定律、圆周运动及功能关系等规律综合考查，带电粒子在场中的运动可以从动力学角度系等规律综合考查，带电粒子在场中的运动可以从动力学角度分析，也可以从功和能的角度分析，具有综合性强、难度较大分析，也可以从功和能的角度分析，具有综合性强、难度较大
2、的特点的特点电场专题的主要考点包括电场的力的性质电场专题的主要考点包括电场的力的性质(库仑定律、电场强库仑定律、电场强度、用电场线描述电场度、用电场线描述电场)、电场的能的性质、电场的能的性质(电势、电势差、用等电势、电势差、用等势面描述电场、电场力做功、电势能势面描述电场、电场力做功、电势能)及电场知识的应用及电场知识的应用(电容的电容的概念、带电粒子在电场中的加速、带电粒子在匀强电场中的偏概念、带电粒子在电场中的加速、带电粒子在匀强电场中的偏转转)等等第三单元第三单元 考情分析预测考情分析预测 磁场专题的主要考点包括磁场的性质磁场专题的主要考点包括磁场的性质(磁感应强度、用磁感线磁感应强度
3、、用磁感线描述磁场、洛伦兹力和安培力的特点描述磁场、洛伦兹力和安培力的特点)、带电粒子在磁场中的运、带电粒子在磁场中的运动及应用等带电粒子在匀强磁场中的圆周运动是本专题的重点动及应用等带电粒子在匀强磁场中的圆周运动是本专题的重点之一，涉及的知识点主要是由洛伦兹力提供向心力及匀速圆周运之一，涉及的知识点主要是由洛伦兹力提供向心力及匀速圆周运动的有关知识，该内容与平面几何联系紧密，确定粒子运动的径动的有关知识，该内容与平面几何联系紧密，确定粒子运动的径迹，应先画出粒子的运动轨迹图，然后确定圆心及半径迹，应先画出粒子的运动轨迹图，然后确定圆心及半径本单元的考查重点是：本单元的考查重点是：(1)通过带
4、电粒子在电场中的运动、受通过带电粒子在电场中的运动、受力、功能变化考查静电场的产生及对静电场的性质的理解，包括力、功能变化考查静电场的产生及对静电场的性质的理解，包括作为电场的力的性质的物理量的电场强度和作为电场的能的性质作为电场的力的性质的物理量的电场强度和作为电场的能的性质的物理量的电势，要点是带电粒子的加速与偏转的物理量的电势，要点是带电粒子的加速与偏转(2)考查带电粒考查带电粒子在匀强磁场或复合场中的圆周运动，要点是磁场在近代科技中子在匀强磁场或复合场中的圆周运动，要点是磁场在近代科技中的应用，如质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机等的应用，如质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机等第三单元第三
5、单元 考情分析预测考情分析预测 预测预测2012年高考涉及电场和磁场的考题主要表现为以下几种年高考涉及电场和磁场的考题主要表现为以下几种形式：形式：1以带电粒子运动轨迹与电场线或等势线间的关系判断电以带电粒子运动轨迹与电场线或等势线间的关系判断电场的力的性质、能的性质或粒子的能量变化，题型为选择题；场的力的性质、能的性质或粒子的能量变化，题型为选择题；2带电粒子在电场中的加速和偏转联系社会生活、生产实带电粒子在电场中的加速和偏转联系社会生活、生产实际和近代科技，题型为选择题或计算题；际和近代科技，题型为选择题或计算题；3带电粒子在有界匀强磁场或复合场中的运动，题型为计带电粒子在有界匀强磁场或复
6、合场中的运动，题型为计算题算题近年高考纵览近年高考纵览第三单元第三单元 近年高考纵览近年高考纵览考点考点2011年年2010年年2009年年电 场电 场的 力的 力的 性的 性质质重庆卷重庆卷19，广，广东卷东卷21，全国，全国课标卷课标卷20，海，海南卷南卷3湖南卷湖南卷17，浙江卷，浙江卷15，全国，全国卷卷15，上海卷上海卷9，广东卷，广东卷21，江苏卷江苏卷5，福建卷，福建卷18江苏卷江苏卷1、8，浙江卷，浙江卷16，上海卷，上海卷3，北京卷，北京卷20，海南卷，海南卷10电 场电 场的 能的 能的 性的 性质质全国卷全国卷17，山，山东卷东卷21，北京，北京卷卷20，海南卷，海南卷1
