第8章 专题强化11 电场中的功能关系及图像问题-【勤径学升】2024高考物理一轮总复习配套课件

物 理 第八章 静电场 专题强化十一　电场中的功能关系及图像问题 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 1．本专题主要复习静电场中的功能关系和图像问题，利用图像分析静电场的力性质和能性质。 2．通过本专题的学习，可以培养同学们通过“数形结合思想”分析电场的性质。 热点 eq \a\vs4\al(1) 电场中的功能关系(互动共研) 电场中常见的功能关系 (1)若只有静电力做功，电势能与动能之和保持不变。 (2)若只有静电力和重力做功，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量。 (4)所有外力对物体所做的总功等于物体动能的变化量。 [例1]　如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m、电荷量为＋q的物块从A点由静止开始下落，加速度为 eq \f(1,3) g，下落高度H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则带电物块在由A点运动到C点的过程中，下列说法正确的是(　　) A．该匀强电场的电场强度为 eq \f(mg,3q) B．带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为 eq \f(mg（H＋h）,3) C．带电物块电势能的增加量为mg(H＋h) D．弹簧的弹性势能的增加量为 eq \f(mg（H＋h）,3) 解析　物块从静止开始下落时的加速度为 eq \f(1,3) g，根据牛顿第二定律得：mg－qE＝ma，解得E＝ eq \f(2mg,3q) ，故A错误；从A到C的过程中，系统除重力和弹力以外，只有静电力做功，静电力做功：W＝－qE(H＋h)＝－ eq \f(2mg（H＋h）,3) ，可知机械能减小量为 eq \f(2mg（H＋h）,3) ，故B错误；从A到C的过程中，静电力做功为－ eq \f(2mg（H＋h）,3) ，则电势能增加量为 eq \f(2mg（H＋h）,3) ，故C错误；根据动能定理 得：mg(H＋h)－ eq \f(2mg（H＋h）,3)＋W弹＝0，解得弹力做功：W弹＝－ eq \f(mg（H＋h）,3)，即弹性势能增加量为 eq \f(mg（H＋h）,3) ，故D正确。 答案　D 1．(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V。一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV。下列说法正确的是(　　) A．平面c上的电势为零 B．该电子可能到达不了平面f C．该电子经过平面d时，其电势能为4 eV D．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍 解析　因等势面间距相等，由U＝Ed得相邻虚线之间电势差相等，由a到d，eUad＝－6 eV，故Uad＝6 V；因电场力做负功，故电场方向向右，沿电场线方向电势降低，又φb＝2 V，则φc＝0，各虚线电势如图所示，故A正确。因电子的速度方向未知，若不垂直于等势面，如图中实线所示，电子可能到达不了平面f，故B正确。电子经过平面d时，电势能Ep＝eφd＝2 eV，故C错误。由a到b，Wab＝Ekb－Eka＝－2 eV，所以Ekb＝8 eV；由a到d，Wad＝Ekd－Eka＝－6 eV，所以Ekd＝4 eV；则Ekb＝2Ekd，根据Ek＝ eq \f(1,2) mv2知vb＝ eq \r(2) vd，故D错误。 答案　AB 2．(多选)如图所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下。已知在金属块滑下的过程中动能增加了12 J，金属块克服摩擦力做功8 J，重力做功24 J，则下列判断正确的是(　　) A．金属块带正电荷 B．金属块的机械能减少12 J C．金属块克服电场力做功8 J D．金属块的电势能减少4 J 解析　在金属块滑下的过程中动能增加了12 J，金属块克服摩擦力做功8 J，重力做功24 J，根据动能定理得W总＝WG＋W电＋Wf＝ΔEk，解得W电＝－4 J，所以金属块克服电场力做功4 J，金属块的电势能增加4 J，由于金属块下滑，电场力做负功，所以电场力应该水平向右，所以金属块带正电荷，故A正确，C、D错误；在金属块滑下的过程中重力做功24 J，重力势能减小24 J，动能增加了12 J，所以金属块的机械能减少12 J，故B正确。 答案　AB 热点 eq \a\vs4\al(2) 静电场中的图像问题(方法模型) 类型1　v-t图像 根据v-