第10章 专题探究3 电场力做功与能量的转化-【学霸题中题】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(人教版2019)江苏专用

专题探究3电场力做功与能量的转化 题型1电场线、等势面和带电粒子的运动轨迹 3.如图所示，空间有一固定点电荷Q,电性未 1.如图所示，空间某区域存在着非匀强电场，实 知，虚线为其电场的三个等势面，相邻等势 线表示该电场的电场线，过O点的虚线MN表 面电势差相等，曲线ABC为带电粒子m的 示该电场的一个等势面，两个相同的带正电的 轨迹：曲线DEF为带电粒子n的轨迹，其 粒子P、Q分别从A、B两点以相同的初速度开 中A、C、D、F为轨迹与最外一个等势面的 始运动，速度方向垂直于MW,A、B连线与MN 交点，B、E为轨迹与中间一个等势面的交 平行，且都能从MN左侧经过O点.设粒子P、 点，若m在A点、n在D点二者有相等的动 Q在A、B两点的电势能分别为E。和E2,经 能，不计重力和m、n间的相互作用，下列说 过0点时的速度大小分别为，和2.粒子的 法错误的是 () 重力不计，则 A.m、n带异种电荷 ①r,>,②m,<2③E<En④Ep>E B.m在B点，n在E点二者的动能相等 A.①③ B.①④ C.m从A经B到C的过程中动能先增大 C.②③ D.②④ 后减小 D.内、中两个等势面的半径之差应小于中、外 两个等势面的半径之差 (第1题) (第2题) 2.(2023·广东深圳罗湖外语学校期中)两个固 45 定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如 图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度 (第3题) (第4题) 从图中a点进人电场，其运动迹为图中实 4.(2022·云南丽江期末)如图所示，空间中存 线所示，a、b,c,d、e为运动轨迹与等势线的交 在水平向左的匀强电场，在电场中将一带电液 点，直线ae水平.若粒子只受静电力作用，则 滴从b点由静止释放，液滴沿直线由b运动到 下列关于带电粒子的判断正确的是( A.电场方向竖直向上 d,且直线bd方向与竖直方向成45°角，下列 B.粒子在a点的电势能小于在e点的电势能 判断正确的是 () C.粒子从a点运动到e点的过程中的动能先 A.液滴带正电荷 减小后增大 B.液滴的电势能增大 D.粒子从a点运动到d点的过程中减小的动 C.液滴的机械能和电势能之和不变 能大于增加的电势能 D.液滴的电势能和动能之和不变 第十章学霸031 题型2电场力做功与功能关系 C.从M到N的过程中，电场力对小物体先做 5.如图所示，绝缘水平面上固定一正点电荷Q, 负功后做正功 另一质量为m、电荷量为-g(9>0)的滑块（可 D.从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力 看作，点电荷)从a点以初速度，沿水平面向Q 先减小后增大 运动，到达b点时速度减为零.已知a、b间距 7.(2022·上海金山中学期中)如图所示，水平 离为s,滑块与水平面间的动摩擦因数为4，重 地面上方有与其平行且关于AA'对称分布的 力加速度为g,以下判断正确的是 ( 匀强电场，A点左侧地面粗糙，右侧光滑.质量 为m、电量为+g的滑块从A点以初速度。向 8 左滑动，滑块电荷量保持不变，滑块与左侧水 平地面间的滑动摩擦力大小为∫，匀强电场场 A.滑块在运动过程中所受Q的库仑力有可能 大于滑动摩擦力 强大小E=,取M为零势面，求： B.滑块在运动过程的中间时刻，速度的大小 (1)滑块向左滑动的最大距离 等于号 (2)求滑块第一次在A右侧滑行时其动能和 电势能相等时距A的距离。 C此过程中产生的内能小于m一 (3)分析滑块的运动情况，判断其最终停在何 D.Q产生的电场中，a、b两点间的电势差 处，并求滑块运动全过程摩擦力做的功， EAE m(t6-24gs) U= 2q 6.(2022·江苏天一中学期中)如图所示，粗糙 光滑 程度均匀的绝缘斜面下方0点处有一正点电 荷，带负电的小物体以初速度，从M点沿斜 面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回 到M点，此时速度为2(2<，）.若小物体电荷 量保持不变，OM=ON,则 人小物体上升的最大高度为 4g B.从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐 减小 必修第三册学霸032到N电场力对小物体做功为零.由于小物体与斜面间的摩 专题探究3电场力做功与能量的转化 擦力大小与其运动速度大小无关，则根据对称性可知小物 1.C解析：①②由题意知两个相同的带正电粒子P、Q分别 体从M到V和从N到M,摩擦力对小物体做的功相等，均 从A、B两点以相同的初速度运动，且都能从MN左侧经过 设为W,对小物体从M到N,根据动能定理有0- 0点，静电力对两个粒子都做正功，再由电场线和等势面 1 m=-mgh-W,对小物体从N到1，根据动能定理有 的垂直关系以及沿着电场线方向电势逐渐降低可知，B点 的电势P:高于A点的电势，B点与O点的电势差大 2m-0=mh-W,联立以上两式解得小物体上升的最大 于A点与0点的电势差，对两个粒子分别运用动能定