2024屆一輪復(fù)習(xí)新人教版 小專(zhuān)題(十)　電場(chǎng)性質(zhì)的綜合應(yīng)用 課件（25張）

小專(zhuān)題(十)電場(chǎng)性質(zhì)的綜合應(yīng)用提升關(guān)鍵能力突破考點(diǎn)考點(diǎn)一電場(chǎng)中功能關(guān)系的綜合問(wèn)題電場(chǎng)中常見(jiàn)的功能關(guān)系(1)若只有靜電力做功,電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變。(2)若只有靜電力和重力做功,電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變。(3)除重力之外,其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化量。(4)所有外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化量。只有靜電力做功時(shí),系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒?提示:只有靜電力做功,電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變,但是電勢(shì)能不屬于機(jī)械能,所以系統(tǒng)機(jī)械能不守恒。[例1][只有靜電力作用下的功能關(guān)系](2022·河南南陽(yáng)模擬)如圖所示,A、B為兩等量異種點(diǎn)電荷,水平線OO′為AB連線的中垂線。現(xiàn)將另兩個(gè)等量異種試探電荷a、b用絕緣細(xì)桿連接后,從距A、B無(wú)窮遠(yuǎn)處沿中垂線平移到A、B的連線上,平移過(guò)程中兩試探電荷始終關(guān)于中垂線對(duì)稱(chēng)。若規(guī)定離A、B無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,下列說(shuō)法正確的是(

)A.整個(gè)移動(dòng)過(guò)程中,靜電力對(duì)a做負(fù)功B.整個(gè)移動(dòng)過(guò)程中,靜電力對(duì)b做正功C.電荷a向左平移的過(guò)程中電勢(shì)能始終小于零D.a、b整體平移到A、B連線上時(shí)具有的電勢(shì)能為零ACD(1)在[例2]中,若小球從P點(diǎn)以初速度v0沿桿向上運(yùn)動(dòng),恰能到達(dá)Q點(diǎn),則初速度為多少?AC[例3][多力作用下的功能關(guān)系](2022·遼寧沈陽(yáng)三模)(多選)如圖所示,傾角為37°的絕緣粗糙斜面固定在水平面上,斜面上方有平行斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為m=1kg的帶正電小物塊(視為質(zhì)點(diǎn))自斜面底端以v0=6m/s的初速度沿斜面向上運(yùn)動(dòng),加速度大小為3m/s2,方向沿斜面向下,小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,g取10m/s2,則在小物塊沿斜面向上滑行到最大距離的過(guò)程中,小物塊的(

)A.重力勢(shì)能增加36JB.電勢(shì)能增加42JC.機(jī)械能增加18JD.機(jī)械能減少24J考點(diǎn)二靜電場(chǎng)中的圖像問(wèn)題1.幾種常見(jiàn)圖像的特點(diǎn)及規(guī)律E-x圖像(1)反映了電場(chǎng)強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律。(2)E>0表示電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向,E<0表示電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸負(fù)方向。(3)圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢(shì)差,“面積”大小表示電勢(shì)差大小,兩點(diǎn)的電勢(shì)高低根據(jù)電場(chǎng)方向判定Ep-x圖像(1)反映了電勢(shì)能隨位移變化的規(guī)律。(2)圖線的切線斜率大小等于靜電力大小。(3)進(jìn)一步判斷電場(chǎng)強(qiáng)度、動(dòng)能、加速度等隨位移的變化情況E-x圖像(1)點(diǎn)電荷的E-x圖像,正點(diǎn)電荷及負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨坐標(biāo)x變化關(guān)系的圖像大致如圖所示。(2)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷的E-x圖像,如圖。(3)兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷的E-x圖像,如圖。[例4][v-t圖像](2022·廣東佛山模擬)兩個(gè)等量同種正電荷固定于光滑水平面上,其連線中垂線上有A、B、C三點(diǎn),如圖甲所示,一個(gè)電荷量為2C、質(zhì)量為1kg的小物塊從C點(diǎn)靜止釋放,其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示,其中B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線)。則下列說(shuō)法正確的是(

