高考物理电场综合题26页PPT

• 考向2 电场能的性质、电容器 • 3．[对电容器的动态分析的考查](2016年新课标Ⅰ卷)一平行板电容器两
极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上，若将云母介质移出， 则电容器( ) • A．极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大 • B．极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大 • C．极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变 • D．极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变 • 【答案】D
• 4．[对电场力做功、等势面的考查](2015年新课标Ⅰ卷)如图所示，直线 a，b和c，d是处于匀强电场中的两组平行线，M，N，P，Q是它们的交 点，四点处的电势分别为φM，φN，φP，φQ，一电子由M点分别运动到N 点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则( )
• A．直线a位于某一等势面内，φM>φQ • B．直线c位于某一等势面内，φM>φN • C．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功
• A．Q点的电势比P点高
• B．油滴在Q点的动能比它在P点的大
• C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大
• D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小
• 【答案】AB
• (2)分析物理量的数量级，是解决物理问题的 常用方法．在解决(1)问时忽略了电子所受重 力，请利用下列数据分析说明其原因．已知 U＝2.0×102 V，d＝4.0×10－2 m，m＝9.1×10 －31 kg，e＝1.6×10－19 C，g＝10 m/s2.
• (3)极板间既有静电场也有重力场．电势反映 了静电场各点的能的性质，请写出电势φ的 定义式．类比电势的定义方法，在重力场中 建立“重力势”φG的概念，并简要说明电势和“ 重力势”的共同特点．
• D．若电子由P点运 考向3 带电粒子在电场中的运动

例题2. 如图29-1所示，在真空中同一条直线上的A、B两点固定有 电荷量分别为+4Q和-Q的两个点电荷．⑴将另一个点电荷放在该直线上 的哪一个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？⑵若要求这三个点 电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷 还是负电荷？电荷量是多大？
一、基本知识
4、电场计算的三个表达式
公式
适用范围 任何电场
公式说明 定义式：其中q是试验 电 荷 ， F 是 它在 电 场 中 受到的电场力。 Q 是场源电荷， E 表示跟 点电荷相距r处某点的 场强
其中d为在场强方向 （沿电场线方向）上的 距离
E
F q
Q Ek 2 r
真空中点电荷的 电场
匀强电场
例题1、 关于物体的带电荷量，以下说法中正确 的是（ ） A．物体所带的电荷量可以为任意实数 B．物体所带的电荷量只能是某些特定值 C．物体带电＋1.60×10-9C，这是因为该物体失 去了1.0×1010个电子 D．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C 解析：物体带电的原因是电子的得、失而引起的， 物体带电荷量一定为e的整数倍，故A错，B、C、 D正确
一、基本知识
9、判断电势能大小的方法 方法一: 根据电场力做功的正负判断，若电场力对移动电荷 做正（负）功，则电势能减少（增加）； 方法二: 根据公式 Ep=qφ ；WAB＝qUAB计算。
一、基本知识
10、 平行板电容器的动态分析 1.主要的理论论据 (1)平行板电容器的电容C与板距d、正对面积S、介质介电 S 常数ε 间的关系C= . 4kd U (2)平行板电容器内部是匀强电场,所以场强E= . (3)电容器所带电荷量Q=CU.
电场复习
一、基本知识

轴正方向电场强度E为正，以下判断中正确的是
√A.点电荷M、N一定为同种电荷 √B.点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4∶1
C.把一个检验电荷由x1位置静止释放，其加速度一直减小
D.把一个正检验电荷由x3＝a的位置静止释放，其电势能一直减小
x＝2a 处场强为零且左侧场强向右(正值)、右侧场强向 左(负值)，结合点电荷的场强特征可知，点电荷 M、N 一定为同种电荷，两点电荷在 x＝2a 处的场强大小满 足 k2qa12＝kqa22，解得qq12＝41，A、B 正确； 由题图可知，O点右侧场强先减小再增大，故把一个检验电荷(假设带 正电)由x1位置静止释放，据牛顿第二定律可得qE＝ma，其加速度先 减小再增大，C错误； 把一个正检验电荷由x3＝a的位置静止释放，向右运动过程静电力先 做正功再做负功，其电势能先减小后增大，D错误.
√D.力F做的功及摩擦力对物体A和B做功的代数和等于物体A和B的动能增
量及电势能增量之和
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
力F 没有作用在物体A上，故力F对A不做功，故选 项A错误； 根据动能定理，力F做的功与摩擦力对物体B做的功及库仑力对物体 B做的功之和等于物体B的动能增量，故选项B错误； 由功能关系可得，力F做的功加上摩擦力对物体B做的功等于物体B 的动能增量与B克服库仑力做功之和，故C错误； 根据能量守恒可知：力F做的功及摩擦力对物体A和B做功的代数和 等于物体A和B的动能增量及电势能增量之和，故选项D正确.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2.如图所示，一带电微粒沿与CD平行方向(垂直AD方向)射入倾角为θ的 光滑斜面上，斜面所在区域存在和AD平行的匀强电场，微粒运动轨迹如 图中虚线所示，则 A.若微粒带正电荷，则电场方向一定沿斜面向下 B.微粒从M点运动到N点电势能一定增加

