电场及带电粒子在电场中的运动复习 PPT.ppt

专题四电场和磁场
第7讲电场及带电粒子在电场中的运动1.电场的力的性质：
（1）电场强度的定义式E=___，适用于_________。
（2）真空中点电荷的场强公式：E=____，式中：
①Q为_________的电量；
②r为_____________________。
（3）场强与电势差的关系式：E=____，适用于_________的计
算，式中d为___________________。2.电场的能的性质：
（1）电势的定义式：φ=____，与_________的选取有关。
（2）电势差的定义式：UAB=_____，适用于_________。
（3）电势差与电势的关系式：UAB=_______，与零电势能点
的选取_____。
（4）电场力做功与电势能变化的关系式：WAB=_____。1.（2013·新课标全国卷Ⅱ）如图，在光滑
绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别
位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、
b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系
统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为（）【解析】选B。带电小球a、b在c球位置处的场强大小均为Ea=
方向如图所示，根据平行四边形定则，其合电场强度大小
为Eab=该电场应与外加的匀强电场E等大反向，即
选项B正确。2.（2012·福建高考）如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是（）
A.A点电势大于B点电势
B.A、B两点的电场强度相等
C.q1的电荷量小于q2的电荷量
D.q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能【解析】选C。由于将q1、q2移到无穷远的过程外力克服电场力做的功相等，则q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能，D错。由于电场力做负功，则电场线由外指向内，B点电势大于A点电势，A错。A点所处电场线密，场强大，A、B两点电场强度方向也不同，B错。据W=qU及A点到无穷远电势差大于B点到无穷远电势差，因此q1的电荷量小于q2的电荷量，C对。3.（2013·新课标全国卷Ⅱ）如图，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行。a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行。一电荷为q（q>0）的质点沿轨道内侧运动，经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb。不计重力，求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能。大家学习辛苦了，还是要坚持【解析】设电荷质量为m，经过a点和b点时速度大小为va和vb，由牛顿第二定律有
Na+qE=①
Nb－qE=②
经过a点和b点时动能分别为Eka和Ekb，
Eka=mva2③
Ekb=mvb2④
从a点到b点的过程用动能定理有
Ekb-Eka=2rqE⑤联立①②③④⑤得
E=(Nb－Na)
Eka=(Nb+5Na)
Ekb=(5Nb+Na)
答案：热点考向1电场性质的理解与应用
【典例1】（2013·济南一模）一个正点电荷Q静止在正方形的
一个角上，另一个带电质点射入该区域时，只在电场力作用下
恰好能经过正方形的另外三个角a、b、c，如图所示，则有
（）A.a、b、c三点电势高低及场强大小的关系是φa=φc=φb，Ea=Ec=2Eb
B.质点由a到b电势能增加，由b到c电场力做正功，在b点动能最小
C.质点在a、b、c三处的加速度大小之比是1∶2∶1
D.若改变带电质点在a处的速度大小和方向，有可能使其经过a、b、c三点做匀速圆周运动【解题探究】
（1）画出正点电荷电场线及等势面，并说明其特点。
提示：

①电场线特点：以正点电荷为中心，沿半径向外发散直线。
②等势面特点：以正点电荷为球心的一簇球面。（2）本题判断电势高低依据为_________________________。
（3）分析加速度大小之比的思路是什么？
提示：加速度大小之比等于合外力之比，该题中的合外力等于电场力，而电场力之比又等于场强之比。【解析】选B。离正点电荷Q越近,电势越高，等距离的电势相
同，所以a、b、c三点电势关系为φa=φc>φb，根据点电荷场
强计算公式，因b到Q的距离是c到Q距离的倍，所以
a、b、c三点场强大小的关系是Ea=Ec=2Eb,故选项A错误；由电
场力与速度的夹角可知，质点由a到b电场力做负功，电势能增
加；由b到c电场力做正功，电势能减小、动能增加，所以选项
B正确；因a、b、c三点场强大小的关系是Ea=Ec=2Eb，所以只有
当质点在水平面内只受电场力时才有加速度大小之比是
2∶1∶2，所以选项C错误；若改变带电质点在a处的速度大小
和方向，因电场力做功使质点的速度大小变化，所以质