)A.B點(diǎn)為中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度E=1V/mB.由C到A的過(guò)程中物塊的電勢(shì)能先減小后變大C.由C點(diǎn)到A點(diǎn)電勢(shì)逐漸升高D.A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB=5VAADA.負(fù)點(diǎn)電荷由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)過(guò)程中加速度越來(lái)越小B.負(fù)點(diǎn)電荷由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中加速度越來(lái)越大C.負(fù)點(diǎn)電荷在AO段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于在OB段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間D.負(fù)點(diǎn)電荷在AO段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于在OB段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間解析:根據(jù)題圖乙,從A點(diǎn)到O點(diǎn),圖線的斜率減小,電場(chǎng)強(qiáng)度減小,負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力減小,根據(jù)牛頓第二定律,負(fù)點(diǎn)電荷由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)過(guò)程中加速度越來(lái)越小,A正確;從O點(diǎn)到B點(diǎn),斜率一定,靜電力一定,加速度一定,B錯(cuò)誤;從A點(diǎn)到O點(diǎn),圖線的斜率減小,電場(chǎng)強(qiáng)度減小,電勢(shì)升高,電場(chǎng)強(qiáng)度向左,負(fù)點(diǎn)電荷所受靜電力向右,點(diǎn)電荷做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng);從O點(diǎn)到B點(diǎn),圖線的斜率不變,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小不變,電勢(shì)降低,電場(chǎng)強(qiáng)度向右,負(fù)點(diǎn)電荷所受的電場(chǎng)力向左,負(fù)點(diǎn)電荷向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)負(fù)點(diǎn)電荷的v-t圖像(如圖),兩段運(yùn)動(dòng)的位移相等,面積相等,所以負(fù)點(diǎn)電荷在AO段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于在OB段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,C錯(cuò)誤,D正確。[例6][E-x圖像](2022·湖北恩施模擬)空間有一沿x軸對(duì)稱(chēng)分布的電場(chǎng),其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖像如圖所示,x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的正方向,帶電粒子在此空間只受靜電力作用。下列說(shuō)法正確的是(

)A.x1處和-x1處的電勢(shì)不相等B.質(zhì)子沿x軸由x1處運(yùn)動(dòng)到-x1處,在O點(diǎn)電勢(shì)能最小C.此空間電場(chǎng)可能是由均勻帶正電荷的圓環(huán)產(chǎn)生的D.電子以一定的速度由-x1處沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,靜電力先做負(fù)功后做正功C解析:由于x1處和-x1處關(guān)于E軸對(duì)稱(chēng),且電場(chǎng)強(qiáng)度的大小也相等,故從O點(diǎn)到x1處和從O點(diǎn)到-x1處電勢(shì)降落相等,則-x1處的電勢(shì)與x1處的電勢(shì)相等,故A錯(cuò)誤;若質(zhì)子由x1處運(yùn)動(dòng)到-x1處,即正電荷運(yùn)動(dòng)的方向先與電場(chǎng)的方向相反后與電場(chǎng)的方向相同,所以靜電力先做負(fù)功后做正功,電勢(shì)能先增大后減小,在O點(diǎn)電勢(shì)能最大,故B錯(cuò)誤;一對(duì)等量同種正電荷的電場(chǎng)線分布情況如圖所示,其連線的中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度的變化情況與題圖中相同,根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知,均勻帶正電荷的圓環(huán)軸線上電場(chǎng)強(qiáng)度分布情況也和題圖中電場(chǎng)強(qiáng)度分布情況相同,故C正確;電子以一定的速度由-x1處沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,靜電力方向先沿x軸向右、后向左,則靜電力先做正功后做負(fù)功,故D錯(cuò)誤。[例7][Ep-x圖像](2022·山西太原三模)在甲、乙電場(chǎng)中,試探電荷-q(q>0)具有的電勢(shì)能Ep沿x方向的變化分別如圖甲、乙所示。則下列說(shuō)法正確的是(

)A.圖甲中,試探電荷在O點(diǎn)受到的靜電力為零B.圖甲中,電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向C.圖乙中,x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度小于x2處的電場(chǎng)強(qiáng)度D.圖