专题08 电场及带电粒子(带电体)在电场中的运动（讲义）--【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用）

第8讲　电场及带电粒子(带电体)在电场中的运动 01专题网络·思维脑图 1 02考情分析·解密高考 1 03高频考点·以考定法 2 2 一、电场性质的理解 2 二、电势差与电场强度的关系 2 三、电场中的图像问题 3 四、平行板电容器相关问题分析 4 五、带电粒子(带电体)在电场中的运动 4 5 7 考向1：电场力的性质 7 考向2：电场能的性质 8 考向3：带电粒子在电场中的加速与偏转 9 考向4：带电粒子在电场中的综合问题 10 04核心素养·难点突破 10 05创新好题·轻松练 14 考点内容 要求 学习目标 电场性质的理解 II 1. 掌握电场力和能的性质和相关题型的运用； 2. 理解电场中的图像问题，并掌握其运用； 3. 掌握带电粒子在电场中的加速和偏转和相关题型的解题技巧； 4. 掌握带电粒子在电场中与能相关的题型解题技巧。 电势差和电场强度的关系 II 电场中的图像问题 II 平行板电容器相关问题分析 II 带电粒子（带电体）在电场中的运动 III 一、电场性质的理解 1．电场中的各物理量的关系 2．电场强度的判断 (1)场强方向是正电荷所受电场力的方向，也是电场线上某点的切线方向。 (2)电场的强弱可根据电场线的疏密程度判断，也可根据场强公式进行比较。 3．电势高低的判断 判断依据 判断方法 电场线方向 沿电场线方向电势逐渐降低 场源电荷的正负 取无限远处电势为零，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 电势能的大小 正电荷电势能越大，所在位置电势越高；负电荷电势能越大，所在位置电势越低 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 4.电势能大小的判断 判断方法 做功判断法 静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增大 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 公式法 由Ep＝qφ，将q、φ的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大，电势能越大；Ep为负值时绝对值越小，电势能越大 能量守恒法 在电场中，若只有静电力做功，则电荷的动能和电势能相互转化，动能增大，电势能减小；反之，动能减小，电势能增大 二、电势差与电场强度的关系 1．等分法 在匀强电场中，沿任意一个方向(垂直于电场线方向除外)，电势变化都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等。如果把某两点间的距离等分为n段，则每段两端点的电势差等于原电势差的，像这样采用等分间距求电势问题的方法，叫作等分法。 2．等分法常用的重要结论 (1)在匀强电场中，沿任意方向相互平行且相等的线段两端点的电势差相等。 (2)匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC＝。 (3)在匀强电场中，相互平行的两条线段，无论它们是否与电场线方向平行，只要一条线段是另一条线段的n倍，这条线段两端点的电势差就一定是另一条线段两端点电势差的n倍。 3．等分法解题的一般步骤 三、电场中的图像问题 坐标系x轴同电场线方向一致时，电场中几种常见的图像： v­t图像 当带电粒子只受静电力时，从v­t图像上能确定粒子运动的加速度方向、大小变化情况，进而可判定粒子运动中经过的各点的场强方向、场强大小、电势高低及电势能的变化情况 φ­x图像 (1)从φ­x图像中可以直接判断各点电势的高低，进而确定电场强度的方向及试探电荷电势能的变化。 (2)φ­x图线切线的斜率绝对值等于沿x轴方向电场强度E的大小 E­x图像 (1)E>0表示场强沿x轴正方向，E<0表示场强沿x轴负方向。 (2)图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低需根据电场方向判定 Ep­x图像 (1)图像的切线斜率绝对值等于静电力大小。 (2)可用于判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况 四、平行板电容器相关问题分析 1．三个公式 电容定义式C＝，平行板电容器的电容决定式C＝，匀强电场关系式E＝。 2．两个重要结论 (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．平行板电容器的两类动态问题的分析 两极板间电压U一定 两极板的电量Q一定 C C＝ C＝ Q或U Q＝CU U＝ E E＝ E＝ φa φa－φO＝Ex(x为a、O两点沿电场线方向的距离) φa－φO＝Ex(x为a、O两点沿电场线方向的距离) 【注意】当含有电容器的回路接有二极管时，因二极管的单向导电性