第1部分专题3 第8讲电场（PPT课件）-【创新教程】2025年高考物理大二轮专题增分方案

2025-01-13

| 56页

| 44人阅读

| 5人下载

教辅

山东鼎鑫书业有限公司

进店逛逛

内容正文：

第8讲　电场第一部分专题整合知识突破专题三　电场和磁场下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理核心素养助学提能课堂评价高考预测 01 02 限时集训能力达标 03 物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理核心素养助学提能下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理　　　　下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理课堂评价高考预测下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理下一页上一页返回导航第一部分：专题三　电场和磁场物理考点一　电场性质 1．电场中的各个物理量的关系 2．电场强度的计算 (1)定义式：E＝eq \f(F,q).电场中某点的电场强度是确定值，其大小和方向与试探电荷q无关． (2)真空中点电荷：E＝keq \f(Q,r2).E由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定． (3)匀强电场：E＝eq \f(U,d).式中d为两点间沿电场方向的距离． 3．电势高低的判断方法 (1)根据电场线方向，沿着电场线方向，电势越来越低； (2)根据电势的定义式φ＝eq \f(Ep,q)，即将＋q从电场中的某点移至无穷远处，电场力做功越多，则该点的电势越高； (3)根据电势差UAB＝φA－φB，若UAB＞0，则φA＞φB，反之，φA＜φB. 4．电势能变化的判断方法 (1)根据电场力做功判断，若电场力对电荷做正功，电势能减少；反之则增加．即W＝－ΔEp. (2)根据能量守恒定律判断，电场力做功的过程是电势能和其他形式的能相互转化的过程，若只有电场力做功，电荷的电势能与动能相互转化，而总和保持不变． 5．电场中带电粒子轨迹的判断分析方法 (1)轨迹的切线方向：速度的方向． (2)某点电场力方向：沿着该点的电场线的切线方向，轨迹向着电场力的方向弯曲． [例1]　(多选)(2024·四川成都三模)如图所示，在真空中水平放置一长方体高为2L，其上下两个面是边长为L的正方形，在顶点A、C、F、H处分别放置电荷量为＋Q的点电荷，O1、O2分别是线段AC和线段FH的中点．下列说法正确的是(　　) A．该长方体的几何中心处电场强度为零 B．B、D两点电场强度相同 C．沿竖直方向从O1到O2，电势先减小后增大 D．将一电子从B点移到E点，电场力做负功 [解析]　由等量同种点电荷电场特点可知，A、C处放置的正电荷在长方体的几何中心处电场强度方向竖直向下，F、H处放置的正电荷在长方体的几何体中心处电场强度方向竖直向上，且A、C在几何体中心产生的电场强度与H、F在几何体中心产生的电场强度大小相等，方向向反，则该长方体的几何中心处合场强为零，故A正确；由矢量合成可知，B、D两点的电场强度大小相等，方向不同，故B错误；O1、O2连线中点处电势为零，沿竖直方向从O1到O2，电势先减小后增大，故C 正确；O1、O2连线中点处电势为零，即负电荷在此处电势能为零，B、E两点等电势且电势为正，即负电荷在此两点处电势能相等且为负，所以将一电子从B点移到E点电势能先增大后减小，电场力先做负功后做正功，故D错误． [答案]　AC 　　　　　　对称法 1．(2024·河北卷，7)如图，真空中有两个电荷量均为q(q>0)的点电荷，分别固定在正三角形ABC的顶点B、C.M为三角形ABC的中心，沿AM的中垂线对称放置一根与三角形共面的均匀带电细杆，电荷量为eq \f(q,2).已知正三角形ABC的边长为a，M点的电场强度为0，静电力常量为k.顶点A处的电场强度大小为(　　) A.eq \f(2\r(3)kq,a2)　　　　　　 B．eq \f(kq,a2)(6＋eq \r(3)) C.eq \f(kq,a2)(3eq \r(3)＋1) D．eq \f(kq,a2)(3＋eq \r(3)) 解析：D　[由于M点与A点关于带电细杆对称，故细杆在A处产生的电场强度大小E6＝E3＝eq \f(3kq,a2)，方向竖直向上，B、C在A点产生的合场强EA′＝eq \f(2kq,a2)cos 30°＝eq \f(\r(3)kq,a2)，故A点的电场强度大小E＝E′A＋E6＝(eq \r(3)＋3)eq \f(kq,a2)，D正确．] 2．(多选)(2024·山东卷，10)如图所示，带电量为＋q的小球被绝缘棒固定在O点，右侧有固定在水平面上、倾角为30°的光滑绝缘斜面．