(2)粒子做往返运动(一般分段研究)。
(3)粒子做偏转运动(一般根据交变电场特点分段研究)。
3.思维方法
(1)注重全面分析(分析受力特点和运动规律):抓住粒子的运动具有周期
性和在空间上具有对称性的特征,求解粒子运动过程中的速度、位移、做
功或确定与物理过程相关的边界条件。
(2)从两条思路出发:一是力和运动的关系,根据牛顿第二定律及运动学规
是恒力作用的问题,用能量观点处理也常常显得简洁。具体方法常有如下
两种。
1.用动能定理处理
思维顺序一般为:
(1)弄清研究对象,明确所研究的物理过程;
(2)分析物体在所研究过程中的受力情况,弄清哪些力做功,做正功还是负
功;
(3)弄清所研究过程的始、末状态(主要指动能);
(4)根据W= ΔEk 列出方程求解。
(1)求带电小球从A 点开始运动时的初速度v0。
(2)带电小球从轨道最高点C经过一段时间运动到光滑绝缘水平面上D点
(图中未标出),求B点与D点间的水平距离。
解析:(1)小球在半圆环轨道上运动,当小球所受重力、静电力的合力方向与速
度垂直时,速度最小。设 F 合与竖直方向夹角为 θ,则 tan
F

合=
做匀减速直线运动,直到t=T时刻速度变为零,之后重复上述运动,A正确,B
错误。
第二环节
关键能力形成
能力形成点1
带电粒子在交变电场中的运动(师生共研)
整合构建
1.常见的交变电场
常见的产生交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等。
2.常见的题目类型
(1)粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解)。
sin37°
=
5
A.末速度大小为√2v0

A．动能减少10 J
B．电势能增加24 J
C．机械能减少24 J
D．内能增加16 J
解析：由动能定理可知ΔEk＝32 J－8 J－16 J－18 J＝－10 J，A正确；克服电场 力做功为8 J，则电势能增加8 J，B错误；机械能的改变量等于除重力以外的其 他力所做的总功，故应为ΔE＝32 J－8 J－16 J＝8 J，C错误；物体内能的增加 量等于克服摩擦力所做的功，D正确． 答案：AD
1．电场力做功与电势能的变化关系 (1)电场力做功与路径无关，与重力做功十分相似． (2)电场力对电荷做正功时，电荷的电势能减少；电场力对电荷做负功 时，电荷的电势能增加．电势能增加或减少的数值等于电场力做功的数 值．即ΔEp＝－W.
2．电场中的功能关系 (1)只有电场力做功，电势能和电荷的动能之和保持不变． (2)只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变．
图9－2－1
2．如图9－2－1所示，在绝缘的斜面上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜
面向上，斜面上的带电金属块在平行于斜面的力F作用下沿斜面移动．已知金
属块在移动的过程中，力F做功32 J，金属块克服电场力做功8 J，金属块克服
摩擦力做功16 J，重力势能增加18 J，则在此过程中金属块的( )
(1)从能量的角度反映了电场的性质
电场力做功WAB与q成正比，与A到B的路径无关，所以 既与q无关，又
与A、B间的路径无关．由于做功是能量转化的量度，因此
是从能的角
度反映了电场的性质．
Байду номын сангаас
(2)电场力做功有正负之分，电场力做正功，WAB＞0；电场力做负功，WAB ＜0.电荷量也有正负之分，对正电荷取q＞0；对负电荷取q＜0，利用UAB＝

