专题40 带电粒子在电场中运动的综合问题(导学案)-【鼎力高考】2025年高三物理一轮复习多维度精讲导学与分层专练

专题40 带电粒子在电场中运动的综合问题 目录 考点一 带电粒子在力电等效场中的圆周运动 1 考向1 竖直电场中的等效场问题 2 考向2 水平电场中的等效场问题 3 考点二 带电粒子在交变电场中的运动 6 考向1 交变电场中的直线运动 7 考向2 交变电场中的偏转 9 考点三 用动力学、能量和动量观点解决力电综合问题 11 考向1 用动力学和能量观点解决力电综合问题 12 考向2 用能量和动量观点解决力电综合问题 13 考点一 带电粒子在力电等效场中的圆周运动 知识点 方法概述及应用 1.方法概述 等效思维方法是将一个复杂的物理问题,等效为一个熟知的物理模型或问题的方法。对于这类问题,若采用常规方法求解,过程复杂,运算量大。若采用等效法求解,则能避开复杂的运算,过程比较简捷。 2.方法应用 先求出重力与电场力的合力,将这个合力视为一个等效重力,将a=视为等效重力加速度。再将物体在重力场中的运动规律迁移到等效重力场中分析求解即可。 考向1 竖直电场中的等效场问题 1．如图，绝缘细线一端固定在O点，另一端系一带正电小球A，空间存在方向竖直向上的匀强电场E，电场力大于重力，球A在电场中竖直平面内绕O点做圆周运动，则球A（　　） A．可能做匀速圆周运动 B．在最低点时线中拉力最小 C．在最高点时重力瞬时功率最大 D．在C点时加速度方向指向O点 【答案】B 【详解】A．对球体进行分析可知，除了圆周最高与最低位置，小球所受外力的合力沿半径方向外，其它位置，小球所受外力的合力并不指向圆心，可知，小球不可能做匀速圆周运动，A错误； B．由于电场力大于重力，因此圆周上的最低点，为等效物理最高点，此位置，电场力与重力的合力方向指向圆心，可知，在最低点时线中拉力最小，B正确； C．在最高点时，重力的方向与小球速度方向垂直，因此，在最高点时重力瞬时功率为零，C错误； D．在C点时，小球受到线的拉力、重力与电场力，电场力与重力的合力竖直向上，因此合力斜向左上方，加速度方向不指向O点，D错误。故选B。 2．如图甲所示，用轻绳拴着一个质量为m、电荷量为+q的小球在竖直面内绕O点做圆周运动，竖直面内加有竖直向下的匀强电场，不计一切阻力，小球运动到最高点时的动能与绳中拉力F间的关系如图乙所示，重力加速度为g，则（　　） A．轻绳的长度为 B．电场强度大小为 C．小球在最高点时的最小速度为 D．小球在最低点和最高点所受绳子的拉力差为4b 【答案】C 【详解】A．在最高点时，重力、电场力和绳对小球的拉力的合力提供向心力，则有即故由图像可知，斜率，即故A错误； B．当时，有则由解得故B错误； C．当时，重力和电场力提供向心力，此时小球在最高点速度最小，有解得故C正确； D．小球在最低点时，有小球在最高点时有从最低点到最高点，由动能定理可得联立解得故D错误。故选C。 考向2 水平电场中的等效场问题 3．如图所示，竖直平面内有水平向左匀强电场，在匀强电场中有一根长为L=0.5m的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m=2kg的带电小球，电量大小为q=0.1C。小球静止时细线与竖直方向成θ=37°角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不考虑空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．小球带正电 B．匀强电场的电场强度120N/C C．小球做圆周运动过程中动能的最小值为6.25J D．小球从初始位置开始，运动到竖直面圆周最高点的过程中机械能变化量为4.5J 【答案】C 【详解】A．根据平衡条件，小球带负电，故A错误； B．对小球进行受力分析，如图所示 由平衡关系可知解得故B错误； C．小球静止时细线与竖直方向成角，则A点为小球绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动的等效最高点 A点时小球的速度最小，动能最小，由牛顿第二定律可知动能故C正确； D．由机械能守恒定律可知，机械能的变化量等于除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功，此处即电场力做的功。小球从初始位置开始，运动到竖直面圆周最高点的过程中电场力做功故D错误。故选C。 4．一条长为L的绝缘细线上端固定在O点，下端系一个质量为m带电量为的小球，将它置于水平向右的匀强电场中，小球静止时细线与竖直线的夹角成。