17 热点十七 带电粒子(或带电体)在电场中的运动(课件PPT)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理

该高中物理高考复习课件聚焦“带电粒子（或带电体）在电场中的运动”专题，依据高考评价体系梳理了等势面与电场强度关系、电场力做功与电势能变化、类平抛运动等核心考点，通过近五年多省市真题分析，明确了“等势面疏密与场强大小”“动能定理应用”等高频考点分布，归纳了曲线运动轨迹分析、功能关系判断等常考题型。 课件亮点在于“真题精讲+素养渗透+技巧提炼”，如以2024甘肃卷带电粒子运动轨迹题为例，通过“轨迹凹侧定合力方向”“等差等势面疏密比场强”等科学推理方法，培养学生模型建构和科学论证素养。特设“易错点警示”（如混淆等势面疏密与电势降落快慢）和“解题模板”（功能关系分析步骤），助力学生高效突破考点，教师可依托真题数据把握命题趋势，实现针对性复习。

热点十七　带电粒子(或带电体)在电场中的运动 1 D 1．(2025·北京卷，T8)某小山坡的等高线如图，M表示山顶，A、B是同一等高线上两点，MA、MB分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下，不考虑阻力，则(　　) A．小球沿MA运动的加速度比沿MB的大 B．小球分别运动到A、B点时速度大小不同 C．若把等高线看成某静电场的等势线，则A点电场强度比B点大 D．若把等高线看成某静电场的等势线，则右侧电势比左侧降落得快 4 5 6 7 8 1 9 10 12 13 14 11 2 3 五年高考经典练 解析：等高线越密集，坡面越陡，根据牛顿第二定律可得a＝g sin θ(θ为坡面与水平面的夹角)，MB对应的等高线更密集，坡面更陡，小球沿着MB运动时的加速度比沿着MA运动时的加速度大，A错误； A、B在同一等高线上，小球下落高度相同，根据机械能守恒定律，可知小球分别运动到A、B点时速度大小相同，B错误； 等势线越密集，电场强度越大，B点等势线更密集，A点电场强度比B点小，C错误； 等势线越密集，电势降落越快，右侧等势线更密集，右侧电势比左侧降落得快，D正确。 4 5 6 7 8 1 9 10 12 13 14 11 2 3 五年高考经典练 BCD 2．(多选)(2024·甘肃卷，T9)某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，M、N分别是运动轨迹与等势面b、a的交点，下列说法正确的是(　　) A．粒子带负电荷 B．M点的电场强度比N点的小 C．粒子在运动轨迹上存在动能最小的点 D．粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 解析：根据沿电场线方向电势降低可知，带电体带正电，根据粒子的运动轨迹及粒子做曲线运动所受合外力指向轨迹凹侧可知，粒子带正电，A错误； 根据等差等势面越密集，电场强度越大可知，M点的电场强度小于N点的电场强度，B正确； 粒子在运动过程中，电场力先做负功后做正功，粒子动能先减小后增大，粒子在电势最高处动能最小，C正确； 根据Ep＝qφ可知，带正电的粒子在电势高的地方电势能大，因此粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 D 3．(2024·黑吉辽卷，T6)在水平方向的匀强电场中，一带电小球仅在重力和电场力作用下于竖直面(纸面)内运动。如图，若小球的初速度方向沿虚线，则其运动轨迹为直线，若小球的初速度方向垂直于虚线，则其从O点出发运动到O点等高处的过程中(　　) A．动能减小，电势能增大 B．动能增大，电势能增大 C．动能减小，电势能减小 D．动能增大，电势能减小 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 解析：根据题意，若小球的初速度方向沿虚线，则其运动轨迹为直线，可知电场力和重力的合力沿着虚线方向，又电场强度方向为水平方向，根据力的合成可知电场力方向水平向右，若小球的初速度方向垂直于虚线，则其从O点出发运动到O点等高处的过程中重力对小球做功为零，电场力的方向与小球的位移方向相同，则电场力对小球做正功，小球的动能增大，电势能减小。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 D D．电子b全程克服电场力做的功小于2eU 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 根据电场线的疏密程度可判断P点场强小于C点场强，B错误； 电子b由P到Q过程，仅电场力对电子做负功，电子电势能增大，动能减小，C错误； 由题意知，|CQ|＝2|BP|，且离圆心O越远，场强越小，由U＝Ed，可得CQ之间的电势差小于2U，电子从A经P到Q全程克服电场力做的功小于2eU，D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 D 5．(2025·重庆卷，T5)某兴趣小组用人工智能模拟带电粒子在电场中的运动，如图所示的矩形区域OMPQ内分布有平行于OQ的匀强电场，N为QP的中点。模拟动画显示，带电粒子a、b分别从Q点和O点垂直于OQ同时进入电场，沿图中所示轨迹同时到达M、N点，K为轨迹交点。忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用，则可推断a、b(　　) A．具有不同比荷 B．电势能均随时间逐渐增大 C．到达M、N的速度大小相等 D．到达K所用时间之比为1∶2 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 带电粒子运动过程中，电场力均做正功，电势能均随时间逐渐减小，故B错误； 沿电场方向，由公式vy＝at可知，到达M、N的竖直分速度大小相等，由于初速度之比为2∶1，则到达M、N的速度大小不相等，故C错误； 带电粒子a、b到达K的水平位移相等，由于带电粒子a、b初速度之比为2∶1，则所用时间之比为1∶2，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 CD 6．(多选)(2021·天津卷，T8)两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示，相邻等势面间的电势差相等。虚线MPN是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是(　　) A．两点电荷可能是异种点电荷 B．A点的电场强度比B点的大 C．A点的电势高于B点的电势 D．