高考培优讲座(七) 电场中1的力电综合问题 2
时，油滴做竖直向上的匀加速运动，加速度方向向上，大小
a1
满
高考培优讲座(七) 电场中的力电综合问题
足 高考培优讲座(七) 电场中的力电综合问题
高考培优讲座(七) 电场中的力电综合问题
高考培优讲座(七) 电场中的力电综合问题
qE －mg＝ma 高考培优讲座(七) 电场中的力电综合问题
60、原来，我们这些人的青春，每一个人都是暗伤连城。——独木舟
或 t > 1＋ 23 vg 1412.1、.成资、责功 源在任的部爱的唯分情1含一：里义秘了，诀解谁我—先国—动的坚了资持心源到，现最谁状后0就一(会水分落资钟了源。下紧风缺。、其能实源不危是机，)，而认是识谁资的源愧合疚理深开，发谁、才保落护了和下综风合。利用的重要性。
t1>
25＋1vg0
另一解为负，不合题意，已舍去．
[答案] 见解析
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第七章 静电场
10
解决力电综合问题的一般思路
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第七章 静电场
11
【突破训练】 (2020·甘肃兰州高三诊断考试)水平面上有一个竖直放置的部分圆 弧轨道，A 为轨道的最低点，半径 OA 竖直，圆心角 AOB 为 60°， 半径 R＝0.8 m，空间有竖直向下的匀强电场，场强 E＝1×104 N/C. 一个质量 m＝2 kg、电荷量为 q＝－1×10－3 C 的带电小球，从轨 道左侧与圆心 O 同一高度的 C 点水平抛出，恰好从 B 点沿切线进入圆弧轨道，到达最 低点 A 时对轨道的压力 FN＝32.5 N．不计空气阻力，重力加速度 g 取 10 m/s2，求： (1)小球抛出时的初速度 v0 的大小； (2)小球从 B 到 A 的过程中克服摩擦所做的功 Wf.

解析 由题图可知,x1到x4场强先变大,再变小,则点电荷受到的电场力先增大后减小,C项正确,D项错误;由x1到x3及由x2到x4过程中,电场力做负功,电势能增大,A项错误,B项正确。
答案 BC
只在电场力作用下的E-x图像问题的解题思路
考向4 电场中的Ep-x图像Ep-x图像提供了电势能随距离x的变化信息,图像斜率的绝对值表示电场力,求解时充分利用功能关系。
第八章
静电场
专题突破十二 电场中的功能关系及图像问题
1.学会用功能关系分析带电粒子或带电体在电场中的动能、电势能、重力势能等能量的变化。2.理解电场中有关图像的物理意义,学会应用图像的斜率、面积、截距等求解物理量。
电场中常见的功能关系。(1)若只有静电力做功,电势能与动能之和保持不变。(2)若只有静电力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变。(3)除重力之外,其他对物体所做的总功等于物体动能的变化量。
答案 AC
只在电场力作用下的Ep-x图像问题的解题思路
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月1日
2024课件
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月1日
【典例6】 (多选)如图甲所示,在某电场中建立x坐标轴,A、B为x轴上的两点,xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值。一电子仅在电场力作用下沿x轴运动,该电子的电势能Ep随其坐标x变化的关系如图乙所示,则下列说法中正确的是( )A.该电场一定不是孤立点电荷形成的电场B.A点的电场强度小于B点的电场强度C.电子由A点运动到B点的过程中电场力对其所做的功W=EpA-EpBD.电子在A点的动能小于在B点的动能
解析 由于A、B两点的电势能与两个位置间的关系如题图乙所示,说明电势能是均匀增加的,故这一定是匀强电场,即不是孤立点电荷形成的电场,A项正确;A、B两点的电场强度相等,B项错误;由题图乙可知,电子在A、B两点的电势能分别为EpA和EpB,且EpB>EpA,说明电子由A运动到B时电势能增大,电场力做负功,电场力对其所做的功为W=EpA-EpB,C项正确;电场力做负功,故动能减小,故电子在A点的动能大于在B点的动能,D项错误。

