2023年江苏高考 物理大一轮复习 第八章 专题强化十四　电场性质的综合应用课件（64张PPT）

1、第八章静电场专题强化十四电场性质的综合应用目标要求1.学会处理电场中的功能关系.2.能解决电场中各种图像问题，理解图像斜率、面积等表示的物理意义并能解决相关问题.内容索引题型一电场中功能关系的综合问题题型二电场中的图像问题课时精练题型一电场中功能关系的综合问题电场中常见的功能关系(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量.(4)所有外力对物体所做的总功等于物体动能的变化量.例1(2022山西师大附中模拟)如图所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点，在这一运

2、动过程中克服重力做的功为2.0 J，静电力做的功为1.5 J.下列说法中正确的是A.粒子带负电B.粒子在A点的电势能比在B点少1.5 JC.粒子在A点的动能比在B点少0.5 JD.粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J由粒子运动的轨迹可知粒子带正电，A错误；粒子从A到B的过程中静电力做正功，所以电势能减小，B错误；根据动能定理得WWGEk0.5 J，所以粒子在A点的动能比在B点多0.5 J，C错误；静电力做正功，机械能增加，所以粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J，D正确.例2如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m、电荷量为q的物块从A点由静止开始下落，加速度为 ，下落高度H到B

3、点后与一轻弹簧接触，又下落 h后到达最低点C，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则带电物块在由A点运动到C点过程中，下列说法正确的是例3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 .求：(1)小球滑到C点时的速度大小；答案因为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总功为零.(2)若以

4、C点作为零电势点，试确定A点的电势.答案小球从A到C，重力和静电力均做正功，所以由动能定理有mg3RW电 0，又根据静电力做功与电势能的关系：W电EpAEpCqA(qC).又因为C0，可得A .题型二电场中的图像问题根据vt图像的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，可确定电荷所受静电力的方向与静电力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化.例4(2021江苏省1月适应性考试11)带电粒子碰撞实验中，t0时粒子A静止，粒子B以一定的初速度向A运动.两粒子的vt图像如图所示.仅考虑静电力的作用，且A、B未接触.则A.A粒子质量小于B粒子B.两粒子在t1时刻的电势能最大C.

5、A在t2时刻的加速度最大D.B在0t3时间内动能一直减小考向1电场中的vt图像两粒子仅受静电力作用，则该碰撞过程中A、B组成的系统动量守恒，由题图知，0t2时间内，由系统动量守恒可知，mBv0mAvA，因v0vA，则mBmA，A错误；t1时刻，两粒子的速度相等，系统损失动能最大，由能量守恒定律可知两粒子的电势能最大，B正确；t1时刻，两粒子距离最近，则两粒子间的静电力最大，故此时A的加速度最大，C错误；0t2，B的动能减少，t2t3，B的动能增加，D错误.1.沿x轴方向电场强度的大小等于x图线的切线斜率的绝对值，如果图线是曲线，电场为非匀强电场；如果图线是倾斜的直线，电场为匀强电场(如图).切

6、线的斜率为零时沿x轴方向电场强度为零.考向2x图像(电场方向与x轴平行)2.在x图像中可以直接判断各点电势的高低，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向，进而可以判断电荷在电场中的受力方向.(如图)3.电场中常见的x图像(1)点电荷的x图像(取无限远处电势为零)，如图.(2)两个等量异种点电荷连线上的x图像，如图.(3)两个等量同种点电荷的x图像，如图.例5两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的A、B两点，两点电荷连线上各点电势随坐标x变化的关系图像如图所示，其中P点电势最高，且xAP0，电场强度E沿x轴正方向；Eq2B.B、C间场强方向沿x轴负方向C.C点的电场强度大于A点的电场强度

7、D.将一个负点电荷从B点移到D点，静电力先做负功后做正功123456789101112由题图知从O到P电势能一直减小，试探电荷带正电，则电势一直降低，两个点电荷必定是异种电荷，故A错误；123456789101112从B到C，电势能增加，试探电荷带正电，则电势升高，根据沿电场线方向电势降低可知，B、C间电场强度方向沿x轴负方向，故B正确；根据Epx图像的切线斜率表示静电力，可知C点场强为零，A点的场强不等于零，则A点的场强大于C点的场强，故C错误；将一个负点电荷从B点移到D点，电势先升高后降低，电势能先减小后增大，静电力先做正功后做负功，故D错误.10.如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是

8、O，最低点是P，直径MN水平.a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点由静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零.则小球aA.从N到Q的过程中，重力与库仑力的合 力先增大后减小B.从N到P的过程中，速率先减小后增大C.从N到Q的过程中，电势能一直增加D.从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量123456789101112123456789101112小球a从N点静止释放，过P点后到Q点速度为零，整个运动过程只有重力和库仑力做功，库仑力方向与小球a速度方向夹角一直大于90，所以库仑力整个过程做负功.小球a从N到Q的过程中，库仑力增大，库

9、仑力与重力的夹角减小，所以它们的合力一直增大，故A错误；小球a受力如图所示，123456789101112在靠近N点的位置，合力与速度夹角小于90，在P点合力与速度夹角大于90，所以小球a从N到P的过程中，速率应先增大后减小，故B错误；从N到Q的过程中，库仑力一直做负功，所以电势能一直增加，故C正确；根据能量守恒可知，P到Q的过程中，动能的减少量等于重力势能和电势能的增加量之和，故D错误.11.(2021山东卷6)如图甲所示，边长为a的正方形，四个顶点上分别固定一个电荷量为q的点电荷；在0 x 区间，x轴上电势的变化曲线如图乙所示.现将一电荷量为Q的点电荷P置于正方形的中心O点，此时每个点电荷

10、所受库仑力的合力均为零.若将P沿x轴向右略微移动后，由静止释放，123456789101112以下判断正确的是123456789101112对y轴正向的点电荷，由平衡条件可得123456789101112因在0 x 区间内沿x轴正向电势升高，则场强方向沿x轴负向，则将P沿x轴正向向右略微移动后释放，P受到向右的库仑力而向右运动.故选C.12.(2018全国卷21改编)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4 VB.该电子可能到达不了平面fC.该电子经过平面d时，其电势能为4 eVD.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍123456789101112素养提升练因等势面间距相等，由UEd得相邻虚线之间电势差相等，由a