7、，上海卷上海卷1安徽卷安徽卷16，全国，全国卷卷16，天津卷，天津卷5，山，山东卷东卷20，四川卷，四川卷21全国全国卷卷18，上海卷，上海卷7，山东卷山东卷20，北京卷，北京卷16，江苏卷江苏卷8，广东卷，广东卷6，浙江卷浙江卷20，宁夏卷，宁夏卷18，四川卷四川卷20第三单元第三单元 近年高考纵览近年高考纵览考点考点2011年年2010年年2009年年电容器、电容器、带电粒子带电粒子在电场中在电场中的运动的运动四川卷四川卷21，天，天津卷津卷5，安徽，安徽卷卷18、20北京卷北京卷18，重，重庆卷庆卷18，安徽，安徽卷卷18，江苏卷，江苏卷15福建卷福建卷15，海南卷，海南卷5、10，浙江
8、卷，浙江卷23，福，福建卷建卷21带电粒子带电粒子在磁场中在磁场中的运动的运动全国课标卷全国课标卷25，海南卷海南卷10，广，广东卷东卷35，北京，北京卷卷23全国全国卷卷26，全，全国课标卷国课标卷25，重，重庆卷庆卷21，广东卷，广东卷36安徽卷安徽卷19，海南卷，海南卷16第三单元第三单元 近年高考纵览近年高考纵览考点考点2011年年2010年年2009年年带 电 粒 子带 电 粒 子在复合场、在复合场、组 合 场 中组 合 场 中的运动的运动浙江卷浙江卷20，安，安徽卷徽卷23，全国，全国卷卷25、四川卷、四川卷25，重庆卷，重庆卷25，江苏卷江苏卷15，福，福建卷建卷25全国卷全国卷
9、26，北，北京卷京卷23，天津卷，天津卷12，安徽卷，安徽卷23，山东卷山东卷25宁夏卷宁夏卷16、18，山，山东卷东卷25，江苏卷，江苏卷14，福建卷福建卷22，浙江卷，浙江卷25，天津卷，天津卷11，广，广东卷东卷12，江苏卷，江苏卷14，宁夏卷宁夏卷16、25专题八专题八 电场电场主干知识整合主干知识整合专题八专题八 主干知识整合主干知识整合 一、电场的性质一、电场的性质1电场强度与电场力电场强度与电场力(1)电场强度：反映电场的力的性质的物理量，矢量电场电场强度：反映电场的力的性质的物理量，矢量电场中各点的电场强度由产生电场的场源电荷及各点的位置决定中各点的电场强度由产生电场的场源电荷
10、及各点的位置决定(2)电场中各点的电场强度的大小和方向可由试探电荷受到电场中各点的电场强度的大小和方向可由试探电荷受到的电场力的大小和方向确定：的电场力的大小和方向确定：大小：大小：E(适用于任何电适用于任何电场，其中场，其中q为试探电荷的电荷量为试探电荷的电荷量)；方向：与正电荷受到的电方向：与正电荷受到的电场力方向相同场力方向相同专题八专题八 主干知识整合主干知识整合 2电场力做功与电势能电场力做功与电势能(1)电势和电势能的相对性：电场中某点的电势、电荷在电电势和电势能的相对性：电场中某点的电势、电荷在电场中的电势能的数值大小与电势零点选取有关场中的电势能的数值大小与电势零点选取有关(2
11、)电场力做功与电势能的关系：电场力对电荷做的功等于电场力做功与电势能的关系：电场力对电荷做的功等于电荷的电势能的减少量，即电荷的电势能的减少量，即WEp.3电势与电势差电势与电势差(1)电势与电势能：电势与电势能：Epq(运算时代正负号运算时代正负号)电势和电势电势和电势能均为标量，电势的正负反映电势的高低，电势能的正负反映能均为标量，电势的正负反映电势的高低，电势能的正负反映电荷电势能的大小电荷电势能的大小(2)电势差与电场力做功：电势差与电场力做功：WABqUABq(AB)(运算时代运算时代入正负号入正负号)专题八专题八 主干知识整合主干知识整合 注意：电势与场强无直接关系，零电势处可以人
12、为选取，注意：电势与场强无直接关系，零电势处可以人为选取，而场强是否为零则由电场本身决定而场强是否为零则由电场本身决定二、电场的形象描述二、电场的形象描述1电场线、等势面电场线、等势面(1)电场线是对电场强度分布情况的形象描绘，等势面是电场线是对电场强度分布情况的形象描绘，等势面是对电势分布情况的形象描绘对电势分布情况的形象描绘(2)电场线和等势面的疏密表示电场强度的相对大小，场电场线和等势面的疏密表示电场强度的相对大小，场强方向与电场线上每一点的切线方向相同，场强方向与通过该强方向与电场线上每一点的切线方向相同，场强方向与通过该处的等势面垂直且由高等势面指向低等势面处的等势面垂直且由高等势面
