带电粒子在电场中的运动》(知识点详解整合训练实验精 华 版 经 典 版,45ppt).pptVIP

【答案】　(1)64 cm2　(2)0.0128 s 1. (2012·新课标全国高考)如图4－1－9，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子(　　) A．所受重力与电场力平衡 B．电势能逐渐增加 C．动能逐渐增加 D．做匀变速直线运动 【解析】　带电粒子在平行板电容器之间 受到两个力的作用，一是重力mg，方向竖 直向下，二是电场力F＝Eq，方向垂直于 极板向上．因二力均为恒力，已知带电粒子做直线运动，所以此二力的合力一定在粒子运动的直线轨迹上，根据牛顿第二定律可知，该粒子做匀减速直线运动，选项D正确，选项A、C错误；从粒子运动的方向和电场力的方向可判断出，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增加，选项B正确． 【答案】　BD 2. (2012·温州模拟)如图4－1－10所示，有一足够宽的匀强电场，电场强度大小为E，方向竖直向下．从电场中的某点O，以大小不同的速率沿同一水平方向射出若干个质量为m，带电荷量为＋q的相同带电粒子，不计粒子重力及相互间的影响．当每个粒子的动能增大到各自初动能的3倍时的位置分别记为P1、P2、P3…则P1、P2、P3…的连线形状为(　　) A．一个圆 B．一条直线 C．一条抛物线 D．不规则的曲线 【答案】　B (2012·武汉2月模拟)关于电场强度、电势和电势能，下列说法中正确的是(　　) A．在电场中，电势高的地方，电荷在该点具有的电势能就大 B．在电场中，电势高的地方，放在该点的电荷的电荷量越大，它所具有的电势能也越大 C．在电场中电势高的点，电场强度一定大 D．在负的点电荷所产生的电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能 【解析】　由Ep＝qφ可知，电势能由电荷和电场中的电势共同决定，它们均有正、负，且正的电势和电势能都大于负的电势和电势能，所以负电荷在正电势位置所具有的电势能随电荷量的增加而减小，随电势的升高，电势能也减小，A、B均错误；因电场强度与电势没有必然联系，例如在等量的正电荷的中垂线上，由电荷连线的中点向两侧电势降低，但电场强度先增大后减小，C错误；在负的点电荷所产生的电场中，正电荷的电势能为负，负电荷的电势能为正(取无穷远为零势能点)，所以D正确． 【答案】　D 如图4－1－11甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1带负电，a、b两点在它们连线的延长线上．现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用)，粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度图象如图4－1－11乙所示，以下说法中正确的是(　　) A．Q2一定带正电 B．Q2的电荷量一定大于Q1的电荷量 C．b点的电场强度最小但不为零 D．整个运动过程中，粒子的电势能 先增大后减小 【解析】　由题图乙可知带电粒子先做减速运动后做加速运动，当速度为vb时加速度为零，即b点的电场强度为零，C错误；由于b点的电场强度为零，根据电场的合成规律知Q1带负电，Q2必带正电，且Q2的电荷量一定小于Q1的电荷量，故A正确，B错误；因为只有电场力做功，只发生动能和电势能的相互转化，由图乙可知带电粒子的动能先减小后增大，根据能量守恒定律可得带电粒子的电势能先增大后减小，D正确． 【答案】　AD * * 第1讲　带电粒子在电场中的运动 1.电场强度E和电势φ的关系 (1)电场强度是矢量，电势是标量：可由电场强度的方向确定电荷在电场中所受电场力的方向；电场中某点的电势高低具有相对性，与选取的零电势点有关． (2)电场强度与电势无直接关系：电场强度大(或小)的地方电势不一定高(或低)，零电势可以人为选取，而场强是否为零则由电场本身决定． 但电场强度E与电势φ也有一定的关系 ①电场强度的方向是电势降落最快的方向． ②在匀强电场中，电势差U＝φ2－φ1＝Ed，d是两点间距离在场强方向上的投影． (3)电场线和等势面是形象地描述电场的两种方法． ①电场线与场强的关系：电场线越密的地方表示场强越大，电场线上每一点的切线方向表示该点的场强方向． ②电场线与电势的关系：沿着电场线方向，电势越来越低． ③电场线与等势面的关系：电场线越密的地方等差等势面也越密，电场线与通过该处的等势面垂直． ④场强与等势面的关系：场强方向与通过该处的等势面垂直且由高电势指向低电势，等差等势面越密的地方表示场强越大． 3．电场力做功与电势能 (1)电场力做功的特点：与电荷移动的路径无关，仅决定于初末位置的电势差，这与重力做功相似． (2)电场力功的计算 ①在匀强电场中：W＝qE·l·cos α或WAB＝qUAB ②在非匀强电场中：W