2024届高考物理二轮复习第8讲电场、带电粒子在电场中的运动课件

这是一份2024届高考物理二轮复习第8讲电场、带电粒子在电场中的运动课件，共43页。PPT课件主要包含了知识归纳素养奠基，细研命题点提升素养，2如图所示，答案B，答案AC，答案D，答案A等内容，欢迎下载使用。

第8讲　电场、带电粒子在电场中的运动
命题点一　电场力的性质1．电场强度．(1)定义：试探电荷在电场中某个位置所受的电场力跟它的电荷量的比值．(2)公式．
(3)方向：规定正电荷在某点所受电场力的方向为该点的场强方向．(4)意义：描述电场的强弱和方向的物理量，由电场本身的性质决定，与放入电场中的试探电荷无关．2．电场线．(1)电场线：为了形象地描述电场而引入的假想线．(2)特点．①电场线的疏密表示电场的强弱．②电场线上每一点的切线方向表示该点电场的方向．③电场线起始于正电荷或无穷远处，终止于负电荷或无穷远处．④电场线在电场中不相交，不闭合．
(2023·全国卷乙卷)如图，等边三角形△ABC位于竖直平面内，AB边水平，顶点C在AB边上方，3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上．已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下，BC边中点N处的电场强度方向竖直向上，A点处点电荷的电荷量的绝对值为q，求：(1)B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负；(2)C点处点电荷的电荷量．
解析：(1)因为M点电场强度竖直向下，则C为正电荷，根据场强的叠加原理，可知A、B两点的电荷在M点的电场强度大小相等，方向相反，则B点电荷带电量为q，电性与A相同，又N点电场强度竖直向上，可得A处电荷在N点的场强垂直BC沿AN连线向右上，如图所示可知A处电荷为正电荷，所以A、B、C均为正电荷．
1．如图，在光滑绝缘斜面上有带电小球a与b，两球同时释放瞬间，a球的加速度刚好为零，则下列关于a、b的电性及初始位置，符合要求的是(　　)
解析：带电小球a在光滑绝缘斜面上，对其受力分析，受重力、支持力和带电小球b对它的库仑力．两球同时释放瞬间，a球的加速度刚好为零，即带电小球b对它的库仑力与重力和支持力的合力平衡，故带电小球b对小球a的库仑力沿斜面向上．综上所述只有B图符合题意．故选B.
2．如图所示为某电子秤示意图．一绝缘支架放在电子秤上，上端固定一带电小球a，稳定后，电子秤示数为F.现将另一固定于绝缘手柄一端的不带电小球b与a球充分接触后，再移至小球a正上方L处，待系统稳定后，电子秤示数为F1；用手摸小球b使其再次不带电，后将该不带电小球b与a球再次充分接触并重新移至a球正上方L处，电子秤示数为F2.若两小球完全相同，则(　　)A．F1命题点二　电场能的性质1．电势高低的判断方法．(1)根据电场线方向，沿着电场线方向，电势越来越低．
(2)根据电势高低判断：正电荷在电势越高的位置电势能越大；负电荷在电势越高的位置电势能越小．(3)根据能量守恒定律判断：电场力做功的过程是电势能和其他形式的能相互转化，而总和应保持不变，即当其他能增加时，电势能减少．
(2023·广东卷)(多选)电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的分布，使之在自然光的照射下呈现出不同颜色．透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素．如图所示，胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒．当胶囊下方的电极极性由负变正时，微粒在胶囊内迁移(每个微粒电量保持不变)，像素由黑色变成白色．下列说法正确的有(　　)
A．像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势B．像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势C．像素由黑变白的过程中，电场力对白色微粒做正功D．像素由白变黑的过程中，电场力对黑色微粒做负功
解析：根据题意可知，像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势；像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故A项正确，B项错误；像素由黑变白的过程中，黑色微粒受到向下的电场力，位移向下，白色微粒受到向上的电场力，位移向上，所以电场力对白色和黑色微粒都做正功，故C项正确，D项错误；故选AC.
1．如图所示，某次雷雨天气，带电云层和建筑物上的避雷针之间形成电场，图中虚线为该电场的三条等势线，实线为某带电粒子从A运动到B的轨迹，A、B为运动轨迹上的两点．带电粒子的重力不计，避雷针带负电．则(　　)A．带电粒子带负电B．避雷针尖端附近电势较高C．带电粒子在A点的加速度大于在B点的加速度D．带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
解析：根据带电粒子的运动轨迹可知，带电粒子受到指向曲线弯曲内侧的作用力，即带电粒子与带负电的避雷针之间为相互吸引力，带电粒子带正电，A项错误；避雷针带负电，带电云层和建筑物上的避雷针之间形成电场，电场线指向避雷针，沿着电场线的方向，电势降低，由此可知，避雷针尖端附近电势较低，B项错误；等势线越密集的位置，电场强度越强，由此可知，B点的电场强度大小大于A的，则带电粒子在B点的加速度大于在A点的加速度，C项错误；避雷针尖端附近电势较低，即φA>φB，根据电势能与电势的关系Ep＝qφ，又因为粒子带正电，则带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能，D项正确．故选D.
