专题1.3 电场中的功能关系问题-2019届高考物理一轮复习之热点题型

电场中的功能关系问题 1．求电场力做功的四种方法 (1)定义式：WAB＝Flcos α＝qEd(适用于匀强电场)。 (2)电势的变化：W＝qUAB＝q(φA－φB)。 (3)动能定理：W电＋W其他＝ΔEk。[来源:学+科+网Z+X+X+K] (4)电势能的变化：WAB＝－ΔEpBA＝EpA－EpB。 2．电场中的功能关系 (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)除重力外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的增量。 (4)所有外力对物体所做的总功，等于物体动能的变化。 【典例1】(2015·全国Ⅱ卷)如图，一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°。不计重力。求A、B两点间的电势差。 【典例2】(2018·成都外国语学校检测)如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方的P点，固定一电荷量为＋Q的点电荷。一质量为m、带电荷量为＋q的物块(可视为质点的检验电荷)，从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v。已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ(取无穷远处电势为零)，P到物块的竖直距离为h，P、A连线与水平轨道的夹角为60°，k为静电常数，下列说法正确的是(　　) A．点电荷＋Q产生的电场在B点的电场强度大小为E＝ B．物块在A点时受到轨道的支持力大小为mg＋ C．物块在A点的电势能为EpA＝Qφ D．点电荷＋Q产生的电场在B点的电势为φB＝φ＋ 【跟踪训练】 1. (2018·贵州黔东南州模拟) 如图所示，在方向水平向右的匀强电场中，一不可伸长的长度为L的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点，当小球静止在B点时，细线与竖直方向的夹角θ＝37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，则(　　) A．小球带负电 B．匀强电场电场强度的大小为 C．电场中A、B两点的电势差为 D．当小球从A点由静止释放至B点，电场力做负功，则小球经B点时的速度大小为 2. 如图所示，一根长L＝1.5 m的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为E＝1.0×105 N/C、与水平方向成θ＝30°角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q＝＋4.5×10－6 C，另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q＝＋1.0×10－6 C，质量m＝1.0×10－2 kg。现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动(静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，取g＝10 m/s2)。 (1) 小球B开始运动时的加速度为多大？ (2) 小球B的速度最大时，距M端的高度h1为多大？ (3) 小球B从N端运动到距M端的高度h2＝0.61 m时，速度为v＝1.0 m/s，求此过程中小球B的电势能改变了多少？ 高考+模拟综合提升训练 1.(2018全国卷I ，21) 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[来源:学科网] 2. (2018全国卷II ，21) 如图,同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中,电场方向与此平面平行,M为a、c连线的中点,N为b、d连线的中点。一电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点,其电势能减小W1;若该粒子从c点移动到d点,其电势能减小W2。下列说法正确的是 (　　) A.此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行 B.若该粒子从M点移动到N点,则电场力做功一定为 C.若c、d之间的距离为L,则该电场的场强大小一定为[来源:学科网] D.若W1=W2,则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差 3． (2017全国Ⅲ卷) 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是(　　) A．电场强度的大小为2.5 V/cm B．坐标原点处的电势为1 V[来源:学,科,网] C．电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D．电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV 4．（2017-2018广东省汕头市达濠华侨中学高二上期末考试） 如图所示，水平向右的匀强电场中，一带电粒子从A点以竖直向上的初速度开始运动，经最高点B后回到与A在同