电子运动到P点时动能最小 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 解析：根据电荷间等势面的分布情况可知两点电荷是同种电荷，又根据电子在该电场中的运动轨迹可判断电子一直受到排斥的力，故可知两点电荷均为负电荷，故A错误； 根据等势面的疏密程度可以判断A点的电场强度比B点的小，故B错误； 因为两点电荷都是负电荷，电场线指向负电荷，故可知A点的电势高于B点的电势，故C正确； 根据电子的运动轨迹和电场线的方向可知由M到P电场力做负功，由P到N电场力做正功；由M到P动能减小，由P到N动能增加，故电子运动到P点时动能最小，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 C 7．(2023·北京卷，T8)如图所示，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，EO＝OF。一带负电的点电荷在E点由静止释放后(　　) A．做匀加速直线运动 B．在O点所受静电力最大 C．由E到O的时间等于由O到F的时间 D．由E到F的过程中电势能先增大后减小 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 解析：由两个等量正点电荷形成的电场可知，带负电的点电荷在E点由静止释放，将以O点为平衡位置做简谐运动，在O点所受电场力为零，故A、B错误； 根据简谐运动的对称性可知，点电荷由E到O的时间等于由O到F的时间，故C正确； 点电荷由E到F的过程中电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，故D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 BC 8．(多选)(2023·全国乙卷，T19)在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方。从P点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点，OP>OM，OM＝ON，则小球(　　) A．在运动过程中，电势能先增加后减少 B．在P点的电势能大于在N点的电势能 C．在M点的机械能等于在N点的机械能 D．从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 解析：画出O点处点电荷过M、N两点的等势面，如图所示，由图可知带负电的小球在运动过程中电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，A错误； 沿电场线方向电势降低，则φN>φP，根据电势能计算式Ep＝qφ，结合小球带负电可知EpN<EpP，B正确； 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 小球在运动过程中动能、重力势能、电势能的总和保持不变，并相互转化，M、N两点在点电荷的等势面上，因此小球在M、N两点上的电势能相等，又机械能为动能与重力势能之和，则小球在M、N两点上的机械能相等，C正确； 结合图可知小球从M点运动到N点的过程中电场力先做正功后做负功，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 C 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 A 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 D 11．(2023·天津卷，T8)如图，一个固定正电荷产生的电场中，同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发，分别抵达M点、N点，且q在M、N点时速度大小也一样，则下列说法正确的有(　　) A．P点电势大于M B．M点电势大于N C．q从P到M一直做减速运动 D．M、N两点处电场强度大小相同 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 解析：由题知，M、N两点的电势相同，但由于正电荷q有初速度，则无法判断P点电势和M点电势的大小关系，且也无法判断q从P到M的运动情况，故A、B、C错误； 根据以上分析可知，M、N两点在同一等势面上，且该电场是固定正电荷产生的电场，则说明M、N到固定正电荷的距离相等，则M、N两点处电场强度大小相同，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 AD 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 C 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 解析：粒子的电性未知，粒子从M极板到N极板，电场力做正功，但不能判断极板电势的高低，A错误； 电场力做正功时，粒子电势能减小，B错误； 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 BD 14．(多选)(2022·全国甲卷，T21)地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球自电场中Р点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在Р点。则射出后，(　　) A．小球的动能最小时，其电势能最大 B．小球的动能等于初始动能时，其电势能最大 C．小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大 D．从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 解析：由题意可知，小球所受电场力与重力的合力指向右下，与水平方向成45°角，小球向左射出后做匀变速曲线运动，当其水平速度与竖直速度大小相等时，即速度方向与小球所受合力方向垂直时，小球克服合力做的功最大，此时动能最小，而此时小球仍具有水平向左的分速度，电场力仍对其做负功，其电势能继续增大，A、C错误； 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 小球在电场力方向上的加速度大小ax ＝g，竖直方向加速度大小ay＝g，当小球水平速度减为零时，克服电场力做的功最大，小球的电势能最大，由匀变速运动规律有v0＝ gt，此时小球竖直方向的速度vy＝gt＝v0，所以此时小球动能等于初动能，由能量守恒定律可知，小球重力势能减少量等于小球电势能的增加量，又由功能关系知重力做的功等于小球重力势能的减少量，故B、D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 11 2 3 1 五年高考经典练 $