第二章 靜電場的應用章末復習提升【知識體系】主題1　分析解決帶電體在電場中運動的三種視角【典例1】　如圖所示，水平地面上方分布著水平向右的勻強電場.一“L”形的絕緣硬質(zhì)管豎直固定在勻強電場中.管的水平部分長為l1＝0.2 m，離水平地面的距離為h＝5.0 m，豎直部分長為l2＝0.1 m.一帶正電的小球從管的上端口A由靜止釋放，小球與管間摩擦不計且小球通過管的彎曲部分（長度極短，可不計）時沒有能量損失，小球在電場中受到電場力大小為重力的一半（g取10 m/s2）.求：（1）小球運動到管口B時的速度大小；（2）小球落地點與管的下端口B的水平距離.1.如圖所示，平行金屬板A、B水平正對放置，分別帶等量異號電荷.一帶電微粒水平射入板間，在重力和電場力共同作用下運動，軌跡如圖中虛線所示，那么（　?。〢.若微粒帶正電荷，則A板一定帶正電荷B.微粒從M點運動到N點電勢能一定增加C.微粒從M點運動到N點動能一定增加D.微粒從M點運動到N點機械能一定增加解析：本題只能確定重力向下，合外力向下，無法確定電場力方向，也無法確定電場力做功的正負及電勢能的變化情況，故A、B錯誤.由合外力一定向下，可知M→N的過程中合外力做正功，動能增加，C正確.除重力以外其他力做功影響物體的機械能，本題除重力以外帶電微粒只受電場力，由于無法判斷電場力做功的正負，也無法判斷機械能是增加還是減少，D錯誤.答案：C主題2　帶電粒子在交變電場中的運動1.帶電粒子在交變電場中的直線運動.粒子進入電場時初速度為零，或初速度方向與電場方向平行，帶電粒子在交變電場力的作用下，做加速、減速交替的直線運動.該問題通常用動力學知識分析求解.重點分析各段時間內(nèi)的加速度、運動性質(zhì)、每段時間與交變電場的周期T間的關(guān)系等.常用v-t圖像來處理此類問題，通過畫出粒子的v-t圖像，可將粒子復雜的運動過程形象、直觀地反映出來，以降低思維活動的難度，便于求解.2.帶電粒子在交變電場中做曲線運動.帶電粒子以一定的初速度垂直于電場方向進入交變電場，粒子做曲線運動，該類問題的主要特征是：帶電粒子的初速度一般很大，粒子通過交變電場時所用時間極短，故可認為粒子在電場中運動時，所受電場力為恒力.則粒子在電場中做類平拋運動，其分析方法及相關(guān)結(jié)論與示波管的工作原理相同，即帶電粒子飛出電場時的偏轉(zhuǎn)位移y與偏轉(zhuǎn)電場的電壓U成正比（y∝U），同時帶電粒子打在屏上的位置偏離中心的位移Y也與偏轉(zhuǎn)電場的電壓U成正比（Y∝U）.【典例2】?。ǘ噙x）如圖甲所示，A、B是一對平行的金屬板，在兩板間加上一周期為T的交變電壓U，A板的電勢φA＝0，B板的電勢φB隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示.現(xiàn)有一電子從A板上的小孔進入兩板間的電場區(qū)內(nèi)，設電子的初速度和重力的影響可忽略.則（　?。╈o電場在整個高中物理中是十分重要的一章內(nèi)容，每年高考或以選擇、填空題的形式考查學生對基本概念、基本規(guī)律的理解，或以計算題的形式與力學知識緊密結(jié)合組成難度較大的綜合題.本章主要研究電容器及帶電粒子在電場中的運動問題，具有抽象性和綜合性的特點.值得注意的是，帶電粒子在電場中的運動問題，不僅可以考查多學科知識的綜合運用，而且容易與社會生活、生產(chǎn)實際和科學技術(shù)聯(lián)系，在高考中常以某些具體問題為背景命題.（多選）（2022·全國甲卷）地面上方某區(qū)域存在方向水平向右的勻強電場，將一帶正電荷的小球自電場中Р點水平向左射出.小球所受的重力和電場力的大小相等，重力勢能和電勢能的零點均取在Р點.則射出后（　　）A.小球的動能最小時，其電勢能最大B.小球的動能等于初始動能時，其電勢能最大C.小球速度的水平分量和豎直分量大小相等時，其動能最大D.從射出時刻到小球速度的水平分量為零時，重力做的功等于小球電勢能的增加量解析：小球只受重力和電場力，其重力勢能、電勢能與動能之和不變，當小球的動能最小時，其電勢能與重力勢能之和最大，故A錯誤；當小球沿水平方向的速度減為零時，小球的電勢能最大，由于小球所受的重力和電場力的大小相等，所以此時小球的速度方向向下，大小等于拋出時小球的速度大小，所以此時的動能等于初始動能，故B正確；合外力先對小球做負功，再做正功，合外力做正功的過程中，小球的動能一直增大，所以小球的速度和動能沒有最大值，故C錯誤；從射出時刻到小球速度的水平分量為零時，小球的動能等于初始動能，此過程中動能變化為零，則合外力做功為零，所以重力做的功等于小球電勢能的增加量，故D正確.故選BD.答案：BD如圖，兩水平面（虛線）之間的距離為H，其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強電場.自該區(qū)域上方的A點將質(zhì)量均為m、電荷量分別為q和－q（q>0）的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場的方向射出.小球在重力作用下進入電場區(qū)域，并從該區(qū)域的下邊界離開.已知N離開電場時的速度方向豎直向下；M在電場中做直線運動，剛離開電場時的動能為N剛離開電場時動能的1.5倍.不計空氣阻力，重力加速度大小為g.求：（1）M與N在電場中沿水平方向的位移之比；（2）A點距電場上邊界的高度；（3）該電場的電場強度大小.

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