13、指向低等势面专题八专题八 主干知识整合主干知识整合 2电场线与等势面关系电场线与等势面关系(1)电场线与等势面垂直；电场线与等势面垂直；(2)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面(沿着电沿着电场线的方向电势降落最快场线的方向电势降落最快)；(3)电场线越密处，等差等势面也越密电场线越密处，等差等势面也越密3等量同、异种电荷周围的电场等量同、异种电荷周围的电场等量同等量同种电荷种电荷电场特电场特征征等量等量同种同种负点负点电荷电荷电场线电场线大部分是曲线，起于无穷远，终止大部分是曲线，起于无穷远，终止于负电荷；于负电荷；两电荷连线上的电场线是直线两电荷
14、连线上的电场线是直线电势电势取无穷远电势为零，则等量同种负电取无穷远电势为零，则等量同种负电荷形成的电场中各点电势均为负值荷形成的电场中各点电势均为负值专题八专题八 主干知识整合主干知识整合 等等量量同同种种电电荷荷电电场场特特征征等等量量同同种种负负点点电电荷荷连连线线上上场场强强连线中点场强为零，关于中点对称的任意两点连线中点场强为零，关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，且都是背离中点；场强大小相等，方向相反，且都是背离中点；顺着连线由一端到另一端，场强先减小再增大顺着连线由一端到另一端，场强先减小再增大电电势势顺着连线由一端到另一端，电势先升高再降低顺着连线由一端到另一端，电势
15、先升高再降低中中垂垂线线上上场场强强中点场强为零，关于中点对称的任意两点场强中点场强为零，关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向中点；大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向中点；由中点至无穷远处，场强先增大再减小至零，由中点至无穷远处，场强先增大再减小至零，其中必定有一个位置场强最大其中必定有一个位置场强最大电电势势中点电势最低，由中点至无穷远处电势逐渐升高中点电势最低，由中点至无穷远处电势逐渐升高至零至零专题八专题八 主干知识整合主干知识整合 等量同种电荷电等量同种电荷电场特征场特征说明：等量同种正点电荷电场特征此处从略，说明：等量同种正点电荷电场特征此处从略，请读者自
16、行对照总结请读者自行对照总结.等 量 异等 量 异种 点 电种 点 电荷 电 场荷 电 场的特征的特征电场电场线线大部分是曲线，起于正电荷，终止于负电大部分是曲线，起于正电荷，终止于负电荷；荷；两电荷连线上的电场线是直线两电荷连线上的电场线是直线电势电势中垂面与无穷远处电势相等；中垂面与无穷远处电势相等；若取无穷若取无穷远处电势为零，则正电荷与中垂面间各点电势远处电势为零，则正电荷与中垂面间各点电势为正值，负电荷与中垂面间各点电势为负值为正值，负电荷与中垂面间各点电势为负值专题八专题八 主干知识整合主干知识整合 等 量 异等 量 异种 点 电种 点 电荷 电 场荷 电 场的特征的特征连连线线上
17、上场场强强中点场强最小但不等于零，关于中点对称的中点场强最小但不等于零，关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是由正任意两点场强大小相等，方向相同，都是由正电荷指向负电荷；电荷指向负电荷；由连线的一端到另一端，由连线的一端到另一端，场强先减小再增大场强先减小再增大电电势势由正电荷到负电荷电势逐渐降低，中点电势为由正电荷到负电荷电势逐渐降低，中点电势为零零(取无穷远处电势为零取无穷远处电势为零)专题八专题八 主干知识整合主干知识整合 等 量 异等 量 异种 点 电种 点 电荷 电 场荷 电 场的特征的特征中中垂垂线线上上场场强强中点场强最大，关于中点对称的任意两点场强中点场强最大，关于
18、中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是与中垂线垂直，由正大小相等，方向相同，都是与中垂线垂直，由正电荷指向负电荷；电荷指向负电荷；由中点至无穷远处，场强逐由中点至无穷远处，场强逐渐减小渐减小电电势势中垂线中垂线(面面)是一个等势线是一个等势线(面面)，电势为零，电势为零专题八专题八 主干知识整合主干知识整合 三、电场的应用三、电场的应用1电容器电容器(1)电容定义式：电容定义式：C(2)平行板电容器的电容决定式：平行板电容器的电容决定式：C2加速和偏转加速和偏转带电粒子在电场中的加速问题一般选用动能定理求解，带带电粒子在电场中的加速问题一般选用动能定理求解，带电粒子在电场中的轨迹问题一