已知重力加速度为g，下列正确的是（　　） A．如果改变电场强度大小和方向，使小球仍在原位置平衡，电场强度最小为 B．在A点给小球一个垂直于细线方向，大小至少为的速度，才能使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动 C．在A点给小球一个垂直于细线方向初速度，使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，小球在运动至圆周轨迹上的最高点时机械能最大 D．突然撤去电场的瞬间，绳子拉力变为 【答案】B 【详解】A．如图所示 当电场力与拉力T垂直时，电场力最小，场强最小，由平衡条件可得解得小球仍在原位置平衡时，电场强度最小值为故A错误； B．若A为等效最低点，则与A关于圆心对称点B为等效最高点，要使小球在竖直平面内做完整的圆周运动，只要能过B点即可，可得等效重力为在B点满足从A到B由动能定理可得联立解得在A点的最小速度为故B正确； C．根据题意，由能量守恒定律知，小球的机械能和电势能之和保持不变，则当电势能最小时，小球的机械能最大，根据沿电场线方向电势逐渐降低和可知，小球在圆周上最右端时电势能最小，机械能最大，故C错误； D．突然撤去电场的瞬间，小球开始做圆周运动，由于初速度为零，沿绳方向满足突然撤去电场的瞬间，绳子拉力变为，故D错误。故选B。 考点二 带电粒子在交变电场中的运动 知识点1 交变电场中的直线运动处理方法 1.此类题型一般有三种情况:一是粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解);二是粒子做往返运动(一般分段研究);三是粒子做偏转运动(一般根据交变电场的特点分段研究)。 2.分析时从两条思路出发:一是力和运动的关系,根据牛顿第二定律及运动学规律分析;二是功能关系。 3.注重全面分析(分析受力特点和运动特点),抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征,求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的边界条件。 4.交变电场中的直线运动（方法实操展示） U-t图像 v-t图像 轨迹图 知识点2 交变电场中的偏转处理方法（带电粒子重力不计，方法实操展示） U-t图 轨迹图 v0 v0 [来源:Zxxk.Com]v0 v0 v0 vy-t图 t O vy v0 T/2 T 单向直线运动 A B 速度不反向 t O vy v0 往返直线运动 A B 速度反向 T T/2 -v0 考向1 交变电场中的直线运动 5．如图甲所示，A、B两极板与交变电源相连，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示，A板的电势为0，质量为m，电荷量为的粒子仅在电场力作用下，在时刻从A板的小孔处由静止释放进入两极板间运动，在时刻恰好能到达B板，则（　　） A．粒子在两板间做匀加速直线运动 B．粒子在两板间的最大速度为 C．A、B两板间的距离为 D．若粒子在时刻进入两极板，它将一直向B板运动，最终到达B板 【答案】D 【详解】A．根据图乙可知电子在两板间先向右做匀加速直线运动，然后向右做匀减速直线运动，故A错误； C．电子在时刻由静止释放进入两极板间运动，先加速后减速，在时刻到达B板，设两板的间距为d，加速度则有解得故C错误； B．由题意可知，经过后电子速度最大，则最大速度故B错误； D．若电子在时刻进入两极板，在时间内电子做匀加速直线运动，位移说明电子会一直向B板运动并打在B板上，不会向A板运动，D正确。故选D。 6．图甲为直线加速原理示意图，它由多个截面积相同的同轴金属圆筒依次组成，奇数序号与偶数序号圆筒分别与交变电源相连，交变电源两极间电压变化规律如图乙。在t=0时，奇数圆筒比偶数圆筒电势高，此时序号为0的金属圆板中央有一电子由静止开始在各狭缝间不断加速。若电子质量为m，电荷量为e，交变电源电压大小为U，周期为T。不考虑电子的重力和相对论效应，且忽略电子通过狭缝的时间。下列说法正确的是（　　） A．金属圆筒1、2、3的长度之比为1:2:3 B．电子离开圆筒1时的速度为进入时速度的两倍 C．第n个圆筒的长度应满足 D．进入第n个圆筒时电子的速率为 【答案】D 【详解】由于电子每经过圆筒狭缝时都要加速，进入圆筒后做匀速运动，所以电子在筒内运动的时间均为，电子在加速过程中加速度相同，经过n次加速后，根据动能定理解得不计缝隙时间，电子在圆筒内的时间均为,则所以金属圆筒1、2、3的长度之比为，故A错误； B．