2.课时跟踪检测练 第十章 静电场中的能量 04 专题进阶练(二) 静电场中的功能关系和图像问题（课件PPT）-【满分思维】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）配套课件

该高中物理课件聚焦静电场中的功能关系与图像问题，通过农业静电喷洒等实际情境导入，衔接电场力、电势等前序知识，以基础题到综合题的梯度设计搭建学习支架，帮助学生掌握电场力做功、电势能变化及图像分析方法。 其亮点在于结合生活实例与多样化图像（φ-x、E-x等），强化物理观念中的能量观念与相互作用观念，通过科学推理分析图像斜率、面积意义培养科学思维。采用进阶练习设计，学生能提升综合应用能力，教师可高效开展专题复习。

专题进阶练(二)　 静电场中的功能关系和图像问题 (40分钟　70分) (选择题1~6题,8、9题,每小题6分,共48分) 【基础全面练】 1.(2025·肇庆高二检测)在农业生产中,常采用静电喷洒技术提高农药的喷洒效率和附着率。喷洒农药的无人机上安装有静电喷嘴,静电喷嘴内装有一根带电的针,使得农药水珠离开喷嘴时会带有大量电荷(如图)。由于与大地相连的农作物叶子带负电,喷洒出的农药水珠在静电力的作用下被吸附在叶子上,不会被风吹走。在农药水珠被农作物叶子吸附的过程中(　　) A.喷洒出的农药水珠带负电荷 B.电场力对喷洒出的农药水珠做正功 C.喷洒出的农药水珠的电势能增加 D.离农作物叶片越近,农药水珠所受静电力越小 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 【解析】选B。农作物叶片带负电,喷洒出的农药水珠带正电才能被吸附到农作物叶片上,故A错误;农药水珠带正电,电场力对其做正功,电势能减少,故C错误,B正确;越靠近植物叶片,根据库仑定律可知,静电力越大,故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 2.质量为m的带电小球射入匀强电场后,以方向竖直向上、大小为2g的加速度竖直向下运动,重力加速度为g,在小球下落h的过程中 (　　) A.小球的重力势能减少了2mgh B.小球的动能增加了2mgh C.静电力做负功2mgh D.小球的电势能增加了3mgh 【解析】选D。带电小球受到向上的静电力和向下的重力,由牛顿第二定律F合=F电-mg=2mg,得F电=3mg,在下落过程中静电力做功W电=-3mgh,重力做功WG=mgh,总功W=W电+WG=-2mgh,根据做功与势能变化关系可判断:小球重力势能减少了mgh,电势能增加了3mgh,根据动能定理,小球的动能减少了2mgh,故D正确。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 3.(2025·海南高考)某静电场电势φ在x轴上分布如图所示,图线关于φ轴对称,M、P、N是x轴上的三点,OM=ON;有一电子从M点由静止释放,仅受x方向的电场力作用,则下列说法正确的是 (　　) A.P点电场强度方向沿x负方向 B.M点的电场强度小于N点的电场强度 C.电子在P点的动能小于在N点的动能 D.电子在M点的电势能大于在P点的电势能 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 【解析】选D。由图可知在x正半轴沿+x方向电势降低,则电场强度方向沿x正方向,故A错误;φ-x图像斜率表示电场强度,由图可知M点的电场强度大小等于N点的电场强度,方向相反,故B错误;电子在电势低处电势能大,故电子在P点的电势能小于在N点的电势能,根据能量守恒可知,电子在P点的动能大于在N点的动能,故C错误;电子在电势低处电势能大,故电子在M点的电势能大于在P点的电势能,故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 4.静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系如图所示,x轴正方向为电场强度正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则 (　　) A.x2和x4处电势相等 B.点电荷由x1运动到x3的过程中电势能减小 C.点电荷由x1运动到x4的过程中静电力先增大后减小 D.x1与x2间的电势差大于x2与x3间的电势差 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 【解析】选C。由题图可知,x1右侧电场强度为负值,方向沿x轴负方向,故x2位置电势低于x4位置的电势,A项错误;从x1移动到x3的过程静电力沿x轴负方向,静电力做负功,电势能增大,B项错误;从x1到x4的过程电场强度先增大后减小,所以静电力先增大后减小,C项正确;图线与x轴围成的“面积”表示电势差,则x1与x2间的电势差小于x2与x3间的电势差,D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 5.(2025·大庆高二检测)一正电荷在电场中仅受静电力作用,从A点运动到B点,速度随时间变化的图像如图所示,tA、tB分别对应电荷在A、B两点的时刻,则下列说法中正确的是 (　　) A.A处的电场强度一定小于B处的电场强度 B.A处的电势一定低于B处的电势 C.电荷在A处的电势能一定大于在B处的电势能 D.从A到B的过程中,静电力对电荷做正功 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 【解析】选B。