19、般用曲线运动的速度、合力与轨电粒子在电场中的轨迹问题一般用曲线运动的速度、合力与轨迹的关系求解，带电粒子在匀强电场中的偏转一般用运动的分迹的关系求解，带电粒子在匀强电场中的偏转一般用运动的分解与合成的方法求解解与合成的方法求解要点热点探究要点热点探究专题八专题八 要点热点探究要点热点探究 探究点一电场的力的性质和能的性质探究点一电场的力的性质和能的性质1电场力：电场对放入其中的电荷有力的作用，电场力电场力：电场对放入其中的电荷有力的作用，电场力的大小和方向由电场强度和电荷共同决定电场力的大小与电的大小和方向由电场强度和电荷共同决定电场力的大小与电场强度的大小及带电体所带的电荷量有关，大小为场强
20、度的大小及带电体所带的电荷量有关，大小为FqE；电；电场力的方向与电场强度的方向及电荷的电性有关，正电荷所受场力的方向与电场强度的方向及电荷的电性有关，正电荷所受的电场力方向与电场方向相同的电场力方向与电场方向相同专题八专题八 要点热点探究要点热点探究2电势能：放在电场中的电荷的电势能由电势和电荷共电势能：放在电场中的电荷的电势能由电势和电荷共同决定电势能是标量，其大小与电势的高低及带电体所带同决定电势能是标量，其大小与电势的高低及带电体所带的电荷量、电性有关，大小为的电荷量、电性有关，大小为Epq，注意电势的正负及电，注意电势的正负及电荷的正负荷的正负3比较电势高低的方法技巧比较电势高低的方
21、法技巧(1)沿电场线方向电势降低，电场线由电势高的等势面指沿电场线方向电势降低，电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面；向电势低的等势面；(2)先判断出先判断出UAB的正负的正负(如利用电场力做功如利用电场力做功WABqUAB或或其他方法其他方法)，再由，再由UABAB比较比较A、B的高低；的高低；专题八专题八 要点热点探究要点热点探究(3)取无穷远为零电势点，正电荷周围电势为正值，且离取无穷远为零电势点，正电荷周围电势为正值，且离正电荷近处电势高；负电荷周围电势为负值，且离负电荷近正电荷近处电势高；负电荷周围电势为负值，且离负电荷近处电势低处电势低专题八专题八 要点热点探究要点热点探究 例
22、例1 20101 2010山东卷山东卷 某电场的电场线分布如图某电场的电场线分布如图381所所示，以下说法正确的是示，以下说法正确的是()专题八专题八 要点热点探究要点热点探究Ac点场强大于点场强大于b点场强点场强Ba点电势高于点点电势高于点b电势电势C若将一试探电荷若将一试探电荷q由由a点释放，它将沿电场线运动点释放，它将沿电场线运动b点点D若在若在d点再固定一点电荷点再固定一点电荷Q，将一试探电荷，将一试探电荷q由由a移至移至b的过程中，电势能减小的过程中，电势能减小专题八专题八 要点热点探究要点热点探究例例1BD【解析】【解析】根据电场线疏密表示电场强度大小，根据电场线疏密表示电场强度大
23、小，c点场强小于点场强小于b点场强，选项点场强，选项A错误；根据沿着电场线电势逐渐错误；根据沿着电场线电势逐渐降低，降低，a点电势高于点电势高于b点电势，选项点电势，选项B正确；若将一试探电荷正确；若将一试探电荷q由点由点a释放，因受力方向沿电场方向释放，因受力方向沿电场方向(电场线的切线电场线的切线)，它不能，它不能沿电场线运动到沿电场线运动到b点，选项点，选项C错误；若在错误；若在d点再固定一点电荷点再固定一点电荷Q，叠加后电势仍然是，叠加后电势仍然是a高于高于b，故，故Uab0，将一试探电荷，将一试探电荷q由由a移至移至b的过程中，由的过程中，由WabqUab0，故电势能减小，选项，故电
