2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí)講義 第6章 第2講 電場(chǎng)能的性質(zhì).doc

2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí)講義 第6章 第2講 電場(chǎng)能的性質(zhì)1電場(chǎng)力做功(1)特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功和路徑無關(guān)，只與初、末位置有關(guān)(2)計(jì)算方法WqEd，只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中d為沿電場(chǎng)線方向的位移WABqUAB，適用于任何形式的電場(chǎng)2電勢(shì)能(1)定義：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置時(shí)所做的功(2)靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量，WABEpAEpB.(3)電勢(shì)能的相對(duì)性，電勢(shì)能是相對(duì)的，通常把電荷在離場(chǎng)源電荷無窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在地球表面的電勢(shì)能規(guī)定為零(1)電場(chǎng)力做功與重力做功相似，均與路徑無關(guān)()(2)有電場(chǎng)力做功時(shí)，電荷的機(jī)械能也可能守恒()(3)正電荷的電勢(shì)能一定為正()知識(shí)二電勢(shì)與等勢(shì)面1電勢(shì)(1)定義式：.(2)矢標(biāo)性：電勢(shì)是標(biāo)量，其大小有正負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢(shì)比電勢(shì)零點(diǎn)高(或低)(3)相對(duì)性：電勢(shì)具有相對(duì)性，同一點(diǎn)的電勢(shì)因電勢(shì)零點(diǎn)選取的不同而不同2等勢(shì)面的特點(diǎn)(1)等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直，即跟場(chǎng)強(qiáng)的方向垂直(2)在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功(3)電場(chǎng)線總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面(4)等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，反之越小(1)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方電勢(shì)一定為零()(2)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，電場(chǎng)強(qiáng)度也越來越小()(3)等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小也相等()知識(shí)三電勢(shì)差1定義式：UAB.2電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系：UABAB.3影響因素電勢(shì)差UAB由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定，與移動(dòng)的電荷q及電場(chǎng)力做的功WAB無關(guān)，與零勢(shì)點(diǎn)的選取無關(guān)4勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系(1)電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系式：UEd，其中d為電場(chǎng)中兩點(diǎn)間沿電場(chǎng)線方向的距離(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和大?。弘妶?chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)方向是指電勢(shì)降低最快的方向在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向每單位距離上降低的電勢(shì)電勢(shì)、電勢(shì)能具有相對(duì)性，要確定電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)或電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的電勢(shì)能必須選取電勢(shì)零點(diǎn)，但電勢(shì)差和電勢(shì)能的變化具有絕對(duì)性，與電勢(shì)零點(diǎn)的選取無關(guān)1(多選)如圖621所示，a、b為某電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，那么以下結(jié)論正確的是()圖621A把正電荷從a移到b，電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減小B把負(fù)電荷從a移到b，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加C把負(fù)電荷從a移到b，電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能增加D不論正電荷還是負(fù)電荷，從a到b電勢(shì)能都逐漸降低【解析】若正電荷從a移到b，由于電場(chǎng)力方向和位移方向同向，電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減小，A對(duì)；若把負(fù)電荷從a移到b，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加，B對(duì)，C、D錯(cuò)【答案】AB2(多選)關(guān)于電勢(shì)差的計(jì)算公式，下列說法正確的是()A電勢(shì)差的公式UAB說明兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB與電場(chǎng)力做功WAB成正比，與移動(dòng)電荷的電荷量q成反比B把正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場(chǎng)力做正功，則有UAB>0C電勢(shì)差的公式UAB中，UAB與移動(dòng)電荷的電荷量q無關(guān)D電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB等于把正電荷q從