由于电子在筒内做匀速直线运动，所以电子离开圆筒1时的速度等于进入时的速度，故B错误； CD．根据动能定理，电子进入第n个圆筒时的速度满足所以所以第n个圆筒的长度为故C错误，D正确。故选D。 考向2 交变电场中的偏转 7．如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。时刻，质量为m的带电微粒以初速度沿中线射入两板间，时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在时间内运动的描述，正确的是（　　）    A．末速度大小为 B．末速度沿水平方向 C．重力势能减少了 D．克服静电力做的功为 【答案】B 【详解】AB．根据题意可知，时间内微粒匀速运动，有把微粒的运动分解，水平方向做速度为的匀速直线运动，竖直方向上，时间内，只受重力，做自由落体运动，时刻，竖直分速度为时间内，加速度大小为方向竖直向上，则微粒在竖直方向上做匀减速直线运动，T时刻竖直分速度为可得，末速度大小方向沿水平方向，故A错误，B正确； C．根据题意，由功能关系可得，重力势能的减少量故C错误； D．整个运动过程中，设克服静电力做的功为，由动能定理有解得故D错误。故选B。 8．如图甲所示，长为的两块平行金属板A、B水平放置，两金属板间接如图乙所示的电压，一质量为、电荷量为的小球在时刻从贴近上极板的边缘以沿水平方向的初速度进入电场，一段时间后小球垂直撞在平行金属板右侧竖直放置的弹性绝缘板上并被原速反弹。不计小球与弹性板碰撞的时间，且在碰撞过程中小球的电荷量不发生变化，重力加速度为。下列说法错误的是（　　） A．时刻两极板间的电压与两极板间距离的关系为 B．两极板间距离的最小值为 C．小球在运动过程中的最大动能为 D．当时，小球回到出发点 【答案】B 【详解】A．由题意可知小球时以沿水平方向的速度撞在弹性板上，小球在竖直方向上一定先加速后减速，所以小球受到的电场力方向一定竖直向上，当电压为时有当电压为时有且小球时以沿水平方向的速度撞在弹性板上，竖直方向速度刚好减速为0，则有联立解得故A正确，不满足题意要求； B．由A项分析可得，小球在时竖直方向的速度为时间内小球在竖直方向上的位移时间内小球在竖直方向上的位移所以两极板间的距离应满足故B错误，满足题意要求； C．小球在时在竖直方向上的速度最大，此时小球的动能最大，则有故C正确，不满足题意要求； D．小球在竖直方向上一定先加速后减速，所以小球受到的电场力方向一定竖直向上，当电压为时竖直方向加速度大小有则在时间内竖直方向位移大小为当电压为时竖直方向加速度大小有则在时间内竖直方向位移大小为即时小球在竖直方向只回到时间内加速结束时的高度，设时的竖直分速度为，则有则时间内小球在竖直方向一直向上做减速运动，且向上减速所走的位移为满足即当时，小球回到出发点，故D正确，不满足题意要求。故选B。 考点三 用动力学、能量和动量观点解决力电综合问题 知识点1 力电综合问题的处理流程 知识点2 电场中的功能关系 1．电场中的功能关系 (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。 (4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化。 2．电场力做功的计算方法 (1)WAB＝qUAB(普遍适用) (2)W＝qEx cos θ(适用于匀强电场) (3)WAB＝－ΔEp＝EpA－EpB(从能量角度求解) (4)W电＋W非电＝ΔEk(由动能定理求解) 考向1 用动力学和能量观点解决力电综合问题 9．如图，光滑固定斜面上方存在一沿斜面向下的匀强电场，一轻弹簧一端固定在斜面的顶端，另一端与一质量为m，电荷量为+q的滑块相连，滑块恰好静止在O点。现给滑块沿斜面向上的初速度，下列关于滑块从O点第一次运动到最高点的过程中，系统的电势能、滑块的加速度a及动能随距离变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．滑块从O点第一次运动到最高点的过程中，电场力做功为根据功能关系有解得图像斜率为正值，故A错误； B．滑块在O点静止，根据平衡条件有滑块向上运动过程中，根据牛顿第二定律有解得图像是一条过原点的倾斜的直线，故B正确； CD．根据动能定理有解得可知，图像中，图像上某一点的切线的斜率的绝对值表示合力大小，结合上述可知，滑块向上运动过程中，合力逐渐增大，即图像上某一点的切线的斜率的绝对值逐渐增大，故CD错误。故选B。 10．如图所示，竖直放置的半径为的四分之一光滑圆弧轨道与粗糙绝缘水平轨道在B处平滑连接，为圆弧轨道的圆心，OB左侧空间存在竖直向下的匀强电场，场强大小为。