高考物理一轮总复习精品课件 第7章 静电场 微专题 素养提升.ppt

解析:根据ΔEp=-W电=Fx可知Ep-x图象斜率的绝对值表示静电力的大小,故图甲中,试探电荷在O点受到的静电力不为零,沿x轴正方向电势能增大,则静电力做负功,可知静电力有沿x轴负方向的分量,试探电荷带负电,则电场强度有沿x轴正方向的分量,故A、B错误;根据Ep-x图象斜率的绝对值表示静电力的大小,结合F=qE可知x1处的电场强度大于x2处的电场强度,故C错误;x1处的电势能低于x2处的电势能,试探电荷带负电,根据Ep=qφ,可知x1处的电势高于x2处的电势,故D正确。2.(多选)(2022河北张家口三模)沿电场中某条直线电场线方向建立x轴,该电场线上各点的电场强度E随x的变化规律如图所示。将一个带电粒子从位置x3由静止释放,粒子仅在静电力的作用下由坐标位置x3运动到原点的过程中,下列说法正确的是()?A.该粒子带正电B.粒子先加速运动后减速运动C.粒子的电势能一直减小D.坐标原点O和位置x2的电势差答案:CD解析:由位置x3运动到坐标原点O的过程中,电场方向一直为正方向,带电粒子向负方向运动,所以粒子带负电,静电力方向与速度方向相同,静电力对粒子做正功,粒子速度一直增大,电势能一直减小,A、B错误,C正确;坐标原点O和位置x2间的电势差为图象与x轴所围成的面积,即,D正确。二、情境化主题突破:现代科技中的静电场问题情境概述静电场在现代科技和生活中的应用非常广泛,应用静电现象的有静电纺纱、静电喷涂、静电植绒、静电除尘等;应用电容器的有手机电容触摸屏、电容式话筒、超级电容储存式现代电车等;应用带电粒子在电场中运动的有冷冻电镜、高压电场干燥技术、反射式速调管、多反射飞行时间质谱仪等。考向分析静电场技术在现代科技和实际生活中的应用符合“无情境、不命题”的原则,预计在今后高考中会更加频繁地出现。这类问题既能很好地考查考生的能力,又能考查考生的物理观念、科学思维等学科核心素养,倍受命题人的青睐。案例探究典例2.(多反射飞行时间质谱仪)(2020天津卷)多反射飞行时间质谱仪是一种测量离子质量的新型实验仪器,其基本原理如图所示,从离子源A处飘出的离子初速度不计,经电压为U的匀强电场加速后射入质量分析器。质量分析器由两个反射区和长为l的漂移管(无场区域)构成,开始时反射区1、2均未加电场,当离子第一次进入漂移管时,两反射区开始加上电场强度大小相等、方向相反的匀强电场,其电场强度足够大,使得进入反射区的离子能够反射回漂移管。离子在质量分析器中经多次往复即将进入反射区2时,撤去反射区的电场,离子打在荧光屏B上被探测到,可测得离子从A到B的总飞行时间。设实验所用离子的电荷量均为q,不计离子重力。(1)求质量为m的离子第一次通过漂移管所用的时间T1;(2)反射区加上电场,电场强度大小为E,求离子能进入反射区的最大距离x;(3)已知质量为m0的离子总飞行时间为t0,待测离子的总飞行时间为t1,两种离子在质量分析器中反射相同次数,求待测离子质量m1。解题指导:对于这类联系实际生产、生活、科技等情境的题目,往往是“高起点、低落点”,不管题目涉及的情境多么“高、大、上”,我们解题要通过情境看物理本质。以本题为例,我们审题时不要被“多反射飞行时间质谱仪”吓住,我们只关心它实际上就是带电粒子在电场中的加速问题,按一般的电场中的直接加速问题分析就可以了。本课结束素养提升微专题一、典型物理模型指导突破:电场中三类常考图象问题模型概述一、φ-x图象1.电场强度的大小等于φ-x图象的斜率的绝对值,电场强度为零处,φ-x图象存在极值,其切线的斜率为零。2.在φ-x图象中可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向。3.在φ-x图象中分析电荷移动时电势能的变化,可用WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后作出判断。二、Ep-x图象1.根据电势能的变化可以判断静电力做功的正负:电势能减少,静电力做正功;电势能增加,静电力做负功。2.根据ΔEp=-W=-Fx,图象Ep-x斜率的绝对值表示静电力的大小。1.E-x图象反映了电场强度随位移变化的规律,E0表示电场强度沿x轴正方向;E0表示电场强度沿x轴负方向。2.在给定了电场的E-x图象后,可以由图象确定电场强度的变化情况,电势的变化情况,E-x图象与x轴所围图形“面积”表示电势差,两点的电势高低根据电场方向判定。在与粒子运动相结合的题目中,可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况。3.在这类题目中,还可以由E-x图象画出对应的电场,利用这种已知电场的电场线分布、等势面分布或场源电荷来处理相关问题。三、E-x图象考向分析静电场中的图象问题也是高考的热点内容之一,既能考查考生的