专题09电场带电粒子在电场中的运动（讲义）（解析版）.docx

专题09电场带电粒子在电场中的运动目录考点一电场的性质4真Ia研析规律探寻4核心提炼号向探究61 .静电力作用下的力学问题62 .电场中的功能关系63 .电场中的图像问题6题型特训命IaffilL8考向一电场的性质8考向二电场中的图像问题9考点二带电粒子在电场中的运动11真题研析规律探寻.11核心提炼.专向探究I51 .带电粒子在电场中的直线运动162 .带电粒子在电场中的偏转163 .带电粒子在加速、偏转中的运动174 .带电粒子在交变电场中的运动17-1»型特训命题预测18考向一带电粒子在电场中的加速和偏转18考向二带电粒子在电场中的综合问题19考点要求考题统计考向一电场的性质32023全国高考真题（3题）、2023重庆高考真题、2023-北京高考真题、2023湖北高考真题、2023湖南高考真题、2023天津高考真题、2023山东高考真题、2023广东高考真题、2023河北高考真题、2023辽宁高考真题、2023海南高考真题、2022全国高考真题、2022天津高考真题、2022福建高考真题、2022湖南高考真题、2022山东高考真题、2022重庆电场的性质高考真题、2022海南高考真题、2021江苏高考真题、2021辽宁高考真题、2021北京高考真题、2021浙江高考真题、2021广东高考真题、2021全国高考真题、2021湖南高考真题、2021浙江高考真题、2021海南高考真题、2021湖北高考真题、2021天津高考真题、2021全国高考真题、2021河北高考真题、2021湖南高考真题考向二电场中的图像问题：2021山东高考真题带电粒子在电场中的运动考向一带电粒子在电场中的加速和偏转：2023浙江高考真题、2023湖北高考真题、2022福建高考真题、2022浙江高考真题、2023北京高考真题、2022-北京高考真题、考向二带电粒子在电场中的综合问题：2023浙江高考真题、2022全国高考真题、2022江苏高考真题、2022浙江高考真题、2022湖北高考真题、2021全国高考真题、2021福建高考真题、考情分析【命题规律及方法指导】1.命题重点：本专题就是高考的热点，借助点电荷的电场或实际生活中存在的电场，将静电场中力的性质、静电场中能的性质一起考查，知识点综合性强。2 .常用方法：对称法、等效法、微元法、挖补法。3 .常考题型：选择题，计算题.【命题预测】1 .本专题属于热点、难点内容；2 .高考命题考察方向电场的性质：电场强度的分析，电势高低与电势能大小的判断带电粒子在电场中的运动：带电粒子在电场中的加速和偏转,带电粒子（带电体）在电场中的综合问题r带电粒子在电场中的直战运动1.带电粒子在电场中的偏转J带电粒子在加速、偏转中的运动1.带电粒子在交变电场中的运动考点一电场的性质真题研析规律探寻1 .（2023全国高考真题）（多选）在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方。从P点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。“、N是轨迹上的两点，OP>OM,OM=ON,则小球（）m。./加A.在运动过程中，电势能先增加后减少B.在P点的电势能大于在N点的电势能C.在M点的机械能等于在N点的机械能D.从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功【考向】电场的性质【答案】BC【详解】ABC.由题知，OP>OM,OM=ON,则根据点电荷的电势分布情况可知M=QN>p,则带负电的小球在运动过程中，电势能先减小后增大，且EpP>EpM=EpN,则小球的电势能与机械能之和守恒，则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能，A错误、BC正确；D.从M点运动到N点的过程中，电场力先做正功后做负功，D错误。故选BCo.（2022全国高考真题）（多选）如图，两对等量异号点电荷气、PM>0）固定于正方形的4个顶点上。1.N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，。为内切圆的圆心，M为切点。则（）A.B. 1.和N两点处的电场方向相互垂直C. 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【考向】电场的性质【答案】AB【详解】A.两个正电荷在N点产生的场强方向由N指向O,N点处于两负电荷连线的中垂线上，则两负电荷在N点产生的场强方向由N指向0,则N点的合场强方向由N指向0,同理可知，两个负电荷在L处产生的场强方向由O指向L,L点处于两正电荷连线的中垂线上，两正电荷在L处产生的场强方向由O指向L,则L处的合场方向由0指向L,由于正方形两对角线垂直平分，则L和N两点处的电场方向相互垂直，故A正确；B.正方形底边的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向左，而正方形上方的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向右，由于M点离上方一对等量异号电荷距离较远，则M点的场方向向左，故B正确；C.由图可知，M和0点位于两等量异号电荷的等势线上，即M和O点电势相等，所以将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做功为零，故C错误；D.由图可知，L点的电势低于N点电势，则将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功不为零，故D错误。故选ABo3.