1、系统知识 明晰备考 考什么 本专题考查的主要内容有：库仑定律，电场强度，电势，电势差，电势能，带电粒子在电场、磁场、复合场中的运动，安培力，洛伦兹力等。明晰备考 怎么考 本专题知识是历年高考的重点和难点，对电场强度、电势、电场力做功与电势能变化的关系、磁场的基本概念、安培力的应用等知识多以选择题的形式考查；带电粒子在电场、磁场、复合场中的运动与控制，与牛顿运动定律、功能关系相综合，多以计算题的形式考查；预测2013年高考，电场和磁场的特点与性质，电场中电场强度、电势、电势能的分析判断，带电粒子的运动与控制仍是重点考查内容。明晰备考 怎么办 复习时要注意熟悉各种电场的电场线、等势面分布特点，深入
2、理解电场强度、电势、电势能大小的比较方法，特别关注等量的同种、异种电荷电场分布规律；对带电粒子在电场、磁场、复合场中的运动与控制问题，要善于联系力学中的模型，充分挖掘题给条件，从受力情况、运动规律、能量转换等角度分析，注意对空间想象能力和运用数学工具解决物理问题能力的培养。例 1(2012福建高考)如图 311 所示，在点电荷 Q 产生的电场中，将两个带正电的试探电荷 q1、q2 分别置于 A、B 两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将 q1、q2 移动到无穷远的过程中外力克服电场力做图 311的功相等，则下列说法正确的是()AA点电势大于B点电势BA、B两点的电场强度相等Cq1的电荷
3、量小于q2的电荷量Dq1在A点的电势能小于q2在B点的电势能思路点拨 解答本题时应注意以下两点：(1)点电荷周围电场线的分布规律。(2)电场力做功与电势能变化的关系。解析 由题意知点电荷 Q 带负电，所以有 AB0，得|UA|UB|，移动两试探电荷克服电场力做功相等，有q1|UA|q2|UB|，所以 q1q2，选项 A 错误，C 正确。因为EkQr2，A 点比 B 点离 Q 近，所以 EAEB，选项 B 错误。根据电场力做功与电势能变化的关系，q1 在 A 点的电势能等于 q2 在 B 点的电势能，选项 D 错误。答案 C一、基础知识要记牢电场强度、电势、电势能的表达式及特点对比表达式特点电场
4、强度EFq，EkQr2，EUd矢量，由电场本身决定，电场线越密电场强度越大表达式特点电势Epq标量，与零电势点的选择有关，沿电场线电势逐渐降低电势能Epq，EpW 电标量，电场力做正功，电势能减小 二、方法技巧要用好电场强度、电势、电势能的比较方法1电场强度(1)根据电场线的疏密程度判断，电场线越密处电场强度越强。(2)根据等差等势面的疏密程度判断，等差等势面越密处电场强度越强。(3)根据aEq/m，a越大处电场强度越强。2电势(1)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，且电场线垂直于等势面。(2)判断UAB的正负，根据UABAB，比较A和B的大小。3电势能电场力做正
5、功，电荷(无论正电荷还是负电荷)从电势能较大处移向电势能较小处；反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电荷能较小处移向电势能较大处。三、易错易混要明了电场强度大的地方电势不一定高，处于该点的电荷具有的电势能也不一定大。例 2(2012海南高考)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用 d、U、E 和 Q 表示。下列说法正确的是()A保持 U 不变，将 d 变为原来的两倍，则 E 变为原来的一半B保持 E 不变，将 d 变为原来的一半，则 U 变为原来的两倍C保持 d 不变，将 Q 变为原来的两倍，则 U 变为原来的一半D保持 d 不变，将 Q 变为原来的一
6、半，则 E 变为原来的一半思路点拨 解答本题时注意以下两点：(1)平行板电容器电压 U、电场强度 E、板间距 d 之间的大小关系由 EUd决定。(2)平行板电容器所带电荷量 Q、电场强度 E、电压 U 间的大小关系由 CQU和 EUd共同决定。解析 由 EUd知，当 U 不变，d 变为原来的两倍时，E变为原来的一半，A 项正确；当 E 不变，d 变为原来的一半时，U 变为原来的一半，B 项错误；当电容器中 d 不变时，C 不变，由 CQU知，当 Q 变为原来的两倍时，U 变为原来的两倍，C项错误；Q 变为原来的一半，U 变为原来的一半时，则 E 变为原来的一半，D 项正确。答案 AD一、基础知
7、识要记牢(1)电容的定义式：CQU(2)平行板电容器电容的决定式：C rS4kd(3)平行板间匀强电场的电场强度：EUd二、方法技巧要用好平行板电容器的两类动态问题分析(1)充电后与电池两极相连：(2)充电后与电池两极断开：例 3(2012云南三校二模)直流电源的路端电压 U182 V，金属板 AB、CD、EF、GH 相互平行、彼此靠近。它们分别和变阻器上的触点 a、b、c、d 连接。变阻器上 ab、bc、cd 段电阻之比为 123。孔 O1 正对 B 和 E，孔 O2 正对 D 和 G。边缘F、H 正对。一个电子以初速度 v04106 m/s 沿 AB 方向从 A点进入电场，恰好穿过孔 O1
8、 和 O2 后，从 H 点离开电场。金属板间的距离 L12 cm，L24 cm，L36 cm，电子质量 me9.11031 kg，电荷量 q1.61019C。正对的两平行板间可视为匀强电场，求：(1)各相对两板间的电场强度；(2)电子离开H点时的动能；(3)四块金属板的总长度(ABCDEFGH)。图312破题关键点(1)各相邻金属板间的电压与变阻器上各段电阻阻值的大小关系。(2)电子在金属板间做什么规律的运动？(3)四块金属板的总长度与电子水平位移间的大小关系。解析(1)三对正对极板间电压之比 U1U2U3RabRbcRcd123板间距离之比 L1L2L3123故三个电场电场强度相等EUL1L