质量为m、带电量为＋q的小滑块从斜面上A点由静止释放，滑到与小球等高的B点时加速度为零，滑到C点时速度为零．已知A、C间的距离为s，重力加速度大小为g，静电力常量为k，下列说法正确的是(　　) A．OB的距离l＝ eq \r(\f(\r(3)kq2,mg)) B．OB的距离l＝ eq \r(\f(\r(3)kq2,3mg)) C．从A到C，静电力对小滑块做功W＝－mgs D．AC之间的电势差UAC＝－eq \f(mgs,2q) 解析：AD　[AB.由题意知小滑块在B点处的加速度为零，则根据受力分析有沿斜面方向mgsin 30°＝eq \f(kq2,l2)cos 30°，解得l＝eq \r(\f(\r(3)kq2,mg))，A正确，B错误；C.因为滑到C点时速度为零，小滑块从A到C的过程，静电力对小滑块做的功为W，根据动能定理有W＋mgssin 30°＝0，解得W＝－eq \f(mgs,2)，故C错误；D.根据电势差与电场强度的关系可知A、C之间的电势差UAC＝eq \f(W,q)＝－eq \f(mgs,2q)，故D正确．] 考点二　电场中的图像问题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电场强度方向、电场强度大小、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图线切线的斜率大小表示沿x轴方向电场强度E的大小 Ex 图像以电场强度沿x轴方向为例： (1)E>0表示电场强度沿x轴正方向，E<0表示电场强度沿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)图像的切线斜率大小表示静电力大小 (2)可用于判断电场强度、动能、加速度等随位移的变化情况 [例2]　(2024·山东青岛高三期末)如图为不等量同种点电荷q1、q2连线上各点电势随位置坐标变化的φx图像，图线与φ轴正交，交点处的纵坐标为φ0，a、b为x轴上关于原点O对称的两个点．取无穷远处电势为0，某一正电荷的质量为m，电荷量为e，下列说法正确的是(　　) A．q1、q2均带负电 B．两电荷电量之比eq \f(q1,q2)＝eq \f(4,1) C．将正电荷从a点由静止释放，到达b点时速度为0 D．将正电荷从a点由静止释放，若经过O点时速度为v0，则a点电势为φa＝φ0＋eq \f(mv\o\al(2,0),2e) [解析]　由图可知x轴上的－x0和2x0之间的电势都大于零，故两个点电荷一定都是正电荷，故A错误；在x＝0处φx图像切线的斜率为零，则该点处的电场强度为零，有keq \f(q1,x\o\al(2,0))＝keq \f(q2,2x02)，解得q1∶q2＝1∶4，故B错误；因a点电势高于b点电势，正电荷从a点由静止释放到达b点，静电力做正功，因此到达b点时速度不为0，故C错误；从a点静止释放到O点时，由动能定理可得e(φa－φ0)＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)，得φa＝φ0＋eq \f(mv\o\al(2,0),2e)，故D正确． [答案]　D 1．如图甲所示，真空中有一半径为R、电荷量为＋Q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴．理论分析表明，x轴上各点的电场强度随x变化关系如图乙所示，其中x1＝eq \f(R,4)和x2＝2R处的电场强度大小相等，则(　　) A．x1和x2处电场强度方向相反 B．球内部的电场为匀强电场 C．负试探电荷在位置R处的电势能比在位置x2处的电势能大 D．位置x1处的电势高于位置x2处的电势解析：D　[x1和x2处电场强度均为正值，方向相同，A错误；由图乙可知，球内部的电场强度随x的增大而增大，不是匀强电场，B错误；沿电场线方向电势逐渐降低，所以位置R处的电势比位置x2处的电势高，负试探电荷在位置R处的电势能比在位置x2处的电势能小，C错误；由图乙可知电场强度方向由x1指向x2，根据沿电场线方向电势降低可知位置x1处的电势高于位置x2处的电势，D正确．] 2．(2024·山东日照统考)如图所示，O点为两等量异种点电荷连线的中点，一带正电的粒子(不计重力)从连线上的A点由静止释放，在静电力作用下运动到B点．取A点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向．在粒子从A点运动到B点的过程中，下列关于粒子运动的速度v和加速度a随时间t的变化，运动径迹上电势φ和粒子的电势能Ep随位移x的变化图线可能正确的是(　　) 解析：B　[根据等量异种点电荷的电场线分布可知，在粒子从A到B的运动过程中，电场强度先变小后变大，粒子受到的静电力先变小后变大，则加速度先变小后变大，vt图像切线的斜率先变小后变大，故A错误，B正确；沿着电场线方向电势逐渐降低，电势与位移的图像的斜率表示电场强度，电场强度先减小后增大，所以图像的斜率先减小后增大，故C错误；根据Ep＝qφ，得eq \f(ΔEp,Δx)＝qeq \f(Δφ,Δx)＝qE，E先减小后增大，所以Epx图像切线的斜率先减小后增大，故D错误．] 