（2021山东高考真题）如图甲所示，边长为。的正方形，四个顶点上分别固定一个电荷量为+4的点电荷；在0也°区间，X轴上电势。的变化曲线如图乙所示。现将一电荷量为-的点电荷尸置于正方形2的中心。点，此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零。若将P沿X轴向右略微移动后，由静止释放，以B.Q=与Iq,释放后尸将向左运动c.Q=独上Iq,释放后尸将向右运动4D.Q=2咛Iq,释放后P将向左运动【考向】电场中的图像问题【答案】CSk-kqcQq-6【详解】对y轴正向的点电荷，由平衡知识可得"/Q了一石二，解得。=会2上夕，因在（-”）40x也°区间内沿X轴正向电势升高，则场强方向沿X轴负向，则将P沿X轴正向向右略微移动后释放,2P受到向右的电场力而向右运动。故选C。核心提炼考向探究1 .静电力作用下的力学问题1）涉及静电场中的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了静电力2）解题思路确定研究对象，根据问题选择“整体法”或"隔离法''确定研究对象。受力分析：按照重力、弹力、摩擦力、静电力（F=k4F=Eq）顺序分析力r、列方程：根据平衡条件（FA=O）或牛顿第二定律（Fa=ma）列方程。aa2 .电场中的功能关系I）电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关.计算方法有:由公式W=g瓦cos。计算（此公式只适合于匀强电场中），或由动能定理计算.2）只有电场力做功，电势能和电荷的动能之和保持不变.3）只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变.3 .电场中的图像问题E-X图像Er图象反映了电场强度随位移变化的规律，E>0表示电场强度沿X轴正方向；E<0表示电场强度沿工轴负方向.E-X图线与K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.e图象所用“面积”表示。、A两点的电势差°AX电场中常见的E-X图象I、点电荷的E-x图象：正点电荷及负点电荷的电场强度E随坐标X变化关系的图象大致如图所示.两点电荷连线上两点电荷连线的中垂线上负点电荷II、两个等量异种点电荷的七一.I图象，如图所示.IlK两个等量同种点电荷的E-X图象，如图所示.2）-x图像Q）x图像的斜率的绝对值等于电场强度的大小,在-x图像切线的斜率为零处,电场强度为零.如果图线是曲线，电场为非匀强电场；如果图线是倾斜的直线，电场为匀强电场，电场强度为零处-X图线存在极值，其切线的斜率为零.由-x图像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,进而可以判断电荷在电场中的受力方向.,“M处图线切线的斜率为0,即凝=0 X2-X2处图线切线的斜率 的绝对值比X,处的大, 即灰2旦4电场强度向左电场强度向右（正向）以处电势3=0,但图：线切线的斜率不等于：0.所以瓦Ao在0f图像中分析电荷移动时电势能的变化,可用皿8FUa8分析皿8的正负,然后作出判断.电场中常见的3一工图象I、点电荷的X图象（取无限远处电势为零），如图所示.负点电荷正点电荷II、两个等量异种点电荷连线上的9-X图象，如图所示.3） %电“图像、Ek“图像EP电式图线的斜率表示电场力,纵轴截距表示初电势能.Ek-X图线的斜率表示合外力,纵轴截距表示初动能.根据两图线斜率的变化可判断出电场力的变化,进而判断出电场强度的变化.4）电场分布结合W图像根据v图像的速度变化、斜率变化（即加速度的变化）,可确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况,进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化.题型特训命题预测考向一电场的性质1 .（2024云南红河统考一模）（多选）如图所示，O、C分别为AB和。8的中点，在A、B两点处分别固定一个电荷量为+。、+4的点电荷，己知。=4%将另一正电的试探电荷从O点静止释放后（）+。+q©-®AOCBA.在。点所受静电力为零B.在。点加速度大于在C点加速度C.由到C的过程中动能先减小后增大D.由O到。的过程中电势能先减小后增大【答案】BD【详解】AB.设48=4L,AO=OB=IL1OC=CB=L,则O点的电场强度大小为E°=k/k；?=，方向水平向右；C点的电场强度大小为9一方向水平向左；可知殳>终，由于C点的电场强度不为零，则试探电荷在C点所受静电力不为零；试探电荷在O点受到的电场力大于在C点受到的电场力，则在。点加速度大于在C点加速度，故A错误，B正确；CD.止电的试探电荷从O点静止释放后到C的过程中，电场力先做正功后做负功，试探电荷的动能先增大后减小,电势能先减小后增大，故C错误，D正确。故选BDo2（2024浙江校联考一模）（多选）如图所示为某绝缘空心球的示意图，久Zxc、d、E、方是过球心。的水平截面的圆周上六个点等分点，分别在。、d和。、C固定等量的正负电荷，即巩=%=+4和%=%=一1，而AB是球的某一直径且与水平面垂直，设无穷远处为电势零点，则（）A. E、尸两点的电场强度相同B. A、O、B三点的电势分别记为外外、y则。八=%>%=0C.将一正的试探电荷从A点沿圆弧Am移到8点的过程中电场力先做正功再做负功D.若氏c、d处的电荷仍固定不动，将处的电荷移到。处，则电荷，的电势能将减小【答案】AD【详解】A.画出在abed四点的电荷在EF两点的场强方向如图，由图可知，E、尸两点的电场强度相同,选项A正确；B.由等量异种电荷周闱的电势分布可知，A、O、B三点在等量异种电