1、电场,主题6-电场,带电粒子运动,两个核心概念,五种典型电场,三大题型,电场的性质,电容器,两大基本规律,库仑定律,电荷守恒,E,EP,F,W,U,围绕“两大”性质,抓住“一条线索”,把握“三个关系”,F-E-U-,-EP-W,电场性质量,电荷行为量,电场,电荷,电荷,力的性质,能的性质,电场强度,电势差U，电势,电场线,等势面,W=Uq= -,匀强电场U=Ed,互相垂直,沿着电场线电势降落,应用,带电粒子在电场中的运动,电容器,电场中的导体,电场力做功引起电势能变化,（1）电场性质考查：-“二、二、三、六”“两个工具”-“两大性质”-“三大关系”- “六个物理量”- 对称等效思维（2）电容器
2、考查：-“三、二、一” “三个公式”“两大结论”“一个重要实验”（3）粒子在电场中运动考查： “三大运动”“两大观点”“等效思维”,命题方式：（1）以电场性质为载体（2）以电容器为载体（3）以带电粒子在电场中运动为载体,五种重要电场的电场线图谱：,电场线在每一点的切线方向表示该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。,正点电荷电场,负点电荷电场,等量同种电荷电场,等量异种电荷,匀强电场,电场线不闭合、不相交，始于正电荷（或无穷远），终于负电荷（或无穷远）。,说明：,电场线的切线方向与正电荷所受电场力方向相同，但不见得是电荷的运动方向。,点板之间电场,E关于连线同向等值对称,E关于O点同向等值
3、对称,E关于连线等值反向对称,E关于O点等值反向对称,E关于连线中垂线等值同向对称,E关于连线中垂线等值对称,几种常见电场的等势面分布图谱：,1、孤立点电荷E-x、电势（标）-x图像,2、等量同种电荷E-x、电势（标）-x图像,电荷连线中垂线场强及电势图,3、等量异种电荷E-x、电势（标）-x图像,电荷连线场强及电势上分布,离导体表面越近，等势面的形状与导体表面越相似。,4、导体周围及匀强电场图像,例1（卷115）如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为（q0）的固定点电荷，已知b
4、点处的场强为零，则d点处的场强的大小为（k为静电力常量） A B C D,【答案】B【解析】由b处的合场强为零可知圆盘在此处产生的场强与点电荷q在此处产生的场强大小相等。d与b关于圆盘对称，因此圆盘在d处产生的场强与在b处产生的场强大小相等。根据以上分析可知：,对称思维,电 场,题型一：对电场性质理解与应用,例2.如图所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点 有等量同种点电荷+Q，在x轴上C点有点电荷-Q,且CO=OD, ADO600。下列判断正确的是（ BD ） A.O点电场强度为零。 B.D点电场强度为零。 C.若将点电荷+q从O移向C,电势能增大。 D.若将点电荷-q从O移向C，电势能增大
5、。,例3. （安徽卷）18在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动。粒子从b点运动到d点的过程中A.先作匀加速运动，后作匀减速运动B.先从高电势到低电势，后从低电势 到高电势C.电势能与机械能之和先增大，后减小D.电势能先减小，后增大,c,例4、山东-19如图所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q，虚线是以+Q所在点为圆心、L/2为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是Ab、d两
6、点处的电势相同B四点中c点处的电势最低Cb、d两点处的电场强度相同D将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，+q的电势能减小【答案】ABD,例5如图所示，在竖直面内有一以O点为圆心的圆，AB、CD分别为这个圆沿竖直和水平方向的直径，该圆处于静电场中。将带负电荷的小球从O点以相同的动能分别沿竖直平面向不同方向射出，小球会沿圆所在平面运动并经过圆周上不同的点。已知小球O点分别到A、B两点的过程中电场力对它做的功相同，小球到达D点时的电势能最大。若小球只受重力和电场力的作用，则下列说法中正确的是（C ） A小球到达B点时的机械能与它在圆周上其他各点相比最小 B小球到达A点时的电势能和重力势能之和与它在
7、圆周上其他各点相比最小 C此电场可能是位于C点的正点电荷形成的 D小球到达B点时的动能等于到达点A时的动能,例6（14卷1-21）. 如图，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，M=300. 有M、N、P、F四点处的电势分别用M、N、P、F表示。已知M=N ，P=F，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则 A点电荷Q一定在MP的连线上 B.连接PF的连线一定在同一等势面上 C将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功 DP大于M 【答案】AD,21AD考察点电荷的电场，平面几何知识。,如图，由于,，所以场源电荷必在MN的垂直平分线PO上，其
8、中O是PO与MP的交点。联结ON，恰有NO垂直于PF。说明场源电荷恰在O点。从而本题选AD。,例7. (江苏)空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示。下列说法正确的是（A）O点的电势最低（B）x2点的电势最高（C）x1和- x1两点的电势相等（D）x1和x3两点的电势相等,例8.（江苏物理）空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点B、C点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的有 AEBx的大小大于ECx的大小 BEBx的方向沿x轴正方向 C电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大 D负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功,例10：（2012
9、海淀零模）20如图所示，各坐标系中的坐标原点O都表示一半径为R的带正电的孤立实心金属球的球心位置；纵坐标表示带电球产生的电场的场强大小或电势高低，电势的零点取在无限远处；横坐标r表示离开球心的距离；坐标平面上的曲线表示该带电球所产生的电场的场强大小或电势高低随离开球心距离r的变化关系。则下列说法中可能正确的是（ B ）A图表示场强大小随r变化的关系，图表示电势高低随r变化的关系B图表示场强大小随r变化的关系，图表示电势高低随r变化的关系C图表示场强大小随r变化的关系，图表示电势高低随r变化的关系D图表示场强大小随r变化的关系，图表示电势高低随r变化的关系,例11、如图所示，圆O处在匀强电场中，
10、场强方向与圆O所在平面平行，带正电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大，图中O的圆心，AB是圆的直径，则匀强电场的方向为（ ）A沿AB方向B沿AC方向C沿BC方向D沿OC方向,D,例12（安徽12-18）如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0V，点A处的电势为6V，点B处的电势为3V，则电场强度的大小为A200V/mB200 V/mC100V/mD100 V/m,例13真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别
