高中物理带电粒子在电场中的运动

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1、带电粒子电场中的运动高考热点分析电场这部分知识，是历年高考中考点分布的重点区域，涉及选择题、填空题、计算题等题型，纵观近几年的高考，本章重点考查库仑定律、电场及其性质，电场中的导体、带电粒子在电场中的运动，平行板电容器等，尤其是带电粒子在电场中的运动，它巧妙地把电场的概念与牛顿运动定律、动能定理及磁场等知识有机地结合起来，除此之外，电场问题与生产技术、生活实际、科学研究等联系与很多。如电容式传感器、静电的防止和应用、示波管的原理，静电筛选等都是综全题的命题素材。高考中往往结合牛顿运动定律、功能关系、磁场等出一

2、些难度较大的题目。重点知识梳理一、库仑定律真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。即：其中k为静电力常量，k=9.0×109Nm2/c2成立条件①真空中（空气中也近似成立）。②点电荷。即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。注：这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r。二、电场的性质（一）．电场力的性质电

3、场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。1．电场强度（1）物理意义：描述电场的力的性质的物理量。（2）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。注意：①这是电场强度的定义式，适用于任何电场。②其中的q为试探电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。③电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。（2）求解电场强度的其它方法：①点电荷周围的场强公式是：，其中Q是产生该电场的电荷，叫场电荷。②匀强电场的场强公式是：，其中d是沿

4、电场线方向上的距离。（二）电场能的性质：电荷放入电场后就具有电势能。1．电势是描述电场的能的性质的物理量。电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做的功。2．放入电场中的电荷一定受电场力Eq，且一定具有电势能EP。3．在电场中移动电荷电场力做的功在电场中移动电荷电场力做的功W=qU，只与始末位置的电势差有关，和路径无关。在只有电场力做功的情况下，电场力做功的过程是电势能和动能相互转化的过程。W=-ΔE=ΔEK。4．电势能高低的判断（1）无论对正电荷还是负电荷，只要电场力做功，电

5、势能就减小；克服电场力做功，电势能就增大。（2）正电荷在电势高处电势能大；负电荷在电势高处电势能小。5．电场线和等势面匀强电场等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电场－　－　－　－　点电荷与带电平板+孤立点电荷周围的电场（1）六种常见的电场的电场线和等势面：（2）电场线的特点和电场线与等势面间的关系：①电场线的方向为该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。②电场线互不相交，等势面也互不相交。③电场线和等势面在相交处互相垂直。④电场线的方向是电势降低的方向，而且是降低最快的方向。⑤电场线密的地方等差等势面密

6、；等差等势面密的地方电场线也密。四、带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在匀强电场中的加速带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子所做功等于带电粒子动能的增量．ULdv0m，qyvtθθ2.带电粒子在匀强电场中的偏转质量为m电荷量为q的带电粒子以平行于极板的初速度v0射入长L板间距离为d的平行板电容器间，两板间电压为U，求射出时的侧移、偏转角和动能增量。（1）侧移：千万不要死记公式，要清楚物理过程。根据不同的已知条件，结论改用不同的表达形式（已知初速度、初动能、初动量或加速电压等）。（2）偏角

7、：，注意到，说明穿出时刻的末速度的反向延长线与初速度延长线交点恰好在水平位移的中点。这一点和平抛运动的结论相同。（3）穿越电场过程的动能增量：ΔEK=Eqy（注意，一般来说不等于qU）3.带电粒子的重力是否忽略的问题（1）基本粒子如电子、质子、带电粒子、离子等在没有明确指出或暗示下，重力一般忽略不计（2）带电颗粒如油滴、液滴、尘埃、带电小球在没有明确指出或暗示下，重力一般不能忽略。五、电容器1．电容器两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。2．电容器的电容电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电

8、容器本身的性质（导体大小、形状、相对位置及电介质）决定的。3．平行板电容器的电容平行板电容器的电容的决定式是：4．两种不同变化电容器和电源连接如图，改变板间距离、改变正对面积或改变板间电解质材料，都会改变其电容，从而可能引起电容器两板间电场的变化。这里一定要分清两种常见的变化：（1）电键K保持闭合，则电容器两端的电压恒定（等于电源电动势），这种情况下带（2）充电后断开K，保持电容器带电量Q恒定，这种