一质量为带负电的物块，电荷量，以一定的初速度从A点沿切线进入圆弧轨道。物块与水平轨道间的动摩擦因数为。已知重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A．无论在A点的初速度多大，物块一定能沿圆弧轨道运动到B点 B．物块以不同的初速度从A点沿圆弧轨道滑到B点，其在B点的速度最小为0 C．物块以不同的初速度从A点沿圆弧轨道滑过B点后，最终可停在距B点的位置 D．物块沿圆弧轨道滑过B点后，最终停在上，因摩擦产生的热量最小值为 【答案】D 【详解】AB．物块带负电，电场力竖直向上且大于重力，故B点为圆轨道等效最高点，物块不一定能沿圆弧轨道运动到B点；物块运动到B点的临界条件为物块在B点与轨道的压力为0，由牛顿第二定律得B点的最小速度在轨道，由动能定理可得故点也存在速度的最小值，故AB错误； C．在BC轨道，由动能定理得可知物块停止位置到B点的最小距离为故C错误； D．根据能量守恒与转化，摩擦产生的热量故D正确。故选D。 考向2 用能量和动量观点解决力电综合问题 11．空间中存在水平方向匀强电场，质量为的带电物块在水平力F的作用下，时由静止开始在光滑绝缘水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示，时物块返回出发点，在此过程内，则（　　）    A．时物块的动量为 B．物块所受电场力大小为 C．时物块机械能最大电势能最小 D．时物块的动能是时物块动能的36倍 【答案】D 【详解】B．前3s由牛顿第二定律得，3~6s由牛顿第二定律得，6s时物块返回出发点则，解得，B错误； A．0~4s由动量定理得解得，A错误； C．0~3s时物块向前运动电势能继续增大，3~6s在物块返回过程中最终速度大于3s时的速度，故时物块机械能不是最大电势能也不是最小，C错误； D．0~1s由动量定理得，1s时的动能为，0~6s由动量定理得，6s时的动能为，时物块的动能和时物块动能之比为即时物块的动能是时物块动能的36倍，D正确；故选D。 12．如图，绝缘底座放在光滑水平面上，间距为d的平行板电容器竖直固定在绝缘底座上，A板有小孔O，水平光滑绝缘杆穿过O固定在B板上，绝缘杆离地高度为h，电容器、底座和绝缘杆的总质量为m。给电容器充电后，一质量为m的带正电圆环P套在杆上以某一速度对准O向左运动，在电容器中P距B板最近的位置为S，。若A、B板外侧无电场，内部为匀强电场，P过孔O时与板无接触，不计P对A、B板间电场的影响。则（　　） A．P从O至S的过程中，绝缘底座的位移大小为 B．P进入两板间所受的电场力为 C．P从O至S的过程中，整个系统电势能的增加量为 D．圆环P落地时，圆环P和水平光滑绝缘杆最右端的距离为 【答案】C 【详解】A．带电圆环P进入电场后，在电场力的作用下，做匀减速直线运动，而电容器则在电场力的作用下做匀加速直线运动，当它们速度相等时，带电圆环与电容器的左极板相距最近，取向左为正方向，由于系统动量守恒有解得该过程电容器（绝缘底座）向左做匀加速直线运动，有环向左做匀减速直线运动，有由题意可知解得故A错误； B．P从O运动至S的过程中，绝缘底座的位移大小为对绝缘底座研究，由动能定理可知根据牛顿第三定律可知，P进入两板间所受的电场力和绝缘底座受到的力为相互作用力，则P进入两板间所受的电场力为故B错误； C．P从O运动至S的过程中，带电圆环P减速，动能减小，电容器动能增加，系统动能减小，电势能增加，增加的电势能为故C正确； D．圆环P离开杆时，由系统动量守恒以及能量守恒解得圆环速度为绝缘底座速度为根据可得则落地时，圆环P和水平光滑绝缘杆最右端的距离为故D错误。故选C。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题40 带电粒子在电场中运动的综合问题 目录 考点一 带电粒子在力电等效场中的圆周运动 1 考向1 竖直电场中的等效场问题 2 考向2 水平电场中的等效场问题 2 考点二 带电粒子在交变电场中的运动 3 考向1 交变电场中的直线运动 5 考向2 交变电场中的偏转 6 考点三 用动力学、能量和动量观点解决力电综合问题 7 考向1 用动力学和能量观点解决力电综合问题 7 考向2 用能量和动量观点解决力电综合问题 8 考点一 带电粒子在力电等效场中的圆周运动 知识点 方法概述及应用 1.方法概述 等效思维方法是将一个复杂的物理问题,等效为一个熟知的物理模型或问题的方法。对于这类问题,若采用常规方法求解,过程复杂,运算量大。若采用等效法求解,则能避开复杂的运算,过程比较简捷。 