第9章　微点突破12　带电粒子在圆形电场中的运动规律 课件-2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦静电场核心考点，重点突破带电粒子在圆形区域匀强电场中的运动规律，对接高考评价体系中对能量观念、相互作用观念的考查要求。通过梳理近五年高考真题，明确“动能变化分析”“电场方向判断”等高频考点权重，归纳出多选、计算等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“规律总结+真题解析+素养提升”的复习策略，如以“带电粒子从圆周同点射入求最大动能增量”为例，运用动能定理结合几何关系，培养学生科学思维中的模型建构与科学推理能力。设置跟踪训练强化“类平抛运动分析”“电势高低判断”等应试技巧，帮助学生高效掌握得分要点，教师可依托课件精准开展专题复习，提升备考效率。

第九章 静电场 微点突破12　带电粒子在圆形电场中的运动规律 规律一　同种带电粒子以相同动能从同一点沿不同方向射入(或以不同动能沿同一方向射入) 在圆形区域内有平行纸面的匀强电场，同种带电粒子从圆周上同一点(图中A点)，以相同初动能沿不同方向射入电场，经电场后从圆周上某点(P点)射出的动能最大，则电场方向平行于过该点(P点)的直径，射出点为沿电场方向最远的点(正、负粒子分别对应为电势最低、最高点)。 高考一轮总复习 • 物理 第九章　静电场 (多选)如图，在一柱形区域内有匀强电场，该区域的横截面是以О为圆心、半径为R的圆，AB为圆的直径。质量为m、电荷量为e的电子在纸面内从A点先后以不同大小的速度进入电场，速度方向与电场强度方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的电子，从圆周上的C点以速率v0离开电场，AC与AB的夹角为θ＝60°，运动过程中电子仅受电场力作用。下列说法正确的是(　　) 高考一轮总复习 • 物理 第九章　静电场 [答案]　BC 高考一轮总复习 • 物理 第九章　静电场 高考一轮总复习 • 物理 第九章　静电场 高考一轮总复习 • 物理 第九章　静电场 (多选)如图所示，一匀强电场的电场线与圆O所在平面平行，AB为圆的一条直径，C为圆周上点，圆的半径为R，∠AOC＝30°，在A点有一粒子源，能向圆O所在平面内各个方向以动能Ek发射同种带电粒子(不计重力)，粒子质量为m，电荷量为q，由观察可知经过B、C的粒子动能分别为7Ek和4Ek，则(　　) 高考一轮总复习 • 物理 第九章　静电场 [答案]　BC 高考一轮总复习 • 物理 第九章　静电场 高考一轮总复习 • 物理 第九章　静电场 跟 踪 训 练 高考一轮总复习 • 物理 第九章　静电场 [答案]　D [解析]　由于圆周上各点中M点电势最低，则电场方向应与M点所在切线垂直，则电场方向沿OM方向，故A错误；等势面应与电场线垂直，且沿电场线方向电势逐渐降低，则D点电势高于B点，故B错误；小球带正电，电势越高，电势能越大，圆周上电势能最大的位置位于AD中点，故C错误；小球受重力和电场力，所受合力沿OC方向，圆周各点，小球到达C处合力做功最多，动能最大，故D正确。故选D。 高考一轮总复习 • 物理 第九章　静电场 规律二　同种带电粒子以不同动能从不同点射入 在圆形区域内有平行纸面的匀强电场(如图所示)，同种带电粒子从圆周上不同点(图中A、B、C等)，垂直电场方向射入电场，若使粒子经过圆形电场区域，均获得最大动能增量，则带电粒子应从过圆心的电场线与圆的交点(P)射出，射出点(P)为沿电场方向最远的点(正、负粒子分别对应为电势最低、最高点)。 高考一轮总复习 • 物理 第九章　静电场 如图所示，垂直x轴放置一长度为2R的电子源MN，可释放质量为m、电荷量为q、初速度为0的电子，忽略电子之间的相互作用。MN右侧的三角形区域Ⅰ内存在水平向左的匀强电场。半径为R的圆形区域Ⅱ内存在竖直向上的匀强电场，坐标轴y过圆形区域的圆心，坐标轴x与该圆形区域相切。