9、2L31 516.67 N/C(2)根据动能定理qU12mev212mev 20电子离开 H 点时的动能Ek12mev 20 qU3.641017 J(3)由于板间电场强度相等，则电子在竖直方向所受电场力不变，加速度恒定，可知电子做类平抛运动：竖直方向：L1L2L312qEmet2水平方向：xv0t消去 t 解得 x0.12 m四块金属板的总长度ABCDEFGH2x0.24 m答案(1)均为 1 516.67 N/C(2)3.641017 J(3)0.24 m一、基础知识要记牢1加速(1)匀强电场中，v0与E平行时，可用牛顿第二定律和运动学公式求解。(2)非匀强电场中，用功能关系求解qU12m
10、v212mv 20。2偏转在匀强电场中，当v0与E方向垂直时，带电粒子的运动为类平抛运动。(1)沿v0方向的匀速直线运动xv0t。(2)垂直于v0方向的匀加速直线运动。加速度aqEm qUmd偏转位移：y12at2 qU2md(xv0)2xL qUL22mdv 20偏转角：tan vyv0 qUxmdv 20 xL qULmdv 20。二、方法技巧要用好1解决带电粒子在电场中运动问题的一般思路(1)选取研究对象；(2)分析研究对象受力情况；(3)分析运动状态和运动过程(初始状态及条件，直线运动还是曲线运动等)；(4)建立正确的物理模型，恰当选用规律或其他手段(如图线等)找出物理量间的关系，建立
11、方程组解题；(5)讨论所得结果。2重力是否可忽略的问题在讨论带电粒子或其他带电体的静止与运动问题时，重力是否要考虑，关键看重力与其他力相比较是否能忽略。一般来说，除明显暗示外，带电小球、液滴的重力不能忽略，电子、质子等带电粒子的重力可以忽略。一般可根据微粒的运动状态判断是否考虑重力作用。课堂针对考点强化训练1一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线 abc 从 a 运动到 c，已知质点的速率是递减的。关于 b 点电场强度 E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在 b 点的切线)()图 313解析：选 题中质点所带电荷是负电荷，电场方向应与负电荷受到的电场力方向相反，又因为质点的速度是递减的
12、，因此力的方向应与速度方向夹角大于90，故选项D正确。D2.如图314所示，a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c为ab中点。a、b的电势分别为a5 V，b3 V，下列叙述正确的是()A该电场在c点处的电势一定为4 VBa点处的电场强度Ea一定大于b点处的电场强度EbC一正电荷从c点运动到b点电势能一定减少D一正电荷运动到c点时受到的电场力由c指向a图314解析：选 只有一根电场线，此处无法判断是否为匀强电场，故A、B错误；由电势高低情况可知电场线方向为a指向b，故正电荷所受的电场力方向由c指向b，正电荷由c点移到b点，电场力做正功，电势能减少，故D错误、C正确。C3(2012江苏
13、高考)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容 C 和两极板间的电势差 U 的变化情况是()AC 和 U 均增大 BC 增大，U 减小CC 减小，U 增大DC 和 U 均减小解析：选 根据平行板电容器电容公式 C rS4kd，在两极板间插入电介质后，电容 C 增大，因电容器所带电荷量 Q 不变，由 CQU可知，UQC减小，B 正确。B4(2012广东高考)图 315 是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的有()图 315A带正电的矿粉落在右侧B电场力对矿粉做
14、正功C带负电的矿粉电势能变大D带正电的矿粉电势能变小解析：选 在水平方向上带正电的矿粉受到向左的电场力，应落在左侧，A错；电场力对两种矿粉都做正功，电势能均减小，所以只有B、D正确。BD5(2012山东高考)图 316 中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c 三点是实线与虚线的交点。则该粒子()图 316A带负电B在 c 点受力最大C在 b 点的电势能大于在 c 点的电势能D由 a 点到 b 点的动能变化大于由 b 点到 c 点的动能变化解析：选 由于带电粒子受到的电场力指向轨迹凹侧，说明带电粒
15、子带正电，选项 A 错误；根据库仑定律 FkQqr2 可知，选项 B 错误；粒子从 b 点运动到 c 点的过程中，电场力对粒子做正功，粒子电势能减小，选项 C 正确；由动能定理可得 qUEk，因为 UabUbc，所以选项 D 正确。CD6(2012重庆联考)如图 317 所示，在两等量异种点电荷连线上有 D、E、F 三点，且 DEEF。K、M、L 分别为过 D、E、F 三点的等势面。一不计重力的带负电粒子，从 a 点射入图 317电场，运动轨迹如图中实线所示，以|Wab|表示该粒子从 a点到 b 点电场力做功的数值，以|Wbc|表示该粒子从 b 点到c 点电场力做功的数值，则()A|Wab|Wbc|B|Wab|Ubc|，而WqU，所以|Wab|Wbc|，故A、B均错误；从粒子的运动轨迹可知该粒子从a点到c点受到大体向左的作用力，左侧为正电荷，从左向右电势降低，D错误；粒子由a点到b点，电场力做负功，电势能增加，动能减少，C正确。C