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功【解析】電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是一個(gè)定值，不會(huì)隨著電場(chǎng)力做的功WAB和移動(dòng)電荷的電荷量q的變化而變化，故A錯(cuò)，C對(duì)；又由UAB知，電場(chǎng)力做正功，q為正電荷，則電勢(shì)差為正，即B正確；電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB等于把單位正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功，故D錯(cuò)誤【答案】BC圖6223如圖622所示，一電場(chǎng)中有一粒子源發(fā)射出a、b、c三種粒子，其中實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，下列說法正確的是()Aa粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能在增加Bc粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能在減小C電場(chǎng)力對(duì)a做負(fù)功D電場(chǎng)力對(duì)c做負(fù)功【解析】從運(yùn)動(dòng)軌跡看，a粒子帶負(fù)電，b粒子不帶電，c粒子帶正電，它們都朝電場(chǎng)力的方向偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力都做正功，電勢(shì)能都減小B對(duì)【答案】B4(多選)(xx江蘇高考)將一電荷量為Q的小球放在不帶電的金屬球附近，所形成的電場(chǎng)線分布如圖623所示，金屬球表面的電勢(shì)處處相等a、b為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，則()圖623Aa點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大Ba點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高C檢驗(yàn)電荷q在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的大 D將檢驗(yàn)電荷q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功【解析】由題圖可知，a處電場(chǎng)線比b處密，所以Ea>Eb，選項(xiàng)A正確；沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)不斷降落，a點(diǎn)電勢(shì)高于不帶電金屬球的電勢(shì)，不帶電金屬球的電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)，所以a>b，選項(xiàng)B正確；負(fù)電荷在高電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)能小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；檢驗(yàn)電荷q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí)，電勢(shì)能增大，故電場(chǎng)力做負(fù)功，選項(xiàng)D正確【答案】ABD5(xx上海高考)兩異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的部分等勢(shì)面如圖624所示，已知A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)若位于a、b處點(diǎn)電荷的電荷量大小分別為qa和qb，則()圖624Aa處為正電荷，qa<qbBa處為正電荷，qa>qbCa處為負(fù)電荷，qa<qb Da處為負(fù)電荷，qa>qb【解析】圖為異種點(diǎn)電荷的等勢(shì)面分布，又知A>B，因此a處為正電荷，b處為負(fù)電荷，等勢(shì)面密集處靠近b電荷，故qa>qb，選項(xiàng)B正確【答案】B考點(diǎn)一 49電勢(shì)高低與電勢(shì)能大小的判斷一、電勢(shì)高低的判斷1依據(jù)電場(chǎng)線方向：沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低2依據(jù)電場(chǎng)力做功：根據(jù)UAB，將WAB、q的正負(fù)號(hào)代入，由UAB的正負(fù)判斷A、B的高低3依據(jù)場(chǎng)源電荷的正負(fù)：取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，正電荷周圍電勢(shì)為正值，負(fù)電荷周圍電勢(shì)為負(fù)值；靠近正電荷處電勢(shì)高，靠近負(fù)電荷處電勢(shì)低二、電勢(shì)能大小的判斷1做功判斷法：電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減??；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加2電荷電勢(shì)法：正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大，負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大3公式法：由Epqp，將q、p的大小、正負(fù)號(hào)一起代入公式，Ep的正值越大，電勢(shì)能越大；Ep的負(fù)值越小，電勢(shì)能越大4能量守恒法：在電場(chǎng)中，若只有電場(chǎng)力做功時(shí)，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小；反之，動(dòng)能減小，電勢(shì)能增加1個(gè)示范例(xx鄭州大學(xué)附中檢測(cè))兩個(gè)等量同種電荷固定于光滑水平面上，其連線中垂線上有A、B、C三點(diǎn)，如圖625甲所示一個(gè)電量為2 C，質(zhì)量為1 kg的小物塊從C點(diǎn)靜止釋放，其運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖乙所示，其中B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線)則下列說法正確的是()甲乙圖625AB點(diǎn)為中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)E2 V/mB由C到A的過程中物塊的電勢(shì)能先減小后變大C由C到A的過程中，電勢(shì)逐漸升高DA、B兩點(diǎn)電勢(shì)差UAB5 