两个区域内的电场强度大小均为E。 高考一轮总复习 • 物理 第九章　静电场 (1)设区域Ⅰ的顶角为θ，若有一个电子经过Ⅰ、Ⅱ电场后刚好从O点射出，速度方向与x轴正向成45°角，求该电子在MN上的出发点的纵坐标y； (2)若要使MN上释放的所有能够进入区域Ⅱ的电子均能在该区域中能获得最大动能增量，求区域Ⅰ顶角θ的正切值。 高考一轮总复习 • 物理 第九章　静电场 高考一轮总复习 • 物理 第九章　静电场 (2)若进入区域Ⅱ的电子均能获得最大动能增量，则电子均应从电势最高的O点飞离区域Ⅱ，如图所示。 高考一轮总复习 • 物理 第九章　静电场 高考一轮总复习 • 物理 第九章　静电场 谢谢观看 A．电场强度的方向沿AC连线由A指向C B．电场强度的大小为E＝ C．电子进入电场的速率为v1＝v0时，将从B点离开电场 D．电子进入电场的速率为v2＝v0时，离开电场后的动能增量最大 [解析]　电子初速度为零，从C点离开电场，故电场强度方向与AC平行，由C指向A，故A错误；由几何关系和电场强度的定义可知AC＝R，F＝eE，由动能定理有F·AC＝mv，得E＝，故B正确；如图，电子从A点运动到B点做类平抛运动，由几何关系可知AC⊥BC，由牛顿第二定律和运动学公式有BC＝2Rsin 60°＝v1t1，AC＝2Rcos 60°＝at，a＝，结合E＝，解得 v1＝v0，故C正确；作与BC平行的直线与圆相切于D点，与AC的延长线交于P点，则从圆周上的D点离开的电子电场力做功最多，动能增量最大。电子从A点运动到D点做类平抛运动，在AC方向做加速度为a的匀加速直线运动，运动的距离等于AP；在垂直于AC的方向做匀速直线运动，运动的距离等于DP。由几何关系可知∠PAD＝30°，由牛顿第二定律和运动学公式有DP＝R＝v2t2，AP＝R＝at，a＝，解得v2＝v0，故D错误。故选BC。 A．匀强电场的方向与OC平行 B．匀强电场的电场强度为 C．粒子经过圆周上各点时动能的最大值为10Ek D．带电粒子能够经过圆周上任意一点 [解析]　根据出射带电粒子的初动能为Ek，经过B、C点的动能分别为7Ek和4Ek，可知带电粒子增加的动能分别为6Ek和3Ek，即二者之比为2∶1，根据几何关系以及相似三角形关系可知匀强电场的方向应该与OC垂直，故A错误；结合题干中的条件，圆的半径为R，∠AOC＝30°，结合qU＝W，可知电场强度E＝＝，代入数值，可得E＝＝，故B正确；由匀强电场的方向垂直与OC可知，电场力做功最大的位置 应该过O点垂直于OC的直线与圆相交的点，根据几何关系可知动能的最大值为10Ek，故C正确；因为3Ek对应的在电场线上的距离为R，若带电粒子克服电场力做功，则电势能增加，若带电粒子的初动能Ek完全转化为电势能，则在电场线方向上移动R，已知圆心O到过A点的等势面的距离为R，则有R＋R<R，即带电粒子不能达到圆周上任意一点，故D错误。故选BC。 1．如图所示，真空中平行于纸面的匀强电场中有一圆形区域，电场强度的大小为E＝，质量为m，电荷量为q(q>0)的小球从圆周上的A点以相同的速率向各个方向发射，这些小球能到达圆周上的所有位置，AC、BD是圆的两条相互垂直的直径，已知BC中点M处是圆周上电势最低的点，下列有关说法中正确的是(　　) A．电场沿OC方向 B．圆周上的B点和D点电势相等 C．小球到达M点电势能最大 D．小球到达C点动能最大 [答案]　(1)　(2) [解析]　(1)电子在区域Ⅰ、Ⅱ中，由牛顿第二定律得qE＝ma 在区域Ⅰ中：电子做匀加速直线运动，设水平位移为x，由运动学规律得v＝2ax 由几何关系知x＝(2R－y)tan θ 在区域Ⅱ中：电子做类平抛运动，竖直方向由运动学规律得v＝2ay 由题知vy＝vx，则有y＝x 可得y＝ 在区域Ⅰ中：设出发点纵坐标为y2的电子，加速距离为x1，由动能定理得qEx1＝mv 由几何关系知x1＝(2R－y2)tan θ 在区域Ⅱ中：由运动学规律得x2＝v2t，y2＝at2 由几何关系知x＋(y2－R)2＝R2 解得tan θ＝。 $