202x年高考物理一轮复习第8章静电场第38讲电场中的图象问题和力电综合问题
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专题08 静电场第一部分考点分析电场是电学的基础,也是高考的重点,每年必考。
一般以填空题或计算题的形式进行考查。
库仑定律、电场线的性质、带电体在静电场中的平衡、平行板电容器、带电粒子在电场中的运动等是考查的重点。
特别是带电粒子在电场中的运动结合交变电流、磁场知识巧妙地把电场性质与牛顿运动定律、功能关系、动量等力学知识有机地结合起来,更是命题几率较高的热点。
在复习本部分时要牢牢抓住力和能这两条主线,将知识系统化,找出它们的联系,做到融会贯通,同时还应注意此部分知识与科技前沿、生活实际等的联系,如静电除尘、电容式传感器、喷墨打印机、静电分选器、示波器等。
带电粒子在电场中运动一类问题,是高考中考查的重点内容之一.在力、电综合试题中,多把电场与牛顿运动定律,动能定理,功能关系,运动学知识,电路知识等巧妙地综合起来,考查学生对这些基本知识、基本规律的理解和掌握的情况,应用基本知识分析、解决实际问题的能力。
预测高考对电场考查选择题和计算均有:选择题主要检测考生对重要概念的理解和基本规律的运用.重点考查库仑定律、电场、电场强度、电场线、匀强电场、电场强度的叠加、匀强电场中电势差根电场强度的关系、电容器的电容等基本概念、基本规律的综合运用;计算题仍是以高分值高难度形式出现,重点是考查电场力、电势能、电势差、电势等概念与力学综合。
从近几年的高考来看,随着招生比例的增大,试题的难度相对而言有所下降,思维难度大,起点高的超难试题没有了,但同时送分题也没有了,在论述题,计算题的思维起点都不是很高,随着对物理过程研究的深入,思维难度逐步增大,因此有效的考查了学生的物理思维能力。
因此抓好基本物理知识的教学仍是中学物理教学的首要任务。
把握好复习节奏,适当降低起点和速度,着重学生思维能力的培养过程,以基础题训练方法,努力培养学生正确,良好的解题习惯,加强对学生复习方法,应试策略与技巧的训练和指导。
第二部分知识背一背一、库伦定律与电荷守恒定律1.库仑定律(1)真空中的两个静止的点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比,与它们距离的二次方成反比,作用力的方向在他们的连线上。
高中物理一轮复习知识点汇总第八章静电场第八章静电场是高中物理课程中的一个重要章节,包含了静电场的基本概念、公式以及相关应用。
下面是高中物理一轮复习中的静电场的主要知识点汇总:1.静电场的基本概念-静电场是指存在电荷时产生的电场状态,其影响范围无限远。
-电场是一种物理量,描述电荷对于其他电荷的作用力。
-电场强度E表示单位正电荷在电场中所受的力的大小和方向。
2.静电场的性质-电场具有叠加原理,即多个电荷产生的电场可以叠加。
-电场强度矢量方向与正电荷所受力方向相同,与负电荷所受力方向相反。
-电场强度E与距离r的关系为E∝1/r^23.电场强度的计算-均匀带电直线:E=λ/(2πε₀r),其中λ为直线上的电荷线密度,ε₀为真空介电常数。
-均匀带电圆环:E=Q/(2πε₀R^2),其中Q为总电荷量,R为圆环半径。
-均匀带电平面:E=σ/(2ε₀),其中σ为平面上的面电荷密度。
4.静电场的电势-电场电势能表示电荷在电场中具有的能量。
-静电场中,电势能转化为电势能,电场电势表示单位正电荷在电场中所具有的电势能。
-电场电势V与电场强度E的关系为V=-Ed,其中d为电荷的位移,负号表示电势降低。
5.电势的计算- 均匀带电直线产生的电势:V = λ/(2πε₀) * ln(r₂/r₁),其中r₁和r₂为直线上两点到电荷的距离。
-均匀带电圆环产生的电势:V=Q/(4πε₀R),其中R为圆环半径。
-均匀带电球壳产生的电势:V=Q/(4πε₀R),其中R为球壳半径。
6.电势能与电势的关系-电荷在电场中的电势能与电荷在电场中的电势有直接关系,即U=qV,其中U为电势能,q为电荷量,V为电势。
7.静电场中的电荷运动-在静电场中,电荷会受到电场力的作用而产生运动。
-A点电势高于B点时,电荷会从A点运动到B点;反之,电荷会从B点运动到A点。
-电势差ΔV表示A点与B点之间的电势差,ΔV=V(A)-V(B)。
8.可充电体与电位-可充电体是指具有一定电荷的导体物体。
2022届高考物理一轮复习第八章静电场专题4 带电粒子在电场中运动的综合问题学案新人教版年级:姓名:专题4带电粒子在电场中运动的综合问题关键能力学案突破考点一带电粒子在交变电场中的运动1.此类题型一般有三种情况:一是粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解);二是粒子做往返运动(一般分段研究);三是粒子做偏转运动(一般根据交变电场的特点分段研究)。
2.分析时从两条思路出发:一是力和运动的关系,根据牛顿第二定律及运动学规律分析;二是功能关系。
3.注重全面分析(分析受力特点和运动特点),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。
【典例1】如图甲所示,真空中相距d=5 cm的两块平行金属板A、B与电源连接(图中未画出),其中B板接地(电势为零),A板电势变化的规律如图乙所示。
将一个质量m=2.0×10-27 kg、电荷量q=+1.6×10-19 C的带电粒子从紧邻B板处释放,不计粒子重力。
