高考物理复习-带电体在电场中的运动（提高）.doc

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1、物理总复习：带电体在电场中的运动编稿：李传安审稿：张金虎【考纲要求】1、知道带电体在电场中的运动特点；2、会综合力学知识分析带电体在电场中的运动问题；3、会用能量的观点处理带电体在电场中的运动问题。【考点梳理】考点、带电体在电场中的运动要点诠释：1、在复合场中的研究方法（1）牛顿运动的定律+运动学公式（2）能量方法：能量守恒定律和功能关系动量方法：动量守恒定律和动量定理2、电场中的功能关系：　（1）只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变。　（2）只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变

2、。　（3）除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。　（4）电场力做功的计算方法　　①由公式计算，此公式只在匀强电场中使用，即。　　②用公式计算，此公式适用于任何形式的静电场。　　③静电场中的动能定理：外力做的总功（包括电场力做的功）等于动能的变化。由动能定理计算电场力做的功。【典型例题】类型一、带电物体在静电场和重力场的复合场中运动时的能量守恒（1）带电物体只受重力和静电场力作用时，电势能、重力势能以及动能相互转化，总能量守恒，即恒定值（2）带电物体除受重力和静电场力作用外，如果还受到其它力的

3、作用时，电势能、重力势能以及动能之和发生变化，此变化量等于其它力的功，这类问题通常用动能定理来解决。例1、如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，且相邻两等势面的电势差相等，一个正电荷在等势面U3上时具有动能，它运动到等势面U1时，速度为零，令U2=0，那么该点电荷的电势能为时，其动能大小是多少？（设整个运动过程中只有电场力做功）　【思路点拨】（1）确定每两个等势面之间的电势能的差值，（2）根据零势面，确定电势能零点，这是同一个等势面；（3）根据有一个已知量的等势面（零势面）确定总能量，（4）所求任意点的某能

4、量就等于总能量减去这点的一个已知能量。【答案】【解析】在静电场中运动的电荷，它的机械能和电势能之和保持不变，即能量守恒，由此出发分析问题时比较方便。由于每两个等势面之间的电势差相等，则电势能的差值也相等，又因为“一个正电荷在等势面U3上时具有动能，它运动到等势面U1时，速度为零”，说明每两个等势面之间的电势能的差值为，（也可以根据电场力做功来理解），令U2=0，即设等势面U2的电势能为零，则等势面U1的电势能为，等势面U3的电势能为，总的能量为，则任意点M的动能大小为。【总结升华】本题各等势面的能量关系：等

5、势面U1的动能为0，电势能为，总能量为。等势面U2的动能为，电势能为0，总能量为。等势面U3的动能为，电势能为，总能量为。以上关系充分体现了能量守恒，要体会能量守恒的涵义。解决静电场中能量守恒问题的思路和基本方法：（不是唯一的只是推荐）（1）确定每两个等势面之间的电势能的差值，如本题利用等势面U3的已知动能和等势面U1的动能为零来确定；（2）根据零势面，确定电势能零点，这是同一个等势面；（3）根据有一个已知量的等势面确定总能量，本题利用等势面U3，两个能量值相加（代数和，注意正负）；（4）所求任意点的某能量

6、就等于总能量减去这点的一个已知能量。举一反三【变式】图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在静电力作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV．当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8eV时，它的动能应为（）A.8eVB.13eVC.20eVD.34eV【答案】C【解析】相邻等势面的电势差相等，电荷在穿过相邻的等势面间时电场力做功相等，动能减少了21eV，电势能增加了21eV，即每个等势面间的电势能相差7eV。等势面3

7、的电势为0，点势能为零，动能为12eV，即总能量等于12eV。当电势能变为－8eV时，根据能量的转化和守恒定律，其动能为，故选C。这一点在什么地方呢？（在等势面2的左边一点）。例2、一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下，若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为（）A、动能减小B、电势能增加C、重力势能和电势能之和减小D、动能和电势能之和增加【思路点拨】重力势能、电势能、动能三者之和保持不变，分析出它们的变化情况，再根据题中选项进行分析确定。【答案】C【解

8、析】由轨迹图可知，合力指向轨迹凹的一侧，即竖直向上，带电油滴所受重力小于电场力，故从a到b的运动过程中合外力做正功，动能增加，A错误；从a到b的运动过程电场力做正功，电势能减小，B错误；根据功能关系可知，在从a到b的运动过程中只有重力、电场力做功，因此重力势能、电势能、动能三者之和保持不变，因该过程中动能增加，因此重力势能和电势能之和减小，C正确；从a到b的运动过程中重力做负功，重力势能增加，因此动能和电势能之和