专题三 带电粒子的直线运动 专题讲评课件 -2025-2026学年高二上学期物理教科版必修第三册

该高中物理课件聚焦“带电粒子的直线运动”专题，涵盖匀强电场中粒子的运动、能量转化、电势能与动能关系等核心知识点，通过具体问题情境导入，衔接电场力、牛顿定律等前序内容，搭建从基础到综合应用的学习支架。 其特色是以多样化例题（如交变电场运动、弹性碰撞问题）为载体，融合物理观念（运动与相互作用、能量）与科学思维（模型建构、科学推理），如P191题结合斜面、半圆轨道与电场综合分析，助力教师系统教学，提升学生解决复杂问题的能力。

专 题 三 带电粒子的直线运动 P63．空间中有一匀强电场，大小为，方向与水平方向成30°角，现有一光滑绝缘大圆环固定在竖直平面内，O点为环心，将质量为m、带电荷量为+q的小圆环套在大圆环的M点并同时给小圆环一个向右的水平初速度，小圆环恰好能够沿大圆环做完整的圆周运动，重力加速度为g，则小圆环(　　) A．从M点到Q点动能减小 B．在M点和N点的电势能相等 C．从M点到Q点电场力做负功 D．动能最大处的电势低于动能最小处的电势 √ P189．如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球系在一根长为d的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度E = ，下列说法正确的是(　　) A．若小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B．若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的机械能最大 √ C．若将细线剪断，再将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，小球将不能到达B点 D．若将小球在A点由静止开始释放，则小球沿AC圆弧到达C点的速度为 √ P62．如图(a)，水平放置、长为l的平行金属板右侧有一竖直挡板。金属板间的电场强度大小为E0，其方向随时间变化的规律如图(b)所示，其余区域的电场忽略不计。质量为m、电荷量为q的带电粒子任意时刻沿金属板中心线OO'射入电场，均能通过平行金属板，并打在竖直挡板上。已知粒子在电场中的运动时间与电场强度变化的周期T相同，不计粒子重力，则 (　　) t v A．金属板间距离的最小值为 B．金属板间距离的最小值为 C．粒子到达竖直挡板时的速率都大于 D．粒子到达竖直挡板时的速率都等于 √ √ P190．如图甲，一带电粒子沿平行板电容器中线MN以速度v平行于极板进入(记为t=0时刻)，同时在两板上加一按图乙变化的电压。已知粒子比荷为k，带电粒子只受静电力的作用且不与极板发生碰撞，经过一段时间，粒子以平行极板方向的速度射出。则下列说法中正确的是 (　　) A．粒子射出时间可能为t=4 s　　　　　 B．粒子射出的速度大小为2v C．极板长度满足L=3vn D．极板间最小距离为 √ P190．如图甲所示，长为8d、间距为d的平行金属板水平放置，O点为两板中点的一粒子源，能持续水平向右发射初速度为v0、电荷量为+q、质量为m的粒子。在两板间存在如图乙所示的交变电场，取竖直向下为正方向，不计粒子重力，以下判断正确的是 (　　) A．能从板间射出的粒子的动能均相同 B．粒子在电场中运动的最短时间为 C．t = 时刻进入的粒子，从O'点的下方射出 D．t = 时刻进入的粒子，从O'点的上方射出 √ P191．如图所示，倾角为θ=37°的斜面末端连接一段水平轨道后与竖直的光滑绝缘半圆轨道平滑连接，O为圆心，A、B为竖直直径的上、下两端点。现有一质量为m=0.3 kg、带电荷量为q=+1.0×10-5 C的小球(可视为质点)，以大小为v0=1.8 m/s的初速度从斜面上某点以垂直斜面方向向上抛出，小球恰好从半圆轨道的最高点A无碰撞飞入半圆轨道。