专题10电场的性质带电粒子在电场中的运动

专题10 电场的性质 带电粒子在电场中的运动 专题十 电场的性质 带电粒子在电场中的运动 考题 情景 2022·山东卷·T3 电场强度和库仑力作用下的平衡问题 2022·重庆卷·T8 电场线及等势面的理解和应用 2022·海南卷·T9 2022·江苏卷·T9 电场能的性质的理解 2022·湖南卷·T2 2022·全国甲卷·T21 2022·全国乙卷·T19 2022·浙江1月卷·T10 2021·山东卷·T6 电场中几种常见图象的特点及规律 2022·重庆卷·T2 平行板电容器相关问题分析 2022·北京卷·T18 带电粒子在电场中的运动 2022·江苏卷·T15 2022·海南卷·T13 2022·辽宁卷·T14 ☆生活情景 2020年初，新冠病毒席卷全球，面对新冠肺炎疫情，不可掉以轻心，做好必要的防护，N95口罩中起阻隔作用的关键层是熔喷布，熔喷布的纤维里加入了驻极体材料，它能依靠静电感应吸附比熔喷布网状纤维孔洞小很多的0.1μm量级或更小的微粒，从而有了更好的过滤效果。我们以此为情景来复习电场相关的知识。 1．空气中的负氧离子对于人的健康极为有益。有的氧吧通常采用人工产生负氧离子使空气清新，从而使顾客愉悦。其最常见的是采用电晕放电法，如图所示，一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5000V左右，使空气发生电离，从而产生二价负氧离子。在负极后面加上小风扇，将大量负氧离子排出，使空气清新化，针状负极与环形正极间距离为5mm，且视为匀强电场，电场强度为E，电场对负氧离子的作用力为F，则（　　） A．E＝103 N/C，F＝1.6×10-16 N B．E＝106 N/C，F＝1.6×10-16 N C．E＝103 N/C，F＝3.2×10-13 N D．E＝106 N/C，F＝3.2×10-13 N ☆☆方法总结 涉及库仑力的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了库仑力，具体步骤如下： 注意库仑力的方向：同性相斥，异性相吸，沿两电荷连线方向. 2．2020年，我国科学家通过冷冻电镜揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。其中电子显微镜是冷冻电镜的关键，电子显微镜中利用电场控制电子运动的电场线分布如图所示。a、b、c、d为电场中的四个点，下列有关说法正确的是（　） A．四个点中a点的电场强度最大 B．四个点中c点的电场强度最大 C．d点电势高于b点电势 D．电子在a点时电势能最大 ☆☆方法总结 1.电场线的应用 (1)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大. (2)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向. (3)沿电场线方向电势逐渐降低. (4)电场线和等势面在相交处互相垂直. 2.电场线与轨迹问题判断方法 (1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向)，从两者的夹角情况来分析曲线运动的情况. (2)“三不知时要用假设法”——电荷的正负、场强的方向或等势面电势的高低、电荷运动的方向，若已知其中的任意一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知，则要用假设法分别讨论各种情况. 3．2020年2月，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚或发散作用，其中的一种电子透镜的电场分布如图所示，其中虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动，其轨迹如图中实线所示，a、b、c是轨迹上的三点，则下列说法正确的是（　　） A．a点的电势低于b点的电势 B．a点的电场强度大于c点的电场强度 C．电子从a点到b点电势能增加 D．电子从a点到b点做加速运动 ☆☆方法总结 1.电势高低的四种判断方法 (1)依据电场线方向：沿电场线方向电势逐渐降低. (2)依据电场力做功：根据UAB＝，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低. (3)电荷的正负：取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低. (4)依据电势能的高低：正电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势能大处电势较低. 2.电势能高低的四种判断方法 (1)做功判断法：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大. (2)电荷电势法：正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大. (3)公式法：由Ep＝qφ，将q、φ的大小、正负号一起代入公式进行