2.方法应用 先求出重力与电场力的合力,将这个合力视为一个等效重力,将a=视为等效重力加速度。再将物体在重力场中的运动规律迁移到等效重力场中分析求解即可。 考向1 竖直电场中的等效场问题 1．如图，绝缘细线一端固定在O点，另一端系一带正电小球A，空间存在方向竖直向上的匀强电场E，电场力大于重力，球A在电场中竖直平面内绕O点做圆周运动，则球A（　　） A．可能做匀速圆周运动 B．在最低点时线中拉力最小 C．在最高点时重力瞬时功率最大 D．在C点时加速度方向指向O点 2．如图甲所示，用轻绳拴着一个质量为m、电荷量为+q的小球在竖直面内绕O点做圆周运动，竖直面内加有竖直向下的匀强电场，不计一切阻力，小球运动到最高点时的动能与绳中拉力F间的关系如图乙所示，重力加速度为g，则（　　） A．轻绳的长度为 B．电场强度大小为 C．小球在最高点时的最小速度为 D．小球在最低点和最高点所受绳子的拉力差为4b 考向2 水平电场中的等效场问题 3．如图所示，竖直平面内有水平向左匀强电场，在匀强电场中有一根长为L=0.5m的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m=2kg的带电小球，电量大小为q=0.1C。小球静止时细线与竖直方向成θ=37°角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不考虑空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．小球带正电 B．匀强电场的电场强度120N/C C．小球做圆周运动过程中动能的最小值为6.25J D．小球从初始位置开始，运动到竖直面圆周最高点的过程中机械能变化量为4.5J 4．一条长为L的绝缘细线上端固定在O点，下端系一个质量为m带电量为的小球，将它置于水平向右的匀强电场中，小球静止时细线与竖直线的夹角成。已知重力加速度为g，下列正确的是（　　） A．如果改变电场强度大小和方向，使小球仍在原位置平衡，电场强度最小为 B．在A点给小球一个垂直于细线方向，大小至少为的速度，才能使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动 C．在A点给小球一个垂直于细线方向初速度，使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，小球在运动至圆周轨迹上的最高点时机械能最大 D．突然撤去电场的瞬间，绳子拉力变为 考点二 带电粒子在交变电场中的运动 知识点1 交变电场中的直线运动处理方法 1.此类题型一般有三种情况:一是粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解);二是粒子做往返运动(一般分段研究);三是粒子做偏转运动(一般根据交变电场的特点分段研究)。 2.分析时从两条思路出发:一是力和运动的关系,根据牛顿第二定律及运动学规律分析;二是功能关系。 3.注重全面分析(分析受力特点和运动特点),抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征,求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的边界条件。 4.交变电场中的直线运动（方法实操展示） U-t图像 v-t图像 轨迹图 知识点2 交变电场中的偏转处理方法（带电粒子重力不计，方法实操展示） U-t图 轨迹图 v0 v0 [来源:Zxxk.Com]v0 v0 v0 vy-t图 t O vy v0 T/2 T 单向直线运动 A B 速度不反向 t O vy v0 往返直线运动 A B 速度反向 T T/2 -v0 考向1 交变电场中的直线运动 5．如图甲所示，A、B两极板与交变电源相连，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示，A板的电势为0，质量为m，电荷量为的粒子仅在电场力作用下，在时刻从A板的小孔处由静止释放进入两极板间运动，在时刻恰好能到达B板，则（　　） A．粒子在两板间做匀加速直线运动 B．粒子在两板间的最大速度为 C．A、B两板间的距离为 D．若粒子在时刻进入两极板，它将一直向B板运动，最终到达B板 6．图甲为直线加速原理示意图，它由多个截面积相同的同轴金属圆筒依次组成，奇数序号与偶数序号圆筒分别与交变电源相连，交变电源两极间电压变化规律如图乙。在t=0时，奇数圆筒比偶数圆筒电势高，此时序号为0的金属圆板中央有一电子由静止开始在各狭缝间不断加速。