第八章专题强化十四电场性质的综合应用

VIP免费

2025-01-03 0 0 843.16KB 18 页 5.9玖币

侵权投诉

专题强化十四　电场性质的综合应用

目标要求　1.学会处理电场中的功能关系.2.能解决电场中各种图象问题，理解图象斜率、

面积等表示的物理意义并能解决相关问题．

题型一　电场中功能关系的综合问题

电场中常见的功能关系

(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变．

(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变．

(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)所有外力对物体所做的总功等于物体动能的变化．

例1　(多选)(2019·广东中山一中检测)图1中虚线 1、2、3、4表示匀强电场的等势面．一

带正电的粒子只在电场力的作用下从 a点运动到 b点，轨迹如图中实线所示．下列说法中正

确的是(　　)

图1

A．等势面 1电势最低

B．粒子从 a运动到 b，动能减小

C．粒子从 a运动到 b，电势能减小

D．粒子从 a运动到 b的过程中电势能与动能之和不变

答案　CD

解析　电场线与等势面垂直，正电荷所受电场力的方向与场强方向相同，曲线运动所受合力

指向曲线的凹侧；带正电的粒子只在电场力的作用下，从 a点运动到 b点，轨迹如图中实线

所示，可画出速度和电场线及受力方向如图所示，则电场力的方向向右，电场线的方向向右，

顺着电场线电势降低，等势面 1电势最高，故选项 A错误；粒子从 a运动到 b，只受电场力

作用，电场力的方向与运动方向成锐角，电场力做正功，粒子的动能增大，电势能减小，故

选项 B错误，C正确；粒子从 a运动到 b的过程中，只受电场力作用，粒子的电势能与动能

之和不变，故选项 D正确．

例2　(多选)(2020·江西上饶市高三上学期第一次模拟)A、B两物体质量均为 m，其中 A带

正电，电荷量为＋q，B不带电，通过劲度系数为 k的绝缘竖直轻质弹簧相连放在水平面上，

如图 2所示，开始时 A、B都处于静止状态．现在施加竖直向上的匀强电场，电场强度 E

＝，式中 g为重力加速度，若不计空气阻力，不考虑 A物体电荷量的变化，则以下判断正确

的是(　　)

图2

A．刚施加电场的瞬间，A的加速度大小为 2g

B．从施加电场开始到 B刚要离开地面的过程中，A物体速度大小一直增大

C．从施加电场开始到 B刚要离开地面的过程中，A物体的机械能增加量始终等于 A物体电

势能的减少量

D．B刚要离开地面时，A的速度大小为 2g

答案　ABD

解析　在未施加电场时，A物体处于平衡状态，当施加电场的瞬间，A物体受到的合力为 A

所受的电场力，故 qE＝ma，解得 a＝2g，方向向上，故 A正确；B刚要离开地面时，地面

对B弹力为 0，即 F弹＝mg，对 A物体 Eq＝mg＋F弹，即 A物体所受合力为 0，因此从施加

电场开始到 B刚要离开地面过程，A物体做加速度逐渐变小的加速运动，即 A物体速度大小

一直增大，故 B正确；从施加电场开始到弹簧恢复原长的过程，A物体的机械能增加量等于

电势能的减少量与弹性势能的减少量之和，从弹簧恢复原长到 B刚要离开地面的过程，A物

体的机械能增加量等于电势能的减少量与弹性势能的增加量之差，故 C错误；当 B刚要离

开地面时，此时 B受到弹簧的弹力等于 B的重力，从施加电场到 B离开地面，弹簧的弹力

做功为零，A上升的距离为 x＝，根据动能定理可知 qEx－mgx＝mv2，解得 v＝2g，故 D正

确．

1．(电场力和重力做功)如图 3所示，竖直固定的光滑绝缘细杆上 O点套有一个电荷量为－

q(q>0)的小环，在杆的左侧固定一个电荷量为 Q(Q>0)的点电荷，杆上 a、b两点与 Q正好构

成等边三角形，c是ab 的中点．将小环从 O点无初速度释放，通过 a点的速率为 v.若已知

ab＝Oa＝l，静电力常量为 k，重力加速度为 g.则(　　)

