专题3.2 带电粒子在电场运动（讲）-2023年高考物理二轮复习讲练测（新高考专用）

2023年高考物理二轮复习讲练测（新高考专用） 专题三 电场和磁场（讲） 3.2 带电粒子在电场运动 一、考情分析 近3年考情分析 考点要求 等级要求 考题统计 2022 2021 2020 平行板电容器的动态分析 Ⅱ 带电粒子在电场中的运动 Ⅱ 2022·北京卷·T18 2022·江苏卷·T15 2021·福建卷·T15 2020·全国I卷·T25 2020·天津卷·T13 带电体在电场和重力场作用下运动 Ⅱ 2022·海南卷·T13 2022·辽宁卷·T14 2022·广东卷·T14 带电粒子在交变电场中的运动 Ⅱ 考情总结 近几年高考带电粒子在电场中的运动的题型选择题、计算题都有可能，主要考查了带电粒子在电场或重力场、电场的叠加场中的运动问题，题目综合性强，难度大． 应考策略 2023年高考命题点会以电场线、等势线为背景，结合场强、电势、电势能等基本概念进行考查．备考中还要重视带电粒子在电场中的加速、偏转以及电容器的相关知识在实际生产、生活中的应用，如静电除尘、电容式传感器、喷墨打印机、示波器等． 二、思维导图 三、讲知识 1．直线运动的两种处理方法 (1)动能定理：不涉及t、a时可用． (2)牛顿第二定律和运动学公式：涉及a、t时可用．尤其是交变电场中，最好再结合v－t图象使用． 2．匀强电场中偏转问题的处理方法 (1)运动的分解 已知粒子只在电场力作用下运动，且初速度方向与电场方向垂直． ①沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间t＝. ②沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a＝＝＝. ③离开电场时的偏移量y＝at2＝. ④速度偏向角 tan φ＝＝ tan φ＝； 位移偏向角 tan θ＝＝ tan θ＝. (2)动能定理：涉及功能问题时可用． 注意：偏转时电场力做的功不一定是W＝qU板间，应该是W＝qEy(y为偏移量)． 3．非匀强电场中的曲线运动 (1)电荷的运动轨迹偏向所受合外力的一侧，即合外力指向轨迹凹的一侧；电场力一定沿电场线切线方向，即垂直于等势面． (2)由电场力的方向与运动方向的夹角，判断电场力做功的正负，再由功能关系判断动能、电势能的变化． 四、讲重点 重点1 行板电容器的动态分析 1．必须记住的三个公式 定义式C＝，决定式C＝，关系式E＝. 2．掌握两个重要结论 (1)电容器与电路(或电源)相连，则两端电压取决于电路(或电源)，稳定时相当于断路，两端电压总等于与之并联的支路电压． (2)充电后电容器与电路断开，电容器所带电荷量不变，此时若只改变两板间距离，则板间电场强度大小不变． 3．注意一个特例：当有电容器的回路接有二极管时，因二极管的单向导电性，将使电容器的充电或放电受到限制. 4.电容器动态分析的解题思路 (1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变． (2)根据C＝，分析平行板电容器电容的变化情况． (3)根据C＝分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化情况． (4)根据E＝或E＝分析电容器极板间电场强度的变化情况． (5)根据Q的变化情况，分析电容器发生充电还是放电，分析电路中电流的方向．　 重点2 带电粒子在电场中的运动 1.分析方法：先分析受力情况，再分析运动状态和运动过程(平衡、加速或减速，轨迹是直线还是曲线)，然后选用恰当的力学规律如牛顿运动定律、运动学公式、动能定理、能量守恒定律解题. 2.受力特点：在讨论带电粒子或其他带电体的静止与运动问题时，重力是否要考虑，关键看重力与其他力相比较是否能忽略.一般来说，除明显暗示外，带电小球、液滴的重力不能忽略，电子、质子等带电粒子的重力可以忽略，一般可根据微粒的运动状态判断是否考虑重力作用. 3.带电粒子在电场中运动问题的分析思路 (1)首先分析粒子的运动规律，确定粒子在电场中做直线运动还是曲线运动． (2)对于直线运动问题，可根据对粒子的受力分析与运动规律分析，从以下两种途径进行处理： ①如果是带电粒子在恒定电场力作用下的直线运动问题，应用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等． ②如果是非匀强电场中的直线运动，一般利用动能定理研究全过程中能的转化，研究带电粒子的速度变化、运动的位移等． (3)对于曲线运动问题，一般是类平抛运动模型，通常采用运动的合成与分解方法处理．通过对带电粒子的受力分析和运动规律分析，借助运动的合成与分解，寻找两个分运动，再应用牛顿运动定律或运动学公式求解． (4)当带电粒子从一个电场区域进入另一个电场区域时，要注意分析带电粒子的运动规律的变化及两区域电场交界处有关联的物理量，这些关联量往往是解决问题的突破口．　 4.带电粒子在电场中的运动特点及分析方法 常见运动 受力特点 分