1、专题三 电场与磁场 第1讲 电场及带电粒子在电场中的运动 一、构建体系 透析考情析考情明考向_考情分析_透视命题规律思维导图1.本讲高考命题题型选择题、计算题都有可能，选择题难度中等，计算题题目综合性强，难度大。2.选择题的命题热点主要集中在电场强度、电场线的用途、电势能的变化、电势高低的判断、匀强电场中电势差与电场强度的关系、带电粒子在电场中的运动等，如2020年山东卷第10题。计算题考查了带电粒子在电场或重力场、电场的叠加场中的运动问题。3.除电场的性质外，还要关注与电容器相关的知识在实际生产、生活中的应用，如静电除尘、电容式传感器等。考情分析二、熟记规律 高效突破1电场力的性质(1)电场
2、强度的定义式：EFq。(2)真空中点电荷的电场强度公式：EkQr2。(3)匀强电场的电场强度与电势差的关系式：EUd。2电场能的性质(1)电势的定义式：Epq。(2)电势差的定义式：UABWABq。(3)电势差与电势的关系式：UABAB。(4)电场力做功与电势能的关系式：WABEpAEpB。3熟记“面线”关系(1)电场线总是与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面。(2)电场线越密的地方，等差等势面也越密。(3)沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，电场力一定做功。4做到“3看”和“3想”(1)看到“电场力做正功(负功)”，想到“电势能减少(增加)”。(2)看到“只有电场
3、力做功”，想到“动能(Ek)和电势能(Ep)的总和不变”。(3)看到“电容器充电后与电源断开”，想到“Q不变”；看到“电容器始终与电源相连”，想到“U不变”。考向一 电场的性质1电场强度的判断(1)场强方向是电场中正电荷的受力方向，也是电场线上某点的切线方向。(2)电场强弱可用电场线疏密判断。2电势高低的比较(1)根据电场线方向判断，沿着电场线方向，电势越来越低。(2)将带电荷量为q的电荷从电场中的某点移至无穷远处时，电场力做正功越多，则该点的电势越高。(3)根据电势差UABAB判断，若UAB0，则AB，反之A0)的粒子以速度v0从MN连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中
4、。已知MN与水平方向成45角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达MN连线上的某点时()A所用时间为mv0qEB速度大小为3v0C与P点的距离为2 2mv20qED速度方向与竖直方向的夹角为30C解析：粒子在电场中只受电场力，FqE，方向向下，如图所示。粒子的运动为类平抛运动。水平方向做匀速直线运动，有xv0t竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动，有y12at212qEm t2yxtan 45由可得t2mv0qE，A错误；vyatqEm 2mv0qE 2v0，则速度大小v v20v2y 5v0，tan v0vy12，则速度方向与竖直方向夹角arctan 12，B、D错误；xv0t2mv20qE，与P
5、点的距离sxcos 452 2mv20qE，C正确。8(2019高考全国卷)如图，两金属板P、Q水平放置，间距为d。两金属板正中间有一水平放置的金属网G，P、Q、G的尺寸相同。G接地，P、Q的电势均为(0)。质量为m、电荷量为q(q0)的粒子自G的左端上方距离G为h的位置，以速度v0平行于纸面水平射入电场，重力忽略不计。(1)求粒子第一次穿过G时的动能，以及它从射入电场至此时在水平方向上的位移大小；(2)若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场，则金属板的长度最短应为多少？解析：(1)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E2
6、dFqEma设粒子第一次到达G时动能为Ek，由动能定理有qEhEk12mv20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大小为l，则有h12at2lv0t联立式解得Ek12mv202d qhlv0mdhq(2)若粒子穿过G一次就从电场的右侧飞出，则金属板的长度最短。由对称性知，此时金属板的长度L为L2l2v0mdhq答案：(1)12mv202d qh v0mdhq (2)2v0mdhq9如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0，电容器板长l10 cm，板间距离d10 cm，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离L10 cm，在电容器两极板间接一交
7、变电压，上极板的电势随时间变化的图像如图乙所示。(每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)求：(1)在t0.06 s时刻，电子打在荧光屏上的何处；(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长。解析：(1)设电子经电压U0加速后的速度为v0，根据动能定理得eU012mv20设偏转电场的场强为E，则有EUd设电子经时间t通过偏转电场，偏离轴线的侧向位移为y，则在中心轴线方向上，有t lv0在垂直轴线方向上有aeEm，y12at2 eUl22mdv20设电子通过偏转电场过程中产生的侧向速度为vy，偏转角为，则电子通过偏转电场时有vyat，tan vyv0电子在荧光屏上偏离O点的距离为YyLtan eUlmdv20(l2L)Ul2U0d(l2L)由题图知t0.06 s时刻U1.8U0代入数据解得Y13.5 cm。(2)由题知电子偏移量y的最大值为 d2，所以当偏转电压超过2U0时，电子就打不到荧光屏上了代入上式得Y32d所以荧光屏上电子能打到的区间长为2Y3d30 cm。答案：(1)偏离O点13.5 cm(2)30 cm限时练通高考 点击进入word.