V【解析】由圖乙知，小物塊在B點(diǎn)時(shí)加速度最大，故B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大，加速度大小為2 m/s2，據(jù)qEma得E1 V/m，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由C到A的過程中小物塊的動(dòng)能一直增大，電勢(shì)能始終在減小，故電勢(shì)逐漸降低，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理有qUABmvmv，解得：UAB5 V，選項(xiàng)D正確【答案】D1個(gè)預(yù)測(cè)例(多選)(xx山東高考)如圖626所示，在x軸上相距為L(zhǎng)的兩點(diǎn)固定兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷Q、Q，虛線是以Q所在點(diǎn)為圓心、為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個(gè)點(diǎn)，其中a、c兩點(diǎn)在x軸上，b、d兩點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱下列判斷正確的是()圖626Ab、d兩點(diǎn)處的電勢(shì)相同B四個(gè)點(diǎn)中c點(diǎn)處的電勢(shì)最低Cb、d兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度相同D將一試探電荷q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn)，q的電勢(shì)能減小【審題指導(dǎo)】(1)聯(lián)想等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布特點(diǎn)(2)充分利用a、b、c、d各點(diǎn)的幾何特性(3)抓住電勢(shì)是標(biāo)量，電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量的特點(diǎn)【解析】根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線及等勢(shì)線的分布可知b、d兩點(diǎn)電勢(shì)相同，電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向不同，選項(xiàng)A對(duì)，C錯(cuò)c點(diǎn)電勢(shì)為0，由a經(jīng)b到c，電勢(shì)越來越低，正電荷由a經(jīng)b到c電勢(shì)能越來越小，選項(xiàng)B、D對(duì)【答案】ABD考點(diǎn)二 50勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系應(yīng)用應(yīng)用“一式二推論”巧解電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差相關(guān)的問題一、一式E，其中d是沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向上的距離二、二推論圖627推論1：如圖627所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中任一線段AB的中點(diǎn)C的電勢(shì)，等于兩端點(diǎn)電勢(shì)的等差中項(xiàng)，即C證明：設(shè)ACCBd，則ACEdcos ，CBEdcos 所以有：C.圖628推論2：如圖628所示，若勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩線段ABCD且ABCD，則ABCD.證明：設(shè)ABCDd，則ABEdcos ，CDEdcos 所以有：ABCD.1個(gè)示范例(xx安徽高考)如圖629所示，在平面直角坐標(biāo)系中，有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為0 V，點(diǎn)A處的電勢(shì)為6 V，點(diǎn)B處的電勢(shì)為3 V，則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為()圖6291個(gè)預(yù)測(cè)例圖6210如圖6210所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)，在以它們?yōu)轫旤c(diǎn)的三角形中，a30，c90，電場(chǎng)方向與三角形所在平面平行已知a、b和c點(diǎn)的電勢(shì)分別為(2)V、(2) V和2 V該三角形的外接圓上最低、最高電勢(shì)分別為()A200 V/mB200 V/mC100 V/m D100V/m【解析】在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿某一方向電勢(shì)降落，則在這一方向上電勢(shì)均勻降落，故OA的中點(diǎn)C的電勢(shì)C3 V(如圖所示)，因此B、C為等勢(shì)面O點(diǎn)到BC的距離dOCsin ，而sin ，所以dOC1.5102 m根據(jù)E得，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E V/m200 V/m，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤【答案】A1個(gè)預(yù)測(cè)例A(2) V、(2) VB0、4 VC(2) V、(24) V D0、2 V【審題指導(dǎo)】該題中的幾何關(guān)系比較重要：(1)畫出abc的外接圓，發(fā)現(xiàn)圓心O的電勢(shì)與C點(diǎn)電勢(shì)相等(2)由等勢(shì)線OC畫出過O點(diǎn)電場(chǎng)線，從而確定電勢(shì)最高，最低的位置【解析】如圖，圓心O是ab的中點(diǎn)，所以圓心O點(diǎn)的電勢(shì)為2 V，所以O(shè)c是等勢(shì)線，則電場(chǎng)線如圖中MN所示，方向由M指向N.沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)均勻降低，M點(diǎn)電勢(shì)最高，N點(diǎn)電勢(shì)最低，設(shè)圓的半徑為R，則UMNE2R，Uba2ERcos 302V，故UMN4 V過圓心的電勢(shì)為2 V，則圓周上電勢(shì)最低為0，最高為4 V，選B.