(统考版)2023高考物理二轮专题复习学案-专题四电场与磁场第8讲电场及带电粒子在电场中的运动.docxVIP

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第8讲电场及带电粒子在电场中的运动

命题热点

(1)电场的基本性质；

(2)带电粒子在电场中运动的分析与计算；

(3)实际情境中的电场问题．

常考题型

选择题

计算题

高频考点·能力突破

考点一电场的基本性质

1．电场中的各个物理量的形成及相互转化的关系

2．三个物理量的判断方法

判断场

强大小

①根据电场线或等势面的疏密判断；

②根据公式E＝kQr

判断电势

的高低

①根据电场线的方向判断；

②由UAB＝WABq和UAB＝φA－φ

③根据电场力做功(或电势能)判断

判断电势

能大小

①根据Ep＝qφ判断；

②根据WAB＝－ΔEp，由电场力做功判断

例1[2022·全国乙卷](多选)如图，两对等量异号点电荷＋q、－q(q0)固定于正方形的4个顶点上．L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，O为内切圆的圆心，M为切点．则()

A.L和N两点处的电场方向相互垂直

B．M点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左

C．将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做正功

D．将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功为零

预测1某种气体—电子放大器的局部结构是由两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜构成，其上存在等间距小孔，其中相邻两孔截面上的电场线和等势线的分布如图所示．下列说法正确的是()

A．a点所在的线是等势线

B．b点的电场强度比c点大

C．b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大

D．将电荷沿图中的线从d→e→f→g移动时电场力做功为零

预测2[2022·山东卷]半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷．点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷．将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零．圆环上剩余电荷分布不变，q为()

A．正电荷，q＝QΔL

B．正电荷，q＝3

C．负电荷，q＝2QΔL

D．负电荷，q＝2

预测3如图所示，匀强电场内有一矩形区域ABCD，电荷量为e的某带电粒子从B点沿BD方向以8eV的动能射入该区域，粒子恰好经过A点．已知矩形区域的边长AB＝8cm，BC＝6cm，A、B、C三点的电势分别为6V、12V、18V，不计粒子重力，下列判断正确的是()

A．粒子带负电

B．电场强度的大小为100V/m

C．粒子到达A点时动能为12eV

D．仅改变粒子在B点初速度的方向，该粒子可能经过C点

预测4中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱．电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚或发散作用，其中的一种电子透镜的电场分布如图所示，其中虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等．一电子仅在电场力作用下运动，其轨迹如图中实线所示，a、b是轨迹上的两点，则下列说法正确的是()

A．a点的电势高于b点的电势

B．电子从a点到b点电势能减小

C．电子从a点到b点做匀加速运动

D．a点的电场强度大于b点的电场强度

技法点拨

电场中三线问题的解题思路

解决电场中的三线问题，分清电场线、等势线、轨迹线是解题的基础，做曲线运动的物体一定要受到指向轨迹内侧的合外力是解题的切入点，功能关系(电场力做的功等于电势能的减少量，合外力的功等于物体动能的增量等)是解题的重要手段．

考点二带电粒子在电场中的运动

1．解决带电粒子在电场中运动问题的基本思路

(1)两分析：一是对带电粒子进行受力分析，二是分析带电粒子的运动状态和运动过程(初始状态及条件，加减或减速直线运动还是曲线运动等)．

(2)建模型：建立正确的物理模型(加速还是偏转)，恰当选用规律或其他方法(如图象)，找出已知量和待求量之间的关系．

注意：“化曲为直”思想的应用．

2．用能量观点处理带电体运动的思维方法

(1)用动能定理W＝ΔEk处理

(2)用包括电势能和内能在内的能量守恒定律处理

例2[2022·全国甲卷](多选)地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球自电场中P点水平向左射出．小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在P点．则射出后，()

A．小球的动能最小时，其电势能最大

B．小球的动能等于初始动能时，其电势能最大

C．小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大

D．从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量

例3[2022·全国乙卷](多选)一种可用于卫星上的带电粒子探测装置，由两个同轴的半圆柱形带电导体极板(半径分别为R和R＋d)和探测器组成，其横截面如图(a)所示，