11、为0.2m和0.7m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场力的大小F跟试探电荷电量q的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法正确的是 AB点的电场强度 的大小为0.25N/C BA点的电场强度 的方向沿x轴负方向 C点电荷Q是正电荷 D点电荷Q的位置 坐标为0.3m,答案：D,例14. (2008课标21)如图7所示,C为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板,a板接地;P和Q为两竖直放置的平行 金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球;P板与b板用导 线相连,Q板接地.开始时悬线静止在竖直方向,在b板带电 后
12、,悬线偏转了角度.在以下方法中,能使悬线的偏角 变大的是 ( ) a缩小a、b间的距离 b加大a、b间的距离 c取出a、b两极板间的电介质 d换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质 本题考查学生对电容器电容的定义、影响电容器电容大小的因素以及静电场相关知识的理解和灵活运用的能力。其中要求考生能够运用学过的知识进行严密的推理，对学生定性讨论问题的能力要求很高。 图7,题型二 电容器两类动态问题分析,例15.（2010安徽理综）如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F
13、。调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是 A保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大 B保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小 C保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大 D保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小,例16,例17.（2011天津第5题）板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U1，板间场强为E1。现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为d /2，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是 AU2 = U1，E2 = E1 BU2 = 2U1，E2 = 4E1 CU2 = U1，E2 = 2E1 DU2 = 2U1，E2 = 2E1
14、,思考：带电粒子在电场环境中由A点运动至B点,A,B,1、匀加速直线-条件：v0与匀强场方向平行,解题方法：牛顿定律 运动公式 功能观点-动能定理,2、变加速直线-条件：v0与强场方向平行,解题方法：功能观点-动能定理、能量守恒,3、类平抛运动-条件：v0与匀强场方向垂直,v0,解题方法：平抛运动规律,4、斜抛运动-条件：v0与匀强场方向成角,解题方法：运动分解斜抛运动规律,5、圆周运动-条件：v0与场强方向成始终垂直,解题方法：圆周运动规律,.,题型三、带电粒子在电场中的运动,例18、已知如图，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点。静止时A、B相距为d。
15、为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法（ ） A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍 B.将小球B的质量增加到原来的8倍 C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半 D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质,BD,题型三、带电粒子在电场中的运动,例19平行板间加如图4（a）所示周期变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t=0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况。图4（b）中，能定性描述粒子运动的速度图象正确的是 ( ),A,题型方法归纳：图中A、B是一对平行的金属板，在两板间加上一周期为T的交变电压u，A板的电势UA0，B板的电势UB随时间的变化规
16、律为：在0到T/2的时间内，UBU0（正的常数）；在T/2到T的时间内，UBU0；在T到3T/2的时间内，UBU0；在3T/2到2T的时间内，UBU0。现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区内，设电子的初速度和重力的影响均可忽略。则 ABA若电子是在t0时刻进入的，它将一直向B板运动；B若电子是在tT/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上； C若电子是在t3T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上；D若电子是在tT/2时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动。,EFa 坐标轴变换,方法归纳：画图、坐标轴变换与平移,例20.
17、 (2011江苏8题)一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有A粒子带负电B粒子的加速度先不变，后变小C粒子的速度不断增大D粒子的电势能先减小，后增大,例21、如图7所示，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为U1的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入A、B板长为L，相距为d， 电压为U2.则带电粒子能从A、B板间飞出应该满足的条件是 ( ),【思维突破】1本题是典型的带电粒子加速再偏转的题目，处理此类题目需要综合运用动能定理、运动的合成与分解、牛顿运动定律、运动
18、学公式等2粒子恰能飞出极板和粒子恰不能飞出极板，对应着同一临界状态，分析时根据题意找出临界状态，由临界状态来确定极值，这是求解极值问题的常用方法,C,例22.（天津理综卷第21题）在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为 U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为 S、电流为 I的电子束。已知电子的电量为 e、质量为 m，则在刚射出加速电场时，一小段长为L的电子束内电子个数是 A B C D,解析：电子进入电压为 U的加速电场，由动能定理，eU= mv2，,设长为L的电子束内电子个数是n，由电流定义，ne=It，t=L/v，联立解得n=,。,例23、 (2011安徽18)图11(a)为示波管的原理图，如果在电极YY之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是 ( ),(a),B,专题7,