求:(1)在t=0时刻释放该带电粒子,释放瞬间粒子加速度的大小。
(2)若A板电势变化周期T=1.0×10-5s,在t=0时将带电粒子从紧邻B板处无初速释放,粒子到达A板时速度的大小。
(3)A板电势变化频率多大时,在t=T4到t=T2时间内从紧邻B板处无初速度释放该带电粒子,粒子不能到达A板。
思维点拨(1)因为不计粒子重力,则粒子只受电场力而做匀加速直线运动,通过进一步计算可知在0~T2内粒子发生的位移恰好等于板间距离,到达A板的时间随之确定。
(2)解第(3)小题的关键,在于明确运动“对称性”,弄清“粒子不能到达A板”的条件,即在T4到3T4内粒子的最大位移小于板间距离。
规律方法带电粒子在交变电场中运动问题的解答方法本题结合带电粒子在交变电场中的运动模型,考查学生能否用运动和力的物理观念,对这一模型的问题进行科学推理,从而得出正确结论。
高中物理静电场的图像问题(含例题和答案解析)在高中物理静电场中,我们都已经注重带电粒子在电场中的运动,我们还应重视描述电场本质的图像。
描述电场的图像有以下两种情况,一种是直接在坐标系中用电场线或等势线描述电场的分布,另一种是描述电场的本质的物理量随距离或其他量的变化关系图像,如场强随坐标轴变化的函数图像:即图像,电势随坐标轴变化的函数图像:图像,电势能随坐标轴变化的图像:图像。
解答该类型题关键是要读懂图像的意义,即坐标轴,坐标原点,斜率,交点坐标,变化趋势等的物理意义,同时结合题意,读懂已知条件,以及提出的问题,根据电场强度的定义式和电势的基本公式解决问题。
同时一定要根据图像描述的内容找出对应我们学习过的静电场的模型,场源可能是点电荷,也可能是电偶极子,还可能是带电平板等。
一、在坐标系中用电场线或者等势线来描述电场知识准备:1、等势线和电场线互相垂直;2、等势线密的部分电场强度大;3、电势沿着电场线电势越来越低。
例1、(2004&北京)静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置,其中某部分静电场的分布如右图所示.虚线表示这个静电场在xoy平面内的一簇等势线,等势线形状相对于ox轴、oy轴对称.等势线的电势沿x轴正向增加.且)时,速度与相邻两等势线的电势差相等.一个电子经过P点(其横坐标为-xox轴平行.适当控制实验条件,使该电子通过电场区域时仅在ox轴上方运动.在随位置坐标x变化的示意图通过电场区域过程中,该电子沿y方向的分速度vy是()题目分析:根据等势线与电场线垂直和电势变化的情况从而画出经过p点的电场线(画时先在经过的等势线上的点作一小段垂线,再用平滑的曲线连接起来),然后根据受力情况求出物体在y轴方向的加速度和水平方向的加速度,得出物体在水平方向的速度和竖直方向速度变化情况.这其实是运动的合成与分解的问题。
解:由于等势线的电势沿x轴正向增加,等势线与电场线垂直,故可做出经过P 点的电场线如图所示,电子所受的电场力与场强方向相反,故电子受到一个斜向右下方的电场力,这个力可以分解为沿x轴正方向的力和沿y轴负方向的力,所以粒子从-x开始沿x轴正方向做初速度为v的加速度运动;沿y轴的负方向做初速度等于0的加速运动,所以沿y轴方向的速度方向向下,为负值,故A、C 错误。
第38讲电场中的图象问题和力电综合问题考点一静电场中的图象问题几种常见图象的特点及规律(多选)如图甲所示,有一绝缘的竖直圆环,圆环上分布着正电荷。
一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环,细杆上套有一质量为m=10 g的带正电的小球,小球所带电荷量q =5.0×10-4 C,让小球从C点由静止释放。
其沿细杆由C经B向A运动的vt图象如图乙所示,且已知小球运动到B点时,速度图象的切线斜率最大(图中标出了该切线),下列说法正确的是( )A .由C 到A 的过程中,小球的电势能先减小后增大B .在O 点右侧杆上,B 点场强最大,场强大小为E =1.2 V/mC .沿着C 到A 的方向,电势先降低后升高D .C 、B 两点间的电势差U CB =0.9 V解析 从C 到A 电场力对带正电的小球一直做正功,故电势能一直减小,电势一直减小,故A 、C 错误;由乙图可知,小球在B 点的加速度最大,且加速度只由电场力提供,故B 点的电场强度最大,由乙图可知a =Δv Δt =0.06 m/s 2,又a =qE m ,代入数据解得E =1.2 V/m ,故B 正确;由C 到B 电场力做功为W =12mv 2B -0,所以C 、B 间电势差为U CB =Wq =0.9 V ,故D正确。
答案 BD 方法感悟虽然图象种类繁多,但各种图象的处理方法都类似。
大多数图象问题都考查斜率或面积的物理意义。
斜率的物理意义由纵轴变化量除以横轴变化量决定;面积的物理意义由对应的纵轴与横轴所代表的物理量相乘决定。
1.(2017·江苏高考)(多选)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。
下列说法正确的有( )A.q1和q2带有异种电荷B.x1处的电场强度为零C.负电荷从x1移到x2,电势能减小D.负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大答案AC解析两个点电荷在x轴上,且x1处的电势为零,x>x1处的电势大于零,x<x1处的电势小于零。