【答案】B(1)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)沿直線是均勻變化的，即直線上距離相等的線段兩端的電勢(shì)差值相等(2)等分線段找等勢(shì)點(diǎn)法：將電勢(shì)最高點(diǎn)和電勢(shì)最低點(diǎn)連接后根據(jù)需要平分成若干段，必能找到第三點(diǎn)電勢(shì)的等勢(shì)點(diǎn)，它們的連線即等勢(shì)面(或等勢(shì)線)，與其垂直的線即為電場(chǎng)線考點(diǎn)三 51電場(chǎng)線、等勢(shì)線、軌跡線的綜合問題一、幾種常見的典型電場(chǎng)的等勢(shì)面比較電場(chǎng)等勢(shì)面(實(shí)線)圖樣重要描述勻強(qiáng)電場(chǎng)垂直于電場(chǎng)線的一簇平面點(diǎn)電荷的電場(chǎng)以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)連線的中垂線上的電勢(shì)為零等量同種正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)連線上，中點(diǎn)電勢(shì)最低，而在中垂線上，中點(diǎn)電勢(shì)最高二、此類問題的解題方法可歸納為以下幾點(diǎn)1運(yùn)動(dòng)粒子的曲線軌跡必定向電場(chǎng)力方向彎曲，即電場(chǎng)力方向指向曲線的內(nèi)側(cè)，且運(yùn)動(dòng)軌跡必定在v和F之間先畫出入射點(diǎn)的軌跡切線，即畫出初速度的方向；再根據(jù)軌跡的彎曲方向，確定電場(chǎng)力方向2電場(chǎng)線和等勢(shì)面垂直，電場(chǎng)線從高電勢(shì)指向低電勢(shì)3先根據(jù)電場(chǎng)線的方向以及疏密情況，確定場(chǎng)強(qiáng)及電性情況，定性判斷電場(chǎng)力(或加速度)的大小和方向；再根據(jù)電場(chǎng)力方向與速度方向的關(guān)系來判斷速度的變化情況以及運(yùn)動(dòng)性質(zhì)4根據(jù)電場(chǎng)力方向與速度方向的關(guān)系來判斷電場(chǎng)力做功情況及判斷電勢(shì)能的變化情況，另外可以通過能量的轉(zhuǎn)化和守恒確定電勢(shì)能及動(dòng)能的變化情況1個(gè)示范例圖6211(xx天津高考)兩個(gè)固定的等量異號(hào)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖6211中虛線所示，一帶負(fù)電的粒子以某一速度從圖中A點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入電場(chǎng)在紙面內(nèi)飛行，最后離開電場(chǎng)，粒子只受靜電力作用，則粒子在電場(chǎng)中()A做直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大B做直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小C做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大D做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小【解析】帶負(fù)電的粒子以速度v進(jìn)入電場(chǎng)后，電場(chǎng)力的方向與v的方向不在一條直線上，故帶負(fù)電的粒子做曲線運(yùn)動(dòng)，先由低電勢(shì)面運(yùn)動(dòng)到高電勢(shì)面，然后由高電勢(shì)面運(yùn)動(dòng)到低電勢(shì)面，所以電勢(shì)能先減小后增大，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤【答案】C1個(gè)預(yù)測(cè)例圖6212(xx遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)檢測(cè))如圖6212所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷連線上有D、E、F三點(diǎn)，且DEEF.K、M、L分別為過D、E、F三點(diǎn)的等勢(shì)面一不計(jì)重力的帶負(fù)電粒子，從a點(diǎn)射入電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，以|Wab|表示該粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)電場(chǎng)力做功的數(shù)值，以|Wbc|表示該粒子從b點(diǎn)到c點(diǎn)電場(chǎng)力做功的數(shù)值，則()A|Wab|Wbc|B|Wab|Wbc|C粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn)，動(dòng)能減少 Da點(diǎn)的電勢(shì)較b點(diǎn)的電勢(shì)低【審題指導(dǎo)】解答該題應(yīng)注意：(1)DEEF而|UDE|UEF|.(2)K、M、L為等勢(shì)線，非電場(chǎng)線(3)粒子帶負(fù)電，且不計(jì)重力【解析】由等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線特點(diǎn)可知靠近電荷處電場(chǎng)強(qiáng)度大，類比公式UEd知|Uab|Ubc|，而WqU，所以|Wab|Wbc|，則A、B均錯(cuò)誤；從帶負(fù)電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知該粒子從a點(diǎn)到c點(diǎn)受到大體向左的作用力，故左側(cè)為正電荷，從左向右電勢(shì)降低，則D錯(cuò)誤；粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，動(dòng)能減少，則C正確【答案】C考點(diǎn)四 052電場(chǎng)中的功能關(guān)系一、功能關(guān)系1若只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變2若只有電場(chǎng)力和重力做功，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變3除重力外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化4所有力對(duì)物體所做功的代數(shù)和，等于物體動(dòng)能的變化二、電場(chǎng)力做功的計(jì)算方法1由公式WFlcos 計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)可變形為：WqElcos .2由WqU來計(jì)算，此公式適用于任何形式的靜電場(chǎng)3由動(dòng)能定理來計(jì)算：W電場(chǎng)力W其他力Ek.4由電勢(shì)能的變化來計(jì)算：WABEpAEpB.