24、势能减小，选项D正确正确专题八专题八 要点热点探究要点热点探究【点评】本题考查了电场、电场线、电势、电势能等知【点评】本题考查了电场、电场线、电势、电势能等知识点，分析选项识点，分析选项C时，应明确带电粒子轨迹与电场线重合的条时，应明确带电粒子轨迹与电场线重合的条件，即必须同时满足：电场线是直线；带电粒子初速度件，即必须同时满足：电场线是直线；带电粒子初速度为零或初速度方向与电场线在一直线上；只受电场力作为零或初速度方向与电场线在一直线上；只受电场力作用下面的变式题则主要考查带电粒子在电场中的轨迹问用下面的变式题则主要考查带电粒子在电场中的轨迹问题题专题八专题八 要点热点探究要点热点探究 20
25、10 2010江苏卷江苏卷 一粒子从一粒子从A点射入电场，从点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图382所示，所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力下列说图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力下列说法正确的有法正确的有()专题八专题八 要点热点探究要点热点探究A粒子带负电荷粒子带负电荷B粒子的加速度先不变，后变小粒子的加速度先不变，后变小C粒子的速度不断增大粒子的速度不断增大D粒子的电势能先减小，后增大粒子的电势能先减小，后增大专题八专题八 要点热点探究要点热点探究例例1变式题变式题AB【解析】根据电场线与等势面垂直并
26、指向【解析】根据电场线与等势面垂直并指向电势低的等势面，可大致画出电场线的形状，在电场力的作用电势低的等势面，可大致画出电场线的形状，在电场力的作用下粒子轨迹向下弯曲，根据曲线运动的特点，可以说明电场力下粒子轨迹向下弯曲，根据曲线运动的特点，可以说明电场力指向轨迹内侧，与场强方向相反，所以粒子带负电，指向轨迹内侧，与场强方向相反，所以粒子带负电，A正确；正确；等势面先是平行等距，后变得稀疏，则电场强度先是不变，后等势面先是平行等距，后变得稀疏，则电场强度先是不变，后变小，即电场力变小，即电场力(加速度加速度)先不变，后变小，先不变，后变小，B正确；根据电场正确；根据电场力做功力做功WqU，电场
27、力做负功，所以粒子速度不断减小，电场力做负功，所以粒子速度不断减小，C错错误；电场力始终做负功，由功能关系可知，粒子电势能始终增误；电场力始终做负功，由功能关系可知，粒子电势能始终增加，所以加，所以D错误错误专题八专题八 要点热点探究要点热点探究 探究点二带电粒子在电场中的加速与偏转探究点二带电粒子在电场中的加速与偏转1带电粒子在电场中的加速带电粒子在电场中的加速(1)带电粒子在匀强电场中的加速：可以应用牛顿运动定带电粒子在匀强电场中的加速：可以应用牛顿运动定律结合匀变速直线运动的公式求解，也可应用动能定理律结合匀变速直线运动的公式求解，也可应用动能定理qU求解，其中求解，其中U为带电粒子初末
28、位置之间的为带电粒子初末位置之间的电势差电势差(2)带电粒子在非匀强电场中的加速：只能应用动能定理带电粒子在非匀强电场中的加速：只能应用动能定理求解求解专题八专题八 要点热点探究要点热点探究2带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转(1)带电粒子在一般电场中的偏转：带电粒子做变速曲线带电粒子在一般电场中的偏转：带电粒子做变速曲线运动，其轨迹总位于电场力方向和速度方向的夹角之间，且向运动，其轨迹总位于电场力方向和速度方向的夹角之间，且向电场力的方向偏转电场力的方向偏转(2)(2)带电粒子在匀强电场中的偏转：带电粒子带电粒子在匀强电场中的偏转：带电粒子(不计重力不计重力)以某一初速度垂直于匀强
29、电场方向进入匀强电场区域，粒子做以某一初速度垂直于匀强电场方向进入匀强电场区域，粒子做匀变速曲线运动，属于类平抛运动，要应用运动的合成与分解匀变速曲线运动，属于类平抛运动，要应用运动的合成与分解的方法求解，同时要注意：的方法求解，同时要注意：明确电场力方向，确定带电粒子明确电场力方向，确定带电粒子到底向哪个方向偏转；到底向哪个方向偏转；借助画出的运动示意图寻找几何关系借助画出的运动示意图寻找几何关系或题目中的隐含关系带电粒子在电场中的运动可从动力学、或题目中的隐含关系带电粒子在电场中的运动可从动力学、能量等多个角度来分析和求解能量等多个角度来分析和求解专题八专题八 要点热点探究要点热点探究例例
