高中物理二轮总复习 等势面和带电粒子运动的轨迹问题教案.doc

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1、命题点3等势面和带电粒子运动的轨迹问题本类考题解答锦囊解答“等势面和带电粒子运动的轨迹问题”一类试题，应了解以下内容：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面，电场线和等势面均是形象描述电场的，了解它们之间的相互关系，等势面垂直于电场线，在等势面上移动电荷，电场力不做功；电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．具体做题中还要注意力与运动关系．功能关系的综合应用I高考最新热门题1(典型例题)如图17-3-1所示，O是一固定的点电荷，另一点电荷P从很远处以初速度vo射人点电荷O的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN．a、b、c是以O为中心，Ra、Rb、Rc

2、为半径画出的三个圆，Rc-Rb=Rb-Ra.1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点．以

3、W12

4、表示点电荷P由1到2的过程中电场力做的功的大小，

5、W34

6、表示由3到4的过程中电场力做的功大小，则A.

7、W12

8、=2

9、W34

10、B．

11、W12

12、＞2

13、W34

14、C.P、O两电荷可能同号，也可能异号D．P的初速度方向的延长线与O之间的距离可能为零命题目的与解题技巧：考查点电荷的场强，等势线，电场力及做功分析．清楚点电荷周围电场分布规律，根据场源电荷电场等势面图和P电荷的运动轨迹给出的信息加以分析判断综合处理．[解析]由点电荷的电场强度E=k可知，E随r的增大而减小，又

15、由题意知Rc-Rb=Rb-Ra，所以

16、b-c

17、<

18、a-b

19、,即

20、U12

21、＞

22、2U34

23、根据电场力做功W=qU，可得

24、W12

25、>2

26、W34

27、，故B正确，A错误．又由轨迹是曲线且绕过固定点电荷，两点电荷间作用力为引力，故P、O一定是异种电荷，P的初速度方向的延长线与O之间的距离不为零，故CD错误．[答案]B2(典型例题)如图17-3-2中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为O.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV．当这一点电荷运动到某一位置其电势能变为-8eV时，

28、它的动能就为A．8evB．15evC．20evD．34ev答案：C指导：设相邻的等势面之间的电势差为U，电荷从。点运动到b点，动能减少，电势能增加，电场力对电荷作负功．设电荷电量为Q．电场力对物体做功W=—3qU．根据动能定理有—3qU=Ekb—EkaQu=7eV．当电荷电。运动到等势面3时，有-2qU=Ek3—EkaEk3=Eka—2qU=26eV—2×7eV=12eV．电荷在等势面3的总能量E3=Ek3+Ep3=12eV+0=12eV．又电荷在运动过程中，只有电场力对其作动，其动能与电势能之和保持不变，当电荷运动到某一位置时，其电势能为—8eV，总能量为

29、12eV，其动能为20eV，C选项正确．3(典型例题)如图17-3-3所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为和c,a>b>c,一带正电的粒子射人电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知A.粒子从K到L的过程中电场力做负功B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功C．粒子从K到L的过程中，电势能增加D．粒子从L到M的过程中，动能减少答案：AC指导：由a>b>c，知道电场是正电荷形成的电场，带正电的粒子射入电场中受到库仑力的作用，在靠近场源电荷的过程中，克服静电力做功，电势能增加，动能减小．在远离场源电荷的过程中，电场力做功，电势能减小

30、，动能增大，粒子从K到乙的过程中，由低电势往高电势处运动，电势能增加，电场力做负功，动能减少．A、C选项正确．从L到M粒子从高电势往低电势处运动，电势能减少，电场力做正功，动能增加，B、D选项错误．4(典型例题)如图17-3-4所示实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点．若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是A.带电粒子所带电荷的符号B．带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大D．带电粒子在a、b两点的电势能何处较大答案：BCD指导：由轨

31、迹的弯曲情况，可知电场力应沿电场线向左，但因为不知电场线的方向，故带电粒子所带电荷符号不能确定．设粒子从a运动到a(也可分析从b到。的情形，两种分析不影响结论)，速度方向与电场力方向夹角大于90°，能增加,即b的电势能较大,应选B、C、D.5(典型例题)静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置，其中某部分静电场的分布如图17-3-5所示．虚线表示这个静电场在xOy平面内的一簇等势线．等势线形状相对于Ox轴、Oy轴对称．等势线的电势沿x轴正向增加，且相邻两等势线的电势差相等．一个电子经过P点(其横坐标为-xo)时，速度与Ox轴平行．适当控制实验条件，使

32、该电子通过电场区域时仅在Ox轴上方运动．在通过电场区