根据速度—时间图像的斜率表示加速度,可知电荷在A点的加速度大于在B点的加速度,因为只受静电力作用,故电荷在A点所受的静电力大于在B点所受的静电力,由F=Eq推知EA>EB,A错误;正电荷仅在静电力作用下速度减小,正电荷一定逆着电场线运动,沿着电场线方向电势降低,所以φA<φB,B正确;从A到B静电力做负功,电势能增大,C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 6.(2025·潮州高二检测)如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为m的带电小球以初速度v从M点竖直向上运动,通过N点时,速度大小为2v,方向与电场方向相反,不计空气阻力,则小球从M运动到N的过程 (　　) A.动能增加mv2 B.机械能增加mv2 C.重力势能增加mv2 D.电势能减少mv2 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 【解析】选C。小球从M运动到N的过程中,动能增加了ΔEk=m(2v)2-mv2=mv2,故A错误;到达N点时竖直方向速度为0,由匀变速直线运动规律得,小球上升的高度为h=,由动能定理得W电-mgh=ΔEk,解得W电=2mv2,机械能的增加量为ΔE=W电=2mv2,电势能减少了2mv2,故B、D错误,小球的重力势能增加了ΔEp=mgh=mv2,故C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 7.(10分)如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周的最低点。现有一质量为m、电荷量为-q且套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为2。求: (1)小球滑到C点时的速度大小;(5分) 答案:(1)　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 【解析】(1)因为B、C两点电势相等,故小球从B到C运动的过程中静电力做的功为零, 由几何关系可得BC的竖直高度为hBC= 根据动能定理有mg·=- 解得vC=。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 (2)若以C点为零电势点,试确定A点的电势。(5分) 答案:(2)- 【解析】(2)小球从A到C,重力和静电力均做正功, 所以由动能定理有mg·3R+W电= 根据静电力做功与电势能的关系得W电=EpA-EpC=-qφA-(-qφC), 又φC=0, 解得φA=-。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 【综合应用练】 8.(2025·温州高二检测)如图甲所示,在某电场中建立x坐标轴,A、B为x轴上的两点,其坐标分别为xA、xB。一电荷量为-q(q>0)的带电粒子仅在电场力作用下沿x轴运动,该粒子的动能Ek随其坐标x变化的关系如图乙所示。下列说法中正确的是(　　) A.A点的场强小于B点的场强 B.A点的场强EA= C.该带电粒子在A点时的电势能比在B点时小 D.A点的电势高于B点的电势 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 【解析】选B。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 9.如图所示,在原点O和x轴负半轴上坐标为-x1处分别固定两点电荷Q1、Q2(两点电荷的电荷量和电性均未知)。一带负电的试探电荷从坐标为x2处以一定的初速度沿x轴正方向运动,其电势能的变化情况已在图中绘出,图线与x轴交点的横坐标为x3,图线最高点对应的横坐标为x4,不计试探电荷受到的重力,则下列判断正确的是 (　　) A.点电荷Q1带负电 B.试探电荷在x2~x3之间受到的静电力沿x轴正方向 C.x3~x4之间的电场强度沿x轴正方向 D.两点电荷Q1、Q2电荷量的比值为 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 【解析】选C。试探电荷在x2~x4之间电势能增大,试探电荷受到的静电力对试探电荷做负功,所以试探电荷所受静电力沿x轴负方向,电场强度沿x轴正方向,B错误,C正确;由电场的分布特点可知,点电荷Q1带正电,点电荷Q2带负电,选项A错误;由题图可知x4处的电场强度为零,则=,解得=,D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 10.(12分)(2024·河北选择考)如图,竖直向上的匀强电场中,用长为L的绝缘细线系住一带电小球,在竖直平面内绕O点做圆周运动。图中A、B为圆周上的两点,A点为最低点,B点与O点等高。当小球运动到A点时,细线对小球的拉力恰好为0,已知小球的电荷量为q(q>0)、质量为m,A、B两点间的电势差为U,重力加速度大小为g,求: (1)电场强度E的大小。(6分) 答案:(1)　 【解析】(1)在匀强电场中,根据公式可得场强为E= 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 (2)小球在A、B两点的速度大小。(6分) 答案:(2)　 【解析】(2)在A点细线对小球的拉力为0,根据牛顿第二定律得Eq-mg=m A到B过程,根据动能定理得qU-mgL=m-m 联立解得vA= vB= 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选题清单 $