《功能关系与能量守恒专题.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《功能关系与能量守恒专题.doc（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、功能关系与能量守恒专题电场和带电粒子在电场中的运动专题考情分析一、知识热门1、单独命题（ 1）库仑力作用下均衡问题。（2）电场的叠加问题。（3）电势高低与电势能大小的判断。（ 4）带电粒子在电场中的加速偏转等问题。2、交汇命题（ 1）结合v-t,U-t，-x等图象综观察电场方向，电势高低，电势能变化。结合应用图像的周期性，牛顿运动定律，动能定理，功能关系解决带电粒子在复合场中运动问题。二、物理方法1、对称法2、叠加法3、等效法4、等效法三、命题趋向2015年全国课标卷选择题型，单独命题（15小题观察匀强电场的电势高低，电场力做功），2016年全国课标卷选择题型，单独命题（14小题观察电容器动向
2、变化，20小题观察带电液滴复合场中运动）。2017年高考中，对本章的观察仍将是热门之一。主要以选择题的方式观察静电场的基本知识，以综合题的方式观察静电场知识与其余知识的综合应用。精典题组1.(安徽高考)一带电粒子在电场中仅受静电力作用,做初速度为零的直线运动,取该直线为x轴,初步点O为坐标原点,其电势能Ep与位移x的关系以以下图,以下图像中合理的是()【解题指南】解答本题注意以下三点:(1)电场力做功与电势能的关系:W电=-Ep=EpO-Ep,则Ep=EpO-W电。(2) 依据动能定理有W电=Ek-0,则Ek=W电。(3) 依据电势能Ep与位移x的关系图像,分析斜率代表的意义。【分析】选D。依
3、据电场力做功与电势能的关系:W电=-Ep=EpO-Ep,则Ep=EpO-W电,则粒子的电势能随位移变化的图像斜率绝对值对应粒子所受的静电力大小,故可知电场力、电场强度及粒子的加速度大小随位移的增添而减小,所以选项A错误,选项D正确;依据动能定理有W电=Ek-0,则Ek=W电,则粒子的动能随位移变化的斜率绝对值对应电场力的大小,应选项B错误;粒子沿x轴的运动是一个加速度减小的加速运动,故速度与位移不是线性关系,选项C错误。2.(重庆高考)以以下图为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线,两电子分别从a、b两点运动到c点,设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb,a、b点的电场强度大
4、小分别为Ea和Eb,则()A.Wa=Wb,EaEbB.WaWb,EaEbC.Wa=Wb,EaEbD.WaWb,EaEb,应选A。【误区警示】本题简单在审图时出现错误,不清楚a、b两点位于同一条等势线上,而以为Uac和Ubc不相等而错选B。3.江苏物理卷一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹以以下图，图中左边前三个等势面相互平行，不计粒子的重力以下说法正确的有()A 粒子带负电荷B粒子的加速度先不变，后变小C粒子的速度不停增大D粒子的电势能先减小，后增大【分析】依据电场线与等势面垂直并指向电势低的等势面，可大体画出电场线的形状，在电场力的作用下粒子轨迹向下曲折，依据曲线运
5、动的特色，可以说明电场力指向轨迹内侧，与场强方向相反，所以粒子带负电，A正确；等势面先是平行等距，后变得稀少，则电场强度先是不变，后变小，即电场力(加速度)先不变，后变小，B正确；依据电场力做功WqU，电场力做负功，所以粒子速度不停减小，C错误；电场力一直做负功，由功能关系可知，粒子电势能一直增添，所以D错误4.(上海高考)如图,一对平行金属板水平搁置,板间距为d,上板一直接地。长度为d、质量2均匀的绝缘杆,上端可绕上板中央的固定轴O在竖直平面内转动,下端固定一带正电的轻质小球,其电荷量为q。当两板间电压为U1时,杆静止在与竖直方向OO夹角=30的地址;若两金属板在竖直平面内同时绕O、O顺时针
6、旋转=15至图中虚线地址时,为使杆仍在原地址静止,需改变两板间电压。假定两板间一直为匀强电场。求:(1) 绝缘杆所受的重力G;(2) 两板旋转后板间电压U2。(3) 在求前后两种状况中带电小球的电势能W1与W2时,某同学以为因为在两板旋转过程中带电小球地址未变,电场力不做功,所以带电小球的电势能不变。你若以为该同学的结论正确,计算该电势能;你若以为该同学的结论错误,说明原由并求W1与W2。【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)杆遇到的重力力矩与球遇到的电场力力矩均衡;(2) 当板旋转角度时,板间电场强度发生变化,电场的零势能面改变,带电小球的电势能也改变。【分析】(1)设杆长为L,杆遇到的重
7、力力矩与球遇到的电场力力矩均衡,LqU1Lsin30Gsin30d22qU1解得Gd(2) 金属板转过角后,相同满足力矩均衡,有GLsin30qU2Lsin452dcos15联立式解得U2sin30cos15U131U1sin454(3) 该同学的结论错误。因为上板接地,当板旋转角度时,板间电场强度发生变化,电场的零势能面改变了,带电小球所在处相对零势能面的地址也改变了。所以,带电小球的电势能也改变了。设带电小球与零势能面间的电势差为U,金属板转动前U1Lcos30U13U1,d4电势能W1qU13qU1。4金属板转动后U2Lcos45U21U1,dcos154电势能W2qU21qU1。4答案
8、:(1)2qU1(2)31U1(3)见分析d4达标演练1【德州模拟】如右以下图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，实线为一个带负电的质点仅在电场力作用下经过该地域的运动轨迹，是轨迹上的两点以下说法中正确的选项是()P、QA三个等势面中，等势面c的电势最低B带电质点必定是从Q点向P点运动C带电质点经过P点时的加速度比经过Q点时大D带电质点经过P点时的动能比经过Q点时小2【苏北模拟】某电场的电场线分布如右以下图所示，以下说法正确的选项是()Aa点的电势高于b点的电势Bc点的电场强度大于d点的电场强度C若将一正尝试电荷由a点移到b点，电场力做负功D若将一负尝试电荷由c
9、点移到d点，电势能增添3【濮阳一模】如右以下图所示，在粗糙的斜面上固定一点电荷放带有恒定电荷的小物块，小物块在Q的电场中沿斜面运动到过程中，以下说法正确的选项是()Q，在M点无初速度释N点停下则从M到N的A小物块所受的电场力减小B小物块的电势能可能增添CM点的电势必定高于N点的电势D小物块电势能变化量的大小必定小于战胜摩擦力做的功4【温州模拟】一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合开关悬线与竖直方向夹角为，如右以下图所示以下方法中能使夹角S，电容器充电后，减小的是()A保持开关闭合，使两极板凑近一些B保持开关闭合，使滑动变阻器滑片向右挪动C保持开关闭合，使两极板远离一些D断开开关，使两极板凑近一些5泰安模拟在电场强度为E的匀强电场中，有一条与电场线平行的直线，如右以下图中虚线所示直线上有两个静止的小球A和B(均可视为质点)，两小球的质量均为m，A球带电量为q，B球不带电开始时两球相距L，在电场力的作用下，A球开始沿直线运动，并与B球发生正对碰撞，碰撞中A、B两球的总动能无损失设每次碰撞后A、B两球速度互换，碰撞时，A、B两球间无电荷转移，且不考虑重力及两球间的万有引力，不计碰撞时间，问：(1)A球经过多长时间与(2)再经过多长时间AB球发生第一次碰撞？球与B球发生第二次碰撞？参照答案4.C5t12mLt22t122mLEqEq