圖6213(多選)如圖6213所示，豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上，上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球，小球與彈簧不連接，施加外力F將小球向下壓至某位置靜止現(xiàn)撤去F，小球從靜止開始運(yùn)動(dòng)到離開彈簧的過程中，重力、電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功分別為W1和W2，小球離開彈簧時(shí)速度為v，不計(jì)空氣阻力，則上述過程中()A小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B小球的重力勢(shì)能增加W1C小球的機(jī)械能增加W1mv2D小球的電勢(shì)能減少W2【解析】本題考查勢(shì)能大小和機(jī)械能守恒定律由于電場(chǎng)力做正功，故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加，機(jī)械能不守恒，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；重力做功是重力勢(shì)能變化的量度，由題意知重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，故B選項(xiàng)正確；小球增加的機(jī)械能在數(shù)值上等于彈簧的彈力和電場(chǎng)力所做的功，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)力做功是電勢(shì)能變化的量度，電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減少，電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)能增加，故D選項(xiàng)正確【答案】BD在解決電場(chǎng)中的能量問題時(shí)常用到的基本規(guī)律有動(dòng)能定理、能量守恒定律，有時(shí)也會(huì)用到功能關(guān)系(1)應(yīng)用動(dòng)能定理解決問題需研究合外力的功(或總功)(2)應(yīng)用能量守恒定律解決問題需注意電勢(shì)能和其他形式能之間的轉(zhuǎn)化(3)應(yīng)用功能關(guān)系解決該類問題需明確電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系.靜電場(chǎng)中涉及圖象問題的應(yīng)對(duì)策略和技巧一、圖象的三種主要類型(1)vt圖象；(2)x圖象；(3)Et圖象二、應(yīng)對(duì)策略1vt圖象：根據(jù)vt圖象的速度變化、斜率變化(即加速度大小的變化)，確定電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)力的大小變化情況，進(jìn)而確定電場(chǎng)的方向、電勢(shì)的高低及電勢(shì)能的變化2x圖象：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于x圖線的斜率大小，電場(chǎng)強(qiáng)度為零處，x圖線存在極值，其切線的斜率為零(2)在x圖象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢(shì)的大小，并可根據(jù)電勢(shì)大小關(guān)系確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向(3)在x圖象中分析電荷移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能的變化，可用WABqUAB，進(jìn)而分析WAB的正負(fù)，然后作出判斷3Et圖象：根據(jù)題中給出的Et圖象，確定E的方向的正負(fù)，再在草紙上畫出對(duì)應(yīng)電場(chǎng)線的方向，根據(jù)E的大小變化，確定電場(chǎng)的強(qiáng)弱分布1個(gè)示范例空間有一沿x軸對(duì)稱分布的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖6214所示下列說法正確的是()圖6214AO點(diǎn)的電勢(shì)最低Bx2點(diǎn)的電勢(shì)最高Cx1和x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等Dx1和x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等【解析】本題考查同種點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)分布特點(diǎn)和等勢(shì)面情況由Ex圖象可知，該電場(chǎng)為等量同種點(diǎn)電荷連線的中垂線上的電場(chǎng)分布情況，按正向電場(chǎng)為正，負(fù)向電場(chǎng)為負(fù)可知此為兩等量正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，O點(diǎn)的電勢(shì)最高，A錯(cuò)；x2點(diǎn)的電勢(shì)不是最高，B錯(cuò)；x1和x1為連線的兩個(gè)對(duì)稱點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)大小相等，電勢(shì)相等，C對(duì)；x1、x3兩點(diǎn)雖然場(chǎng)強(qiáng)相等，但不在同一等勢(shì)面上，電勢(shì)不等，D錯(cuò)【答案】C1個(gè)方法練(xx上海高考)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷位于x軸上，相對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱分布，正確描述電勢(shì)隨位置x變規(guī)律的是()【解析】等量異種電荷的電場(chǎng)線分布如圖所示正、負(fù)電荷在連線中點(diǎn)處產(chǎn)生的電勢(shì)一正一負(fù)，故此處即坐標(biāo)原點(diǎn)處的總電勢(shì)為零，又順電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，因此，在坐標(biāo)原點(diǎn)左側(cè)，各點(diǎn)的電勢(shì)都大于零；在坐標(biāo)原點(diǎn)右側(cè)，各點(diǎn)的電勢(shì)都小于零，正電荷處電勢(shì)最高，負(fù)電荷處電勢(shì)最低，無窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零因此，選項(xiàng)A正確【答案】A考查等高與能量守恒1.圖6215(xx安徽模擬)如圖6215所示，虛線1、2、3、4為靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面，相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，其中等勢(shì)面3的電勢(shì)為零，一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26 eV和5 eV.