微专题7 带电粒子在电场中的运动 导学案《高考物理二轮专题复习》

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微专题 7 带电粒子在电场中的运动导学案
考点一 电场强度叠加问题
1
.
叠加原理:多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场强度的矢量和。
2
.
运算法则:平行四边形定则。
3
.
计算叠加电场强度常用的方法:
(1)电场叠加合成法:多个电场在空间某点产生的合电场强度等于每个电场单独存在时在该点产生
的电场强度的矢量和。
(2)平衡条件法:带电体在电场中受力平衡,根据平衡条件求解。
(3)对称法:对称法实际上就是根据某些物理现象、物理规律、物理过程或几何图形的对称性进行
解题的方法。利用对称法分析解决具有对称性电场的叠加电场强度问题,可以避免复杂的数学演
算和推导,直接抓住问题的实质,有出奇制胜之效。
(4)微元法:微元法是将研究对象分割成若干微小的单元,或从研究对象上选取某“微元”加以分
析,从而使变量、难以确定的量变为常量、容易确定的量。在求解电场强度叠加问题时,若能灵活
运用微元法,可使问题简化。
(5)等效法:等效法的实质是在效果相同的情况下,利用物理问题中某些相似或相同效果进行知识
迁移的一种方法。利用等效法解决叠加电场强度问题可以将较复杂的电场问题转化为简单易行的
问题。
(6)补偿法:当需要求解一个不规则带电体所产生的电场时,因为没有现成的公式可以直接套用,所
以就需要变换思维角度,采用补偿法,使问题变得易于求解。
探究 1.(2020 年南京、盐城二模)如图,在真空中的绝缘光滑水平面上,边长为
L
的正三角形的三
个顶点上分别固定放置电荷量为
+Q
、
+Q
、
-Q
的点电荷,以图中顶点为圆心、0
.
5
L
为半径的圆与正
三角形的腰及底边中线的交点分别
A
、
B
、
C
、
D
。下列说法正确的是( B )。
A.
A
点的电场强度等于
C
点的电场强度
B.
B
点的电势等于
D
点的电势
C.由
A
点静止释放一正点电荷
+q
,其轨迹可能是直线也可能是曲线
D.将正点电荷
+q
沿圆弧逆时针从
B
经
C
移到
D
,电荷的电势能始终不变
考点二 电场的能的性质的理解
反思总结：
1
1
.
电势高低的判断
判断角度 判断方法
依据电场线方向沿电场线方向电势逐渐降低
依据电场力做功 根据
UAB=
WAB
q
,将
WAB
、
q
的正负号代入,由
UAB
的正负判断
φA
、
φB
的高低
依据场源电荷的正负
取无穷远处电势为零,正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠
近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低
依据电势能的大小
正电荷电势能越大,所在位置电势越高;负电荷电势能越大,所在位置电势
越低
2
.
电势能大小的判断
判断角度 判断方法
做功判断法 电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增大
电荷电势法 正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大
公式法
由
E
p
=qφ
,将
q
、
φ
的大小、正负号一起代入公式,
E
p的正值越大,电势能越大;
E
p为
负值时绝对值越小,电势能越大
能量守恒法
在电场中,若只有电场力做功,则电荷的动能和电势能相互转化,动能增大,电势能
减小;反之,动能减小,电势能增大
探究 2.(2020 年全国卷
Ⅲ
,T21)(多选)如图,∠M 是锐角三角形 PMN 最大的内角,电荷量为 q(q>0)的
点电荷固定在 P点。下列说法正确的是( BC )。
A.沿 MN 边,从 M点到 N点,电场强度的大小逐渐增大
B.沿 MN 边,从 M点到 N点,电势先增大后减小
C.正电荷在 M点的电势能比其在 N点的电势能大
D.将正电荷从 M点移动到N点,电场力所做的总功为负
考点三 电容器的问题
反思总结：
2
1
.
两类典型的动态变化分析
(1)第一类动态变化:两极板间电压
U
恒定不变。
(2)第二类动态变化:电容器所带电荷量
Q
恒定不变。
2
.
平行板电容器动态问题的分析思路
探究 3.(2020 年江苏调研)(多选)传感器是智能社会的基础元件。电容式位移传感器的示意图如
图所示,观测电容 C 的变化即可知道物体位移x的变化,
ΔC
Δ x
表示该传感器的灵敏度。电容器极板
和电介质板长度均为 L,测量范围为-
L
2
≤x≤
L
2
。下列说法正确的是( AC )。
A.电容器的电容变大,物体向 x 轴负方向运动
B.电容器的电容变大,物体向 x 轴正方向运动
C.电介质的介电常数越大,传感器灵敏度越高
D.电容器的板间电压越大,传感器灵敏度越高
3
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