考点三　带电粒子(体)在电场中的运动 1．带电粒子在电场中的运动 2．解题途径的选择 (1)求解带电粒子在匀强电场中的运动时，运动和力、功能关系两个途径都适用，选择依据是题给条件，当不涉及时间时选择功能关系，否则必须选择运动和力的关系． (2)带电粒子在非匀强电场中运动时，加速度不断变化，只能选择功能关系求解． [例3]　(2024·广东省高三调研)负离子吹风筒是目前比较流行的吹风筒．如图，某负离子吹风筒吹出含有大量氧离子(－2e)的空气，沿水平方向进入电压为U的加速电场，之后进入偏转电场，偏转电场极板水平且两极板间电压恒为U，极板间距为d，长度也为d.若空气流中所含氧离子分布均匀且横截面积足够大，氧离子质量为m，不考虑空气流分层现象，不计离子间作用力，不计空气对离子流和电场的影响，不计氧离子重力以及氧离子进入加速电场的初速度，求： (1)氧离子进入偏转电场的速度大小； (2)能够离开偏转电场的氧离子占进入偏转电场氧离子的比例． [解析]　(1)氧离子进入加速电场，根据动能定理有2eU＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)，解得v0＝2eq \r(\f(eU,m))； (2)氧离子在偏转电场中做类平抛运动，偏转电场电场强度为E＝eq \f(U,d)，根据牛顿第二定律有2eE＝ma，解得a＝eq \f(2eU,md)，若氧离子能够射出偏转电场，根据运动学公式得 t＝eq \f(d,v0)，y＝eq \f(1,2)at2，联立解得y＝eq \f(d,4)，因此，距上极板eq \f(d,4)的氧离子恰好能够离开偏转电场，能够离开偏转电场的氧离子占能够进入偏转电场氧离子的比例为k＝eq \f(d－y,d)＝eq \f(3,4). [答案]　(1)2eq \r(\f(eU,m))　(2)eq \f(3,4) 1．(多选)(2024·四川省绵阳市第二次诊断)如图所示，质量为m、带电荷量为＋q的小圆环套在半径为R的光滑绝缘大圆环上，大圆环固定在竖直平面内，O为环心，A为最低点，B为最高点．在大圆环所在的竖直平面内施加水平向右、电场强度为eq \f(mg,q)的匀强电场，并同时给在A点的小圆环一个向右的水平初速度v0，小圆环恰好能够沿大圆环做完整的圆周运动，则小圆环运动过程中(　　) A．动能最小与最大的位置在同一等势面上 B．电势能最小的位置恰是机械能最大的位置 C．在A点获得的初速度为 eq \r(21＋\r(2)gR) D．过B点受到大环的弹力大小为mg 解析：BC　[由于匀强电场的电场强度为eq \f(mg,q)，即静电力与重力大小相等，作出小圆环在大圆环上的等效最低点C与等效最高点D，如图所示．小圆环在等效最低点速度最大，动能最大，在等效最高点速度最小，动能最小，根据沿电场线电势降低，可知φD>φC， C点与D点不在同一等势面上，A错误；小圆环在运动过程中，只有电势能、动能与重力势能的转化，即只有电势能与机械能的转化，则电势能最小的位置恰是机械能最大的位置，B正确；小圆环恰好能够沿大圆环做完整的圆周运动，即小圆环通过等效最高点D的速度为0，对圆环分析有－qERsin 45°－mg(R＋Rcos 45°)＝0－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,A)，解得vA＝eq \r(21＋\r(2)gR)，C正确；小圆环运动到B过程有－mg·2R＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,B)－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,A)，在B点有FN＋mg＝meq \f(v\o\al(2,B),R)，解得FN＝(2eq \r(2)－3)mg<0，可知，小圆环过B点受到大环的弹力大小为 (3－2eq \r(2))mg，D错误．] 2．(2024·烟台二模)如图甲所示，A、B两板竖直放置，两板之间的电压U1＝100 V，M、N两板水平放置，两板之间的距离d＝0.1 m，板长L＝0.2 m．一个质量m＝2×10－12kg、电荷量q＝＋1×10－8C的带电粒子(不计重力)从靠近A板处由静止释放，经加速电场加速后从B板的小孔穿出，沿着M、N两板的中轴线垂直进入偏转电场，如果在M、N两板之间加上如图乙所示的偏转电压，当t＝eq \f(T,4)时，带电粒子刚开始进入偏转电场，则： (1)带电粒子从B板的小孔穿出时的速度为多大？ (2)要使带电粒子能够从M、N两板之间(不沿中轴线)穿出，并且穿出后的速度方向保持水平，则交流电U2的周期T为多少？ (3)在满足(2)条件的情况下，它在偏转电场中的最大偏移量是多少？(结果保留一位有效数字) 解析：(1)由动能定理得qU1＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)，解得v0＝ eq \r(\f(2qU1,m))＝1×103m/s. (2)要使带电粒子能够从M、N两板之间穿出，并且穿出后速度方向不变，则带电粒子穿过偏转电场的时间t＝eq \b\lc$\rc$(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,2)))T(n＝0,1,2，…)　①，带电粒子沿水平方向做匀速直线运动，则L＝v0t　②，所以T＝eq \f(4×10－4,2n＋1) s(n＝0,1,2，…)　③，带电粒子进入偏转电场时的加速度a＝eq \f(qE,m)　④，电场强度E＝eq \f(U2,d)　⑤，带电粒子在进入偏转电场后的前eq \f(T,4)内沿竖直方向的位移y＝eq \f(1,2)aeq \b\lc$\rc$(\a\vs4\al\co1(\f(T,4)))2　⑥，要使带电粒子能够从M、N两板之间穿出，需满足 2y≤eq \f(d,2)　⑦，联立①～⑦式解得n≥4.5，所以T＝eq \f(4×10－4,2n＋1) s(n＝5,6,7，…)． (3)要使总偏移量最大，则n应取值最小，故n＝5，由此解得，最大偏移量y′＝2y≈0.04 m. 答案：(1)1×103 m/s　(2)eq \f(4×10－4,2n＋1) s(n＝5,6,7，…)　(3)0.04 m 1．(多选)(2024·四川德阳市联考)如图所示，电荷量分别为q和－q(q>0)的点电荷固定在正四面体的两顶点上，a、b是正四面体的另外两个顶点．则(　　) A．a点和b点的电势相等 B．a点和b点的电势不相等 C．a点和b点的电场强度等大但方向不同 D．a点和b点的电场强度等大且方向相同解析：AD　[如图所示，O为两点电荷连线的中点，则平面Oab为等量异种点电荷连线的中垂面，根据等量异种点电荷电势分布特点可知，中垂面为一等势面，则a点和b点的电势相等，故A正确，B错误；由图可知，a点到等量异种点电荷连线的中点O的距离等于b点到等量异种点电荷连线的中点O的距离，根据等量异种点电荷电场强度分布特点可知，a点和b点的电场强度大小相等，a点和b点的电场强度方向均与 q、－q连线平行，方向由q指向－q，即a点和b点的电场强度等大且方向相同，故C错误，D正确．] 2．(2024·安徽合肥市一模)如图所示，一绝缘细直杆AC固定在方向水平向左的匀强电场中，直杆与电场线夹角为45°，杆长为l＝eq \f(3\r(2),2) m．一套在直杆上的带电小环，由杆A端以某一速度匀速下滑，小环离开杆后恰好通过杆C端正下方P点，C、P两点相距h.已知环的质量m＝0.5 kg，环与杆间的动摩擦因数μ＝eq \f(1,3)，h＝1.2 m，重力加速度g取10 m/s2.求： (1)小环从杆A端运动到P点的时间； (2)小环运动到杆A端正下方时的动能Ek. 解析：(1)小环从A到C的过程中匀速下滑，设小环所受静电力为F，因小环能到P点，故F方向向右，对小环受力分析可得 mgsin 45°＝Fcos 45°＋Ff， FN＝mgcos 45°＋Fsin 45°，又因为Ff＝μFN，解得F＝2.5 N，小环从C到P的过程中，在水平方向有 ax＝eq \f(F,m)， 0＝vcos 45°·t1－eq \f(1,2)axteq \o\al(2,1)，竖直方向有h＝vsin 45°·t1＋eq \f(1,2)gteq \o\al(2,1)，解得t1＝0.4 s，v＝eq \r(2) m/s，ax＝5 m/s2，则小环从A运动到P点的时间为 t＝eq \f(l,v)＋t1＝1.9 s； (2)小环从C到A正下方的过程中，在水平方向有 vx＝vcos 45°－axt2，－lcos 45°＝vcos 45°·t2－eq \f(1,2)axteq \o\al(2,2)，竖直方向有vy＝vsin 45°＋gt2，解得vx＝－4 m/s，vy＝11 m/s，则小环运动到杆A端正下方时的动能为 Ek＝eq \f(1,2)m(veq \o\al(2,x)＋veq \o\al(2,y))＝34.25 J. 答案：(1)1.9 s　(2)34.25 J $$

资源预览图

第1部分专题3 第8讲电场（PPT课件）-【创新教程】2025年高考物理大二轮专题增分方案

所属专辑

教辅

（配套课件）【创新教程】2025年高考物理大二轮专题增分方案

高三物理第三方合辑 40 份文档

427人已阅读

第1部分 专题3 第8讲 电场（PPT课件）-【创新教程】2025年高考物理大二轮专题增分方案

内容正文：

资源预览图

第1部分专题3 第8讲电场（PPT课件）-【创新教程】2025年高考物理大二轮专题增分方案