當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置，其電勢(shì)能變?yōu)? eV時(shí)，它的動(dòng)能應(yīng)為()A8 eVB13 eVC20 eV D34 eV【解析】由于正電荷由a到b動(dòng)能減小了21 eV，而電場(chǎng)中機(jī)械能和電勢(shì)能總和不變，故在等勢(shì)面3的動(dòng)能應(yīng)為12 eV012 eV.當(dāng)在所求位置時(shí)，因?yàn)殡妱?shì)能為8 eV，所以動(dòng)能為12 eV(8 eV)20 eV，故C正確【答案】C勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系2(xx安徽高考)如圖6216所示，在xOy平面內(nèi)有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑R0.1 m的圓，P為圓周上的一點(diǎn)，O、P兩點(diǎn)連線與x軸正方向的夾角為.若空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E100 V/m，則O、P兩點(diǎn)的電勢(shì)差可表示為()圖6216AUOP10sin (V)BUOP10sin (V)CUOP10cos (V) DUOP10cos (V)【解析】根據(jù)“沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低”可知，OP，UOP0；根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系UEd可知，UOPERsin 10sin (V)，選項(xiàng)A正確【答案】A等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)、電勢(shì)分布特點(diǎn)3(多選)(xx山東高考)如圖6217所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點(diǎn)所在直線平行于兩電荷的連線，且a和c關(guān)于MN對(duì)稱、b點(diǎn)位于MN上，d點(diǎn)位于兩電荷的連線上以下判斷正確的是()圖6217Ab點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)Bb點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)Ca、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D試探電荷q在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能【解析】如圖所示，兩電荷連線的中點(diǎn)位置用O表示，在中垂線MN上，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大，在兩電荷之間連線上，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小，即Eb<EO，EO<Ed，故Eb<Ed，A錯(cuò)誤，B正確等量異種電荷的電場(chǎng)中，電場(chǎng)線、等勢(shì)線均具有對(duì)稱性，a、c兩點(diǎn)關(guān)于MN對(duì)稱，UabUbc，C正確試探電荷q從a移到c，遠(yuǎn)離正電荷，靠近負(fù)電荷，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，D錯(cuò)誤另一種理解方法：a點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)電勢(shì)，試探電荷q在a處的電勢(shì)能大，在c處的電勢(shì)能小，D錯(cuò)誤【答案】BC帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡問題分析圖62184(xx重慶高考)如圖6218所示，高速運(yùn)動(dòng)的粒子被位于O點(diǎn)的重原子核散射，實(shí)線表示粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，M、N和Q為軌跡上的三點(diǎn)，N點(diǎn)離核最近，Q點(diǎn)比M點(diǎn)離核更遠(yuǎn)，則()A粒子在M點(diǎn)的速率比在Q點(diǎn)的大B三點(diǎn)中，粒子在N點(diǎn)的電勢(shì)能最大C在重核產(chǎn)生的電場(chǎng)中，M點(diǎn)的電勢(shì)比Q點(diǎn)的低D粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)它做的總功為負(fù)功【解析】利用動(dòng)能定理可判斷粒子的速率大小由電勢(shì)的高低可判斷電勢(shì)能的大小重原子核帶正電，離核越近，電勢(shì)越高，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同一正電荷電勢(shì)越高，其電勢(shì)能越大，選項(xiàng)B正確；帶正電的粒子在從M點(diǎn)到Q點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做的總功為正功，據(jù)動(dòng)能定理知，其速率增大，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤【答案】B電場(chǎng)力做功、電勢(shì)能變化問題5(多選)(xx廣東高考)圖6219圖6219是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場(chǎng)后，分落在收集板中央的兩側(cè)對(duì)礦粉分離的過程，下列表述正確的有()A帶正電的礦粉落在右側(cè)B電場(chǎng)力對(duì)礦粉做正功C帶負(fù)電的礦粉電勢(shì)能變大D帶正電的礦粉電勢(shì)能變小【解析】由題圖可知，電場(chǎng)方向水平向左，帶正電的礦粉所受電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向相同，所以落在左側(cè)；帶負(fù)電的礦粉所受電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向相反，所以落在右側(cè)選項(xiàng)A錯(cuò)誤無論礦粉所帶電性如何，礦粉均向所受電場(chǎng)力方向偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力均做正功，選項(xiàng)B正確；電勢(shì)能均變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確【答案】BD