2012届全国版学海导航高中总复习(第2轮)物理课件：专题3 第1讲 带电粒子在电

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专题三 带电粒子在电、 磁场中的运动 第一讲 带电粒子在电场中的运动

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一、库仑定律

Q1Q2 公式为：F = k 2 . r 二、电场强度 1.大小 F (1) 定义式：E = ,适用于任何电场. q Q ( 2 ) 决定式：E = k 2 ,只适用于真空中点电荷产生 r 的电场. U ( 3) 关系式：E = ,只适用于匀强电场. q

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2.方向 (1)正电荷在电场中的受力方向；负电荷在电场中 的受力的反方向. (2)电场线的切线方向. (3)电场中电势降低最快的方向. 3.电势差、电势、电势能的变化、电势能 WAB (电荷在电场中移动 (1)电势差：定义式为U AB = q

电场力做功具有与路径无关，只与初、末位置有关 的特点).

( 2 ) A = U AO

WAO = . q

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电势高低的判断：顺着电场线方向电势降低. (3)电荷移动时其电势能的变化由电场力做的功 量度 ε =-W=-qU. 电势能的变化与电场力做功的关系：电场力做正 功电势能减少；电场力做负功电势能增加. 三、带电粒子在电场中的运动 1.带电粒子在电场中的加速：通常用 Ek=qU计 算带电粒子获得的动能. 2.带电粒子在匀强电场中的偏转：

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at qUL1 偏转角度：tan = = = 2 vx v0 mdv02 1 2 1 qU L1 2 qUL1 侧移距离：y = at = ( )( ) = 2 2 2 md v0 2mdv0

vy

1 重要推论：由ycot = L可知，穿出时刻的末速度 2 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.

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四、电容器

Q 1.电容的定义式：C = ,适用于任何电容器. U εs 2.平行板电容器电容的决定式：C = . 4π kd

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类型一：电场线与等势面、 类型一：电场线与等势面、电场力做功与电势能的 变化 电场线是对电场强度分布情况的形象描绘，等势面 是对电势分布情况的形象描绘，两者的关系是：①电场 线与等势面垂直；②电场线由电势高的等势面指向电势 低的等势面；③电场线越密处等差等势面也越密. 电荷在电场中移动时电势能的变化由电场力做的功 来量度，两者的关系是：电场力做正功电势能减少，且 减少的电势能等于电场力做的功；电场力做负功，电势 能增加，且增加的电势能等于克服电场力做的功.

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【例1】如图3-1-1所示，虚线a、b、c是电场中的三个 等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带 正电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨 迹，P、Q是轨迹上的两点.下列说法中正确的是 ( ) A.三个等势面中，等势面a的电势最高 B.带电质点一定是从P点向Q点运动 C.带电质点通过P点时的加速度 比通过Q点时小 D.带电质点在P点时的电势能比 在Q点的电势能大

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【解析】根据电场线与等势面垂直 的关系画出电场线，根据合力和轨 迹的关系，可以判定：质点在各点 受的电场力方向斜向下方.由于

是 正电荷，所以电场线方向也斜向下 方. 画出电场线后，不难判断出答 案只有D是正确的. 【答案】D

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【规律方法总结】本题考查了电场强度、电场线、 电势差、电势、等势线等基本概念，以及电场线与 等势面的关系、电场力做功与电势能的变化关 系.解题的关键 ： ① 根据电场线与等势面垂直的关 解题的关键： 解题的关键 系画出电场线.② 根据力沿电场线的切线并指向轨 ② 迹的凹侧确定力的方向.③根据速度方向(轨迹的切 ③ 线方向)与力的方向的夹角确定电场力做功的正 负.④ 根据电场力做功与电势能的变化关系确定电 ④ 势能的变化情况.⑤ 根据电场线或等势面的疏密比 ⑤ 较电场强度的大小，从而比较加速度的大小.

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【变式题】如图3-1-2所示，匀强电场中有a、 b、c三点.在以它们为顶点的三角形中，∠a = 30°、∠c = 90°,电场方向与三角形所 在平面平行.已知a、b和c点的电势分别为 (2 3)V、 + 3)V和2V.该三角形的外接 (2 圆上最低、最高电势分别为( B )A. 3)V、 + 3)V (2 (2 4 3 4 3 C. (2 )V、 + (2 )V 3 3 B. 、 0V 4V D. 、 3V 0V 2

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【解析】如图，根据匀强电场的电场线与等差等势面 是平行等间距排列，且电场线与等势面处处垂直，沿 着电场线方向电势均匀降落，取ab的中点O,即为三 角形的外接圆的圆心，且该点电势为2V,故Oc为等

势面，MN 为电场线，方向为MN 方向， U OP = U Oa = 3V,U ON U OP = 2 3, ∶ ∶ 故U ON = 2V,N点电势为零，为最 低电势点，同理M 点电势为4V, 为最高电势点.

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类型二： 类型二 ： 带电粒子在交变电场中的加速和减 速运动 对于带电粒子在交变电场中的运动问题，一 般采用图解法较好，画出相应的速度—时间图象， 横轴表示时间，纵轴表示速度，斜率表示加速度， 图线与坐标轴所围面积表示位移.

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【例2】(2011·北京)静电场方向平行于x轴，其电势φ 随x的分布可简化为如图3-1-3所示的折线，图中 0 和d 为已知量.一个带负电的粒子在电场 …… 此处隐藏：804字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……