若电子质量为m，电荷量为e，交变电源电压大小为U，周期为T。不考虑电子的重力和相对论效应，且忽略电子通过狭缝的时间。下列说法正确的是（　　） A．金属圆筒1、2、3的长度之比为1:2:3 B．电子离开圆筒1时的速度为进入时速度的两倍 C．第n个圆筒的长度应满足 D．进入第n个圆筒时电子的速率为 考向2 交变电场中的偏转 7．如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。时刻，质量为m的带电微粒以初速度沿中线射入两板间，时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在时间内运动的描述，正确的是（　　）    A．末速度大小为 B．末速度沿水平方向 C．重力势能减少了 D．克服静电力做的功为 8．如图甲所示，长为的两块平行金属板A、B水平放置，两金属板间接如图乙所示的电压，一质量为、电荷量为的小球在时刻从贴近上极板的边缘以沿水平方向的初速度进入电场，一段时间后小球垂直撞在平行金属板右侧竖直放置的弹性绝缘板上并被原速反弹。不计小球与弹性板碰撞的时间，且在碰撞过程中小球的电荷量不发生变化，重力加速度为。下列说法错误的是（　　） A．时刻两极板间的电压与两极板间距离的关系为 B．两极板间距离的最小值为 C．小球在运动过程中的最大动能为 D．当时，小球回到出发点 考点三 用动力学、能量和动量观点解决力电综合问题 知识点1 力电综合问题的处理流程 知识点2 电场中的功能关系 1．电场中的功能关系 (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。 (4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化。 2．电场力做功的计算方法 (1)WAB＝qUAB(普遍适用) (2)W＝qEx cos θ(适用于匀强电场) (3)WAB＝－ΔEp＝EpA－EpB(从能量角度求解) (4)W电＋W非电＝ΔEk(由动能定理求解) 考向1 用动力学和能量观点解决力电综合问题 9．如图，光滑固定斜面上方存在一沿斜面向下的匀强电场，一轻弹簧一端固定在斜面的顶端，另一端与一质量为m，电荷量为+q的滑块相连，滑块恰好静止在O点。现给滑块沿斜面向上的初速度，下列关于滑块从O点第一次运动到最高点的过程中，系统的电势能、滑块的加速度a及动能随距离变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 10．如图所示，竖直放置的半径为的四分之一光滑圆弧轨道与粗糙绝缘水平轨道在B处平滑连接，为圆弧轨道的圆心，OB左侧空间存在竖直向下的匀强电场，场强大小为。一质量为带负电的物块，电荷量，以一定的初速度从A点沿切线进入圆弧轨道。物块与水平轨道间的动摩擦因数为。已知重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A．无论在A点的初速度多大，物块一定能沿圆弧轨道运动到B点 B．物块以不同的初速度从A点沿圆弧轨道滑到B点，其在B点的速度最小为0 C．物块以不同的初速度从A点沿圆弧轨道滑过B点后，最终可停在距B点的位置 D．物块沿圆弧轨道滑过B点后，最终停在上，因摩擦产生的热量最小值为 考向2 用能量和动量观点解决力电综合问题 11．空间中存在水平方向匀强电场，质量为的带电物块在水平力F的作用下，时由静止开始在光滑绝缘水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示，时物块返回出发点，在此过程内，则（　　）    A．时物块的动量为 B．物块所受电场力大小为 C．时物块机械能最大电势能最小 D．时物块的动能是时物块动能的36倍 12．如图，绝缘底座放在光滑水平面上，间距为d的平行板电容器竖直固定在绝缘底座上，A板有小孔O，水平光滑绝缘杆穿过O固定在B板上，绝缘杆离地高度为h，电容器、底座和绝缘杆的总质量为m。给电容器充电后，一质量为m的带正电圆环P套在杆上以某一速度对准O向左运动，在电容器中P距B板最近的位置为S，。若A、B板外侧无电场，内部为匀强电场，P过孔O时与板无接触，不计P对A、B板间电场的影响。则（　　） A．P从O至S的过程中，绝缘底座的位移大小为 B．P进入两板间所受的电场力为 C．P从O至S的过程中，整个系统电势能的增加量为 D．圆环P落地时，圆环P和水平光滑绝缘杆最右端的距离为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$