30、2 20112 2011安徽卷安徽卷 如图如图383甲所示，两平行正对的甲所示，两平行正对的金属板金属板A、B间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽略不间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处若在处若在t0时刻释放时刻释放该粒子，粒子会时而向该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向板运动，时而向B板运动，并最终打板运动，并最终打在在A板上，则板上，则t0可能属于的时间段是可能属于的时间段是()专题八专题八 要点热点探究要点热点探究专题八专题八 要点热点探究要点热点探究例例2B【解析】【解析】由由Ut图象可以作出几个典型时刻开
31、始运图象可以作出几个典型时刻开始运动对应的动对应的vt图象，取向图象，取向A板运动方向为正方向，如图所示：分板运动方向为正方向，如图所示：分别考虑在一个周期内带电粒子的运动情况别考虑在一个周期内带电粒子的运动情况专题八专题八 要点热点探究要点热点探究当当t00，粒子一直往，粒子一直往B板运动板运动当当t0粒子先往粒子先往B板运动，到时往板运动，到时往A板运动，在一个板运动，在一个周期内总位移还是向周期内总位移还是向B板板当当t0粒子先往粒子先往B板运动，到时往板运动，到时往A板运动，在一个板运动，在一个周期内总位移为零；周期内总位移为零；同理也可以分析出其余几个典型时刻的运动情况然后对运同理也
32、可以分析出其余几个典型时刻的运动情况然后对运动情况总结如下：动情况总结如下：若若0t0 则粒子先往则粒子先往B板运动，后往板运动，后往A板运动，最终打到板运动，最终打到B板，故选项板，故选项A、D错误；错误；专题八专题八 要点热点探究要点热点探究若则粒子先往若则粒子先往B板运动，后往板运动，后往A板运动，最终板运动，最终打到打到A板板若则粒子先往若则粒子先往A板运动，后往板运动，后往B板运动，最终板运动，最终打到打到A板，故选项板，故选项B正确；正确；若则粒子先往若则粒子先往A板运动，后往板运动，后往B板运动，最终板运动，最终打到打到B板，故选项板，故选项C错误错误专题八专题八 要点热点探究要
33、点热点探究【点评】【点评】带电粒子在板间做匀变速直线运动，因两板间电带电粒子在板间做匀变速直线运动，因两板间电势差周期性变化，粒子加速度随之周期性变化带电粒子的势差周期性变化，粒子加速度随之周期性变化带电粒子的运动随释放粒子的时刻不同而变化借助速度时间图象可运动随释放粒子的时刻不同而变化借助速度时间图象可通过分析几个特殊时刻释放的粒子的运动快速解题例通过分析几个特殊时刻释放的粒子的运动快速解题例 2是带是带电粒子在电场中的直线运动问题，变式题则是带电粒子在电电粒子在电场中的直线运动问题，变式题则是带电粒子在电场中的偏转问题场中的偏转问题专题八专题八 要点热点探究要点热点探究飞行时间质谱仪可以对
34、气体分子进行分析飞行飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析飞行时间质谱仪主要由脉冲阀、激光器、加速电场、偏转电场和探时间质谱仪主要由脉冲阀、激光器、加速电场、偏转电场和探测器组成，探测器可以在轨道上移动以捕获和观察带电粒测器组成，探测器可以在轨道上移动以捕获和观察带电粒子整个装置处于真空状态加速电场和偏转电场的电压可以子整个装置处于真空状态加速电场和偏转电场的电压可以调节，只要测量出带电粒子的飞行时间，即可以测量出其比调节，只要测量出带电粒子的飞行时间，即可以测量出其比荷荷如图如图384所示，脉冲阀所示，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产喷出微量气体，经激光照射产生不同价态的离子，自生不同价态的