2．(2023·广东汕头统考一模)早期的滤尘器由两块带正电的平行板及它们之间的一组带负电的导线构成，如图所示，带电导线附近会形成很强的电场使空气电离，废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收集板迁移并沉积，以达到除尘目的．假设尘埃向收集板运动过程中所带电量不变，下列判断正确的是(　　)A．两平行板间存在匀强电场B．带正电尘埃向收集板运动并沉积C．两平行板间越靠近带电导线电势越高D．带电尘埃向收集板运动过程中电势能减小
解析：靠近带电导线附近的位置电场强，两平行板间不存在匀强电场，故A项错误；带负电尘埃向收集板运动并沉积，故B项错误；两平行板间越靠近带电导线电势越低，故C项错误；带电尘埃向收集板运动过程中电场力做正功，电势能减小，故D项正确．故选D.
3．人体的细胞膜模型图如图所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压(医学上称为膜电位)．现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图所示．初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是(　　)A．A点电势低于B点电势B．钠离子的电势能减小C．钠离子的加速度变大D．若膜电位不变，当d越大时，钠离子进入细胞内的速度越大
命题点三　与平行板电容器有关的电场问题
(2023·广东深圳统考一模)用电流传感器研究电容器充放电现象，电路如图所示．电容器不带电，闭合开关S1，待电流稳定后再闭合开关S2，通过传感器的电流随时间变化的图像是(　　)
解析：闭合开关S1后，电容器充电，电容器电压与电源电压差值越来越小，则通过传感器的电流越来越小，充电完成后，电容器电压等于电源电压，此时电路中电流为零；再闭合开关S2，因为电容器电压大于R2电压，则电容器放电，电容器电压与R2电压差值越来越小，则通过传感器的电流越来越小，且电流方向与开始充电时的方向相反，当电容器电压等于R2电压，此时电路中电流为零．故选A.
1．如图所示，M、N为水平放置的平行板电容器的两个金属极板，G为静电计．闭合开关S，静电计指针张开一定角度，电容器两极板间的P点有一带电液滴处于静止状态．下列说法正确的是(　　)
A．保持开关S闭合，将R的滑片向右移动，G的指针张开角度减小B．保持开关S闭合，将R的滑片向左移动，带电液滴仍处于静止状态C．若断开开关S，将极板M向上移动少许，G的指针张开角度减小D．若断开开关S，将极板M向左移动少许，带电液滴仍处于静止状态
2．图示为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话，膜片会振动．若某次膜片振动时，膜片与极板距离增大，则在此过程中(　　)
A．膜片与极板间的电容增大B．极板所带电荷量增大C．膜片与极板间的电场强度增大D．电阻R中有电流通过
3．电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛．使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程．电路中的电流传感器可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化．图甲直流电源电动势E＝8 V、内阻不计，充电前电容器带电量为零．先使S与“1”端相连，电源向电容器充电．充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕．计算机记录的电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示．
(1)在电容器充电与放电过程中，通过电阻R0的电流方向______(选填“相同”或“相反”)．(2)图像阴影为I-t曲线图像与对应时间轴所围成的面积，乙图中阴影部分的面积S1______S2(选填“>”“<”或“＝”)．(3)已知S1＝1 233 mA·s，则该电容器的电容值为________法拉(保留两位有效数字)．(4)由甲、乙两图可判断阻值R1________R2(选填“>”或“<”)．
命题点四　带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中运动问题的分析思路．1．首先分析粒子的运动规律，确定粒子在电场中做直线运动还是曲线运动．2．对于直线运动问题，可根据对粒子的受力分析与运动分析，从以下两种途径进行处理：(1)如果是带电粒子受恒定电场力作用下的直线运动问题，应用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等．(2)如果是非匀强电场中的直线运动，一般利用动能定理研究全过程中能的转化，研究带电粒子的速度变化、运动的位移等．
3．对于曲线运动问题，一般是类平抛运动模型，通常采用运动的合成与分解方法处理．通过对带电粒子的受力分析和运动规律分析，借助运动的合成与分解，寻找两个分运动，再应用牛顿运动定律或运动学方程求解．
(2023·全国卷甲卷)在一些电子显示设备中，让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场，可以使发散的电子束聚集．下列4幅图中带箭头的实线表示电场线，如果用虚线表示电子可能的运动轨迹，其中正确的是(　　)
解析：电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧，A项正确；电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧，对电子受力分析有可见与电场力的受力特点相互矛盾，B项错误；电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧，对电子受力分析有可见与电场力的受力特点相互矛盾，C项错误；
电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧，对电子受力分析有可见与电场力的受力特点相互矛盾，D项错误．故选A.
(2023·广州一模)如图是微波信号放大器的结构简图，其工作原理简化如下：均匀电子束以一定的初速度进入Ⅰ区(输入腔)被ab间交变电压(微波信号)加速或减速，当Uab＝U0时，电子被减速到速度为v1，当Uab＝－U0时，电子被加速到速度为v2，接着电子进入Ⅱ区(漂移管)做匀速直线运动．某时刻速度为v1的电子进入Ⅱ区，t时间(小于交变电压的周期)后速度为v2的电子进入Ⅱ区，恰好在漂移管末端追上速度为v1的电子，形成电子“群聚块”，接着“群聚块”进入Ⅲ区(输出腔)，达到信号放大的作用．忽略电子间的相互作用．求：