(2)用包括电势能和内能在内的能量守恒定律处理 列式的方法常有两种： ①利用初、末状态的能量相等(即E1＝E2)列方程. ②利用某些能量的减少等于另一些能量的增加列方程. (3)两个结论 ①若带电粒子只在电场力作用下运动，其动能和电势能之和保持不变. ②若带电粒子只在重力和电场力作用下运动，其机械能和电势能之和保 持不变.
解得FNC1′＝5.4qE 根据牛顿第三定律得FNC1＝5.4qE.
(2)小物块第一次通过D点后离开D点的最大距离； 答案 65R
答案 设小物块第一次到达D点时的速度大小为vD1，
根据动能定理有 qE(Lsin 37°－Rcos 37°)－μqELcos 37°＝12mvD12－0
解得 vD1＝
至此时在水平方向上的位移大小；
答案 12mv02＋2dφqh v0
mdh qφ
图5
解析 PG、QG间场强大小相等，均为E.粒子在PG间所受电场力F的方 向竖直向下，设粒子的加速度大小为a，有
E＝2dφ
①
F＝qE＝ma
②
设粒子第一次到达G时动能为Ek，由动能定理有
qEh＝Ek－12mv02
③
设粒子第一次到达G时所用的时间为t，粒子在水平方向的位移为l，
2.用能量观点处理带电体的运动 对于受变力作用的带电体的运动，必须借助能量观点来处理.即使都是 恒力作用的问题，用能量观点处理也常常更简捷.具体方法有： (1)用动能定理处理 思维顺序一般为： ①弄清研究对象，明确所研究的物理过程. ②分析物体在所研究过程中的受力情况，弄清哪些力做功，做正功还是 负功. ③弄清所研究过程的初、末状态(主要指动能). ④根据W＝ΔEk列出方程求解.
则有 h＝12at2
④
l＝v0t

,将规则内化于心、外化于行。最后指出我们要维护和改进规则,使之更加符合人民的利益和社会发展的要求。
例如：
本补题充【考 ，查这解学样析生才文能】言做由文到粒翻不译丢子能分轨力。。平迹文时弯言训曲翻练译时方是注向文意言自及文己电的确必定场考句线内子分容的，赋布翻分情译点以，况直翻可译译知为时主保，，证粒意赋译分子为点所辅的，落受把实电句 。场子中力的方每一向个沿字电都要场落线到实切处线，不能翻译的助词等删掉，省略的内容根据上下文
题型四、粒子在电场中运动的图像类问题 【答案】： D
例8.(2014·上海物理·19)静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正 方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷( ) A．在x2 C．由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小 D．由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大
【解析】： x2～x4场强沿x轴负方向，则从x2到x4处正点电荷逆着电场线方向移动，电 场力做负功，电势能增加，正电荷在x4处电势能较大，故A错误；同理分析可得，B正确；由 x1运动到x4的过程中，由图可以看出电场强度的绝对值先增大后减小，故电场力先增大后减 小，故C正确，D错误。
【答案】： BC
知识小结：
（选夹自《角史为记·钝屈原角贾，生列电传场第力二十做四负》，功有，删电节）势能增大，动能减小，所以 vM>vN，EpM <EpN，A、B
项错误；电场线疏密程度表示电场强度大小，故粒子在 M 点所受电场力的大小小于在 N 点
所受电场力的大小，由牛顿第二定律可知，aM<aN，D 项正确；由于电场线方向如图所示；
命题规律
近几年高考命题点主要集中在:电场 力的性质中电场强度、点电荷的电场 强度、电场线;电场能的性质中电势 、电势差、电势能;匀强电场中电势 差与电场强度的关系等。带电粒子在 电场中的运动是考查的重点。 选择题主要考查库仑定律，电场的性 质、电容器。 计算题主要考查带电粒子在电场中的 运动。 选择题为中、低档，计算题为中、高 档。

1 0
时间内,粒子在竖直方向上的位移 y1'=2 2
2
2
2

0
在后 时间内,粒子在竖直方向上的位移 y2'=
2
2
故粒子在 O'点上方的最大位移
即在距靶 MN 中心
=
O'点上方最远处,在前
0 2
16
2
2
−
1 0 2
=0
2 2
0 2
y'=y1'+y2'= 16
(体)的受力情况,根据F合=ma得出加速度,再根据运动学方程可得出所求物
理量。运用能量观点时,在匀强电场中,若不计重力,静电力做的功等于动
能的变化量;若考虑重力,则合力做的功等于动能的变化量。
这类问题有时还应用等效场的方法来处理分析。
易错辨析 (1)电场中,电势能和机械能的总和不变。( × )
(2)电场中,电势能和动能的总和不变。( × )
场中的直
动的规律,注意运动轨迹的对称性。
线运动
(4)进行归纳、推理,确定粒子运动的全过程,利用相关知识,寻找
解题的突破口
【对点演练】
1.如图甲所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,x轴水平。将一质量为m、
电荷量为+q的小球(可视为质点)从坐标原点O以某一初速度沿x轴正方向
水平抛出,一段时间后小球通过点A
反,则小球从M运动到N的过程(
1 2
A.动能增加 mv
2
B.机械能增加 2mv2
3 2
C.重力势能增加 mv
2
D.电势能增加 2mv2
)
答案 B
解析
1
2 3