35、离子，自a板小孔进入板小孔进入a、b间的加速电场，从间的加速电场，从b板小板小孔射出，沿中线方向进入孔射出，沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区，到达探测板间的偏转控制区，到达探测器器专题八专题八 要点热点探究要点热点探究已知加速电场已知加速电场a、b板间距为板间距为d，偏转电场极板，偏转电场极板M、N的长度为的长度为L1，板间距离为，板间距离为L2.不计离子重力及进入不计离子重力及进入a板时的初速度板时的初速度(1)设离子比荷为设离子比荷为k(k)，若，若a、b间的加速电压为间的加速电压为U1，试，试求离子进入偏转电场时的初速度求离子进入偏转电场时的初速度v0.(2)当当a、b间的电压为间的
36、电压为U1时，在时，在M、N间加上适当的电压间加上适当的电压U2，离子从脉冲阀离子从脉冲阀P喷出到到达探测器的全部飞行时间为喷出到到达探测器的全部飞行时间为t.请推导出请推导出离子比荷离子比荷k的表达式的表达式(3)在某次测量中探测器始终无法观察到离子，分析原因是在某次测量中探测器始终无法观察到离子，分析原因是离子偏转量过大，打到了极板上请说明如何调节才能观察到离离子偏转量过大，打到了极板上请说明如何调节才能观察到离子子专题八专题八 要点热点探究要点热点探究专题八专题八 要点热点探究要点热点探究例例2变式题变式题 (3)增大加速电增大加速电压压U1或减小偏转电压或减小偏转电压U2【解析】【解析
37、】(1)设离子的带电量为设离子的带电量为q，质量为，质量为m，则有，则有qU1解得：解得：v0(2)设离子在加速电场和偏转电场中的飞行时间分别为设离子在加速电场和偏转电场中的飞行时间分别为t1和和t2，在加速电场中的加速度为，在加速电场中的加速度为a1，则：，则：专题八专题八 要点热点探究要点热点探究专题八专题八 要点热点探究要点热点探究 探究点三带电体在重力场和电场中的运动探究点三带电体在重力场和电场中的运动带电体在电场中运动时，如果重力远小于电场力，则其带电体在电场中运动时，如果重力远小于电场力，则其重力可忽略不计，如电子、质子、正负离子等微观粒子；但重力可忽略不计，如电子、质子、正负离子
38、等微观粒子；但带电液滴、带电尘埃等带电体的重力一般不能忽略带电体带电液滴、带电尘埃等带电体的重力一般不能忽略带电体在重力场和电场构成的复合场中的运动形式多样，可能做直在重力场和电场构成的复合场中的运动形式多样，可能做直线运动、一般曲线运动、圆周运动等；研究对象可能为单个线运动、一般曲线运动、圆周运动等；研究对象可能为单个物体，也可能是多个物体组成的系统；研究方法与力学综合物体，也可能是多个物体组成的系统；研究方法与力学综合题的分析方法相近，因涉及电场力做功和电势能的变化问题，题的分析方法相近，因涉及电场力做功和电势能的变化问题，其机械能不再守恒，但机械能和电势能之和可能守恒，一般其机械能不再守
39、恒，但机械能和电势能之和可能守恒，一般应用牛顿运动定律、运动学规律、动能定理和能量守恒定律应用牛顿运动定律、运动学规律、动能定理和能量守恒定律求解求解专题八专题八 要点热点探究要点热点探究专题八专题八 要点热点探究要点热点探究专题八专题八 要点热点探究要点热点探究例例3(1)4 m/s(2)0.2 s(3)0.85 J【解析】【解析】(1)A、B连线垂直于电场线，故连线垂直于电场线，故A、B两点电势相等两点电势相等金属块金属块P从从A运动到运动到B，电场力做功为零，电场力做功为零设设P刚冲上刚冲上Q板时的速度为板时的速度为v0，该过程由动能定理有，该过程由动能定理有mgRv04 m/s(2)金
40、属块金属块P从从B运动到运动到C出电场的过程，由题可知出电场的过程，由题可知F电电qENf(F电电cos45mg)1 N则加速度大小则加速度大小aP10 m/s2专题八专题八 要点热点探究要点热点探究设设P在在C处速度为处速度为v1，由，由2aPxBC解得解得v12 m/s故故t0.2 s(3)金属块金属块P在电场中运动时，木板的加速度大小在电场中运动时，木板的加速度大小aQ1 m/s2，所以物块，所以物块P刚离开电场时，刚离开电场时，Q板的速度为板的速度为v2aQt0.2 m/s物块物块P离开电场后，系统动量守恒，离开电场后，系统动量守恒，Q板足够长，设板足够长，设P、Q最最终共速为终共速为