已知整个空间存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为E=4×105 N/C，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°=0.6。下列说法正确的是 (　　) A．小球在A点的速度大小为2.25 m/s B．小球从抛出到A点做匀变速直线运动 C．小球第一次在半圆轨道上滑行过程中，可能会在某处脱离半圆轨道 D．小球第一次在半圆轨道上滑行过程中对轨道的最大压力大小为24 N 12．如图所示，质量为m、长度为L的“ ”型平板A(前端挡板厚度忽略)静止在光滑水平面上，其上表面光滑，左端刚好与一电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场左边界齐平。现将质量为m、电荷量为+q的物体B(可视为质点)轻放在A左端，并在电场力作用下开始运动。B与挡板的碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短，电荷始终没有发生转移，求要使B与挡板至少发生5次碰撞，匀强电场宽度d的范围 t v ① ② ③ ④ ⑤ 要使A、B间至少发生5次碰撞，需要满足d>dmin，即d>32L，不能取等号 dmin=x1+x2+x3+x4+x5=32L 10．如图所示，在匀强电场中一带正电粒子先后经过a、b两点。已知粒子的比荷为k，粒子经过a点时速率为3v，经过b点时速率为4v，粒子经过a、b两点时速度方向与ab连线的夹角分别为53°、37°，ab连线长度为L。sin 37°=0.6，若粒子只受电场力作用，则(　 )  A．电场强度的大小E = B．电场强度的方向垂直于初速度3v方向 √ C．a、b两点间的电势差为Uab = D．粒子在a、b两点的电势能之差为ΔEab = √ 10．如图所示，半径为5 cm的光滑绝缘圆轨道竖直固定放置，处在匀强电场中，轨道上A、B、C、D四个点连线刚好构成矩形，AB=8 cm，AD=6 cm，AD与竖直方向的夹角为37°，A、B、C三点的电势分别为17 V、1 V、10 V。将一电荷量为0.12 C、质量为4 kg的带正电小球(可视为质点)置于A点，给小球一个沿轨道切线向左的初速度。重力加速度大小取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，下列说法正确的是(　 ) A．D点的电势为26 V B．匀强电场的电场强度大小为200 V/m √ C．若小球能过C点，则在A点给小球的初速度大小至少为m/s D．若小球恰好能过C点，则小球从A点运动到C点过程中最大动能为5.25 J √ 4．空间存在着平行纸面的匀强电场，但电场的具体方向未知，现用仪器在纸面内沿互成60º角的OA、OB两个方向探测该静电场中各点电势，得到各点电势φ与O点距离的函数关系如图所示，则下列关于该场的电场强度E的大小、方向说法中正确的是（　　） A．E=400V/m，沿AO方向 B．E=400V/m，沿BO方向 C．E=400V/m，沿y轴负方向成30°斜向左下 D．E=400V/m，沿y轴正方向成30°斜向右上 √ 6．平面直角坐标系内存在一方向与坐标平面平行的匀强电场，O、A、B、C四点的坐标分别为O（0，0）、A（0，7cm）、B（4cm，4cm）、C（8cm，0），若UAB = UOC = 4.8V，求该匀强电场的电场强度？ 7．由n个电荷量均为Q的可视为质点的带电小球无间隙排列构成的半径为R的圆环固定在竖直平面内。一个质量为m的金属小球(视为质点)通过长为L=2R的绝缘细线悬挂在圆环的最高点。当金属小球电荷量也为Q(未知)时，发现金属小球在垂直圆环平面的对称轴上P点处于平衡状态，如图所示。轴线上的两点P、P'关于圆心O对称(P'未画出)，已知静电力常量为k，重力加速度为g。则下列说法中正确的是(　 )  A．O点的场强一定为零 B．由于P、P'两点关于O点对称，两点的场强大小相等，方向相反 C．金属带电小球的电荷量为 D．固定P处的小球，然后从圆环上取下一个小球(其余n－1个小球位置不变)置于P'处，则圆心O的场强大小为 √ $