图3

A．在 a点，小环所受弹力大小为

B．在 c点，小环的动能最大

C．在 c点，小环的电势能最大

D．在 b点，小环的速率为

答案　D

解析　在a点，小环所受的电场力沿 aQ 方向，大小为 F＝k，水平方向小环受力平衡，所以

小环受到向右的弹力大小为 FN＝Fsin 60°＝，A错误；在 c点时，小环水平方向受到电场力

和杆的弹力作用，竖直方向受到重力作用，合力竖直向下，小环有竖直向下的加速度，所以

在c点时小环的动能不是最大，B错误；c点距离 Q最近，电势最高，带负电的小环在 c点

的电势能最小，C错误；因为 a、b两点到 Q的距离相等，所以 a、b两点电势相等，小环从

a点到 b点，电场力做功为 0，根据动能定理得 mgl＝mvb2－mv2，解得 vb＝，D正确．

2.(电场力做功的综合问题)在一个水平面上建立 x轴，在过原点 O垂直于 x轴的平面的右侧

空间有一个匀强电场，场强大小 E＝6.0×105 N/C，方向与 x轴正方向相同．在 O点处放一

个带电荷量 q＝－5.0×10－8 C，质量 m＝1.0×10－2 kg 的绝缘物块．物块与水平面间的动摩

擦因数 μ＝0.20，沿 x轴正方向给物块一个初速度 v0＝2.0 m/s，如图 4所示．(g取10 m/s2)求：

图4

(1)物块向右运动的最大距离；

(2)物块最终停止的位置．

答案　(1)0.4 m　(2)O点左侧 0.2 m 处

解析　(1)设物块向右运动的最大距离为 xm，

由动能定理得－μmgxm－E|q|xm＝0－mv02

解得 xm＝0.4 m.

(2)因E|q|>μmg，物块不可能停止在 O点右侧，设物块最终停在 O点左侧且离 O点为 x处．

由动能定理得 E|q|xm－μmg(xm＋x)＝0，

解得 x＝0.2 m.

题型二　电场中的图象问题

　　　　　电场中的 v－t图象

根据 v－t图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，可确定电荷所受电场力的方向

与电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化．

例3　(多选)(2019·安徽黄山市模拟)光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷，它们连线的中

垂线上有 A、B、C三点，如图 5甲所示．一质量 m＝1 kg 的带正电小物块由 A点静止释放，

并以此时为计时起点，沿光滑水平面经过 B、C两点，其运动过程的 v－t图象如图乙所示，

其中图线在 B点位置时斜率最大，根据图线可以确定(　　)

图5

A．中垂线上 B点电场强度最大

B．两点电荷是负电荷

C．B点是 A、C连线的中点

D．UBC>UAB

答案　AD

解析　根据 v－t图象的斜率表示加速度，知小物块在 B点的加速度最大，所受的电场力最

大，所以中垂线上 B点电场强度最大，故选项 A正确；小物块从 B到C动能增大，电场力

做正功，且小物块带正电，可知两点电荷是正电荷，故选项 B错误；中垂线上电场线分布

不均匀，不能确定 B点是 A、C连线的中点，故选项 C错误；小物块从 A→B的过程中，根

据动能定理有 qUAB＝mvB2－mvA2＝×1×42 J－0＝8 J，小物块从 B→C的过程中，根据动能

定理有 qUBC＝mvC2－mvB2＝×1×72 J－×1×42 J＝16.5 J，对比可得 UBC>UAB，故选项 D正确．

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

5.9 玖币 0人已下载

立即下载 VIP免费下载

摘要：

专题强化十四　电场性质的综合应用目标要求　1.学会处理电场中的功能关系.2.能解决电场中各种图象问题，理解图象斜率、面积等表示的物理意义并能解决相关问题．题型一　电场中功能关系的综合问题电场中常见的功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变．(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变．(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)所有外力对物体所做的总功等于物体动能的变化．例1　(多选)(2019·广东中山一中检测)图1中虚线1、2、3、4表示匀强电场的等势面．一带正电的粒子只在电场力的作用下从a点运动到b点，轨迹如图中实线所示．下列说法...

展开>> 收起<<

第八章专题强化十四电场性质的综合应用.docx

共18页,预览4页

还剩页未读，继续阅读

声明：本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接被用户下载，本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。玖贝云文库仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私，请立即通知玖贝云文库，我们立即给予删除！

第八章专题强化十四电场性质的综合应用

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

热门标签

举报选择:

第八章 专题强化十四 电场性质的综合应用

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

热门标签

举报选择:

第八章专题强化十四电场性质的综合应用