41、v，有，有mv1Mv2(mM)v解出解出v0.5 m/s由能量转化与守恒定律，全过程摩擦产生热量由能量转化与守恒定律，全过程摩擦产生热量QmgR(mM)v2W电电专题八专题八 要点热点探究要点热点探究电场力只在电场力只在BC段对金属块段对金属块P做功，做功，W电电F电电xBCcos450.6 JQ0.85 J【点评】【点评】分析带电粒子分析带电粒子(质点质点)在重力和电场力构成的复合场在重力和电场力构成的复合场中的运动问题应注意：中的运动问题应注意：(1)根据题意，确定是否考虑重力，质子、根据题意，确定是否考虑重力，质子、粒子、电子、离子等微观粒子一般不考虑重力；而液滴、尘埃、粒子、电子、离子
42、等微观粒子一般不考虑重力；而液滴、尘埃、小球等宏观带电质点一般要考虑重力小球等宏观带电质点一般要考虑重力(如例如例3中金属块则考虑重力中金属块则考虑重力)，是否考虑重力最终是由题目给定的运动状态决定的；是否考虑重力最终是由题目给定的运动状态决定的；(2)注意看清注意看清研究对象所处的空间方位；研究对象所处的空间方位；专题八专题八 要点热点探究要点热点探究(3)注意电场的空间分布规律，特别注意电场力对研究对注意电场的空间分布规律，特别注意电场力对研究对象是否做功以及做什么功，如例象是否做功以及做什么功，如例3中金属块由中金属块由A到到B过程中电过程中电场力做的总功恰为零场力做的总功恰为零专题八专
43、题八 要点热点探究要点热点探究如图如图386甲所示，在真空中足够大的绝缘水甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为平地面上，一个质量为m0.2 kg、带电荷量为、带电荷量为q2.0106 C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数0.1.从从t0时刻开始，空间加上一个如图乙所示的场强大小时刻开始，空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场和方向呈周期性变化的电场(以水平向右为正方向，以水平向右为正方向，g取取10 m/s2)，求：，求：(1)23 s内小物块的位移大小；内小物块的位移大小；(2)23 s内电场力对小
44、物块所做的功内电场力对小物块所做的功专题八专题八 要点热点探究要点热点探究专题八专题八 要点热点探究要点热点探究例例3变式题变式题(1)47 m(2)9.8 J【解析】【解析】(1)02 s内小物块的加速度内小物块的加速度a12 m/s2位移位移x14 m2 s末小物块的速度为末小物块的速度为v2a1t24 m/s2 s4 s内小物块的加速度内小物块的加速度a22 m/s2位移位移x2x14 m4 s末的速度为末的速度为v40专题八专题八 要点热点探究要点热点探究因此小物块做周期为因此小物块做周期为4 s的变速运动，第的变速运动，第22 s末的速度为末的速度为v224 m/s，第，第23 s末
45、的速度为末的速度为v23v22a2(t23t22)2 m/s所求位移为所求位移为x(t23t22)47 m.(2)23 s内，设电场力对小物块所做的功为内，设电场力对小物块所做的功为W，由动能定理有：，由动能定理有：Wmgx解得解得W9.8 J.1、书籍是朋友,虽然没有热情,但是非常忠实。2022年11月1日星期二2022-11-12022-11-12022-11-12、科学的灵感，决不是坐等可以等来的。如果说，科学上的发现有什么偶然的机遇的话，那么这种偶然的机遇只能给那些学有素养的人，给那些善于独立思考的人，给那些具有锲而不舍的人。2022年11月2022-11-12022-11-12022-11-111/1/20223、书籍通过心灵观察世界的窗口.住宅里没有书,犹如房间里没有窗户。2022-11-12022-11-1November 1,20224、享受阅读快乐，提高生活质量。2022-11-12022-11-12022-11-12022-11-1 谢谢观赏谢谢观赏 You made my day!You made my day!我们，还在我们，还在路路上上
