新教材2023高中物理第二章静电场的应用章末复习提升课件粤教版必修第三册

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第二章 静电场的应用章末复习提升【知识体系】主题1　分析解决带电体在电场中运动的三种视角【典例1】　如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场.一“L”形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中.管的水平部分长为l1＝0.2 m，离水平地面的距离为h＝5.0 m，竖直部分长为l2＝0.1 m.一带正电的小球从管的上端口A由静止释放，小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分（长度极短，可不计）时没有能量损失，小球在电场中受到电场力大小为重力的一半（g取10 m/s2）.求：（1）小球运动到管口B时的速度大小；（2）小球落地点与管的下端口B的水平距离.1.如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷.一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么（　　）A.若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷B.微粒从M点运动到N点电势能一定增加C.微粒从M点运动到N点动能一定增加D.微粒从M点运动到N点机械能一定增加解析：本题只能确定重力向下，合外力向下，无法确定电场力方向，也无法确定电场力做功的正负及电势能的变化情况，故A、B错误.由合外力一定向下，可知M→N的过程中合外力做正功，动能增加，C正确.除重力以外其他力做功影响物体的机械能，本题除重力以外带电微粒只受电场力，由于无法判断电场力做功的正负，也无法判断机械能是增加还是减少，D错误.答案：C主题2　带电粒子在交变电场中的运动1.带电粒子在交变电场中的直线运动.粒子进入电场时初速度为零，或初速度方向与电场方向平行，带电粒子在交变电场力的作用下，做加速、减速交替的直线运动.该问题通常用动力学知识分析求解.重点分析各段时间内的加速度、运动性质、每段时间与交变电场的周期T间的关系等.常用v-t图像来处理此类问题，通过画出粒子的v-t图像，可将粒子复杂的运动过程形象、直观地反映出来，以降低思维活动的难度，便于求解.2.带电粒子在交变电场中做曲线运动.带电粒子以一定的初速度垂直于电场方向进入交变电场，粒子做曲线运动，该类问题的主要特征是：带电粒子的初速度一般很大，粒子通过交变电场时所用时间极短，故可认为粒子在电场中运动时，所受电场力为恒力.则粒子在电场中做类平抛运动，其分析方法及相关结论与示波管的工作原理相同，即带电粒子飞出电场时的偏转位移y与偏转电场的电压U成正比（y∝U），同时带电粒子打在屏上的位置偏离中心的位移Y也与偏转电场的电压U成正比（Y∝U）.【典例2】　（多选）如图甲所示，A、B是一对平行的金属板，在两板间加上一周期为T的交变电压U，A板的电势φA＝0，B板的电势φB随时间的变化规律如图乙所示.现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区内，设电子的初速度和重力的影响可忽略.则（　　）静电场在整个高中物理中是十分重要的一章内容，每年高考或以选择、填空题的形式考查学生对基本概念、基本规律的理解，或以计算题的形式与力学知识紧密结合组成难度较大的综合题.本章主要研究电容器及带电粒子在电场中的运动问题，具有抽象性和综合性的特点.值得注意的是，带电粒子在电场中的运动问题，不仅可以考查多学科知识的综合运用，而且容易与社会生活、生产实际和科学技术联系，在高考中常以某些具体问题为背景命题.（多选）（2022·全国甲卷）地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球自电场中Р点水平向左射出.小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在Р点.则射出后（　　）A.小球的动能最小时，其电势能最大B.小球的动能等于初始动能时，其电势能最大C.小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大D.从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量解析：小球只受重力和电场力，其重力势能、电势能与动能之和不变，当小球的动能最小时，其电势能与重力势能之和最大，故A错误；当小球沿水平方向的速度减为零时，小球的电势能最大，由于小球所受的重力和电场力的大小相等，所以此时小球的速度方向向下，大小等于抛出时小球的速度大小，所以此时的动能等于初始动能，故B正确；合外力先对小球做负功，再做正功，合外力做正功的过程中，小球的动能一直增大，所以小球的速度和动能没有最大值，故C错误；从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，小球的动能等于初始动能，此过程中动能变化为零，则合外力做功为零，所以重力做的功等于小球电势能的增加量，故D正确.故选BD.答案：BD如图，两水平面（虚线）之间的距离为H，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场.自该区域上方的A点将质量均为m、电荷量分别为q和－q（q>0）的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出.小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开.已知N离开电场时的速度方向竖直向下；M在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为N刚离开电场时动能的1.5倍.不计空气阻力，重力加速度大小为g.求：（1）M与N在电场中沿水平方向的位移之比；（2）A点距电场上边界的高度；（3）该电场的电场强度大小.