人教版高考总复习一轮物理精品课件 第8单元 静电场 素养练12等效思想在电场中的应用(科学思维).ppt

素养练12等效思想在电场中的应用(科学思维)(多选)如图所示,用绝缘细线拴一带负电小球,在竖直平面内做圆周运动,匀强电场方向竖直向下。下列说法正确的是()A.小球可能做匀速圆周运动B.小球运动到最高点a时,线的拉力一定最小C.小球运动到最低点b时,速度一定最大D.小球运动到最高点a时,电势能最小AD

1234567解析带负电小球受到的静电力方向竖直向上,若静电力与重力平衡,则小球做匀速圆周运动,故A正确;若小球受到的静电力大于重力,则静电力和重力的合力方向竖直向上,则小球运动到最高点a时,速度最大,线的拉力最大,故B、C错误;带负电小球受到的静电力方向竖直向上,小球从最低点b运动到最高点a过程,静电力做正功,电势能减小,小球从最高点a运动到最低点b过程,静电力做负功,电势能增加,故小球运动到最高点a时,电势能最小,D正确。(多选)(2023浙江嘉兴高三质检)如图甲所示,一带正电的物块从粗糙程度不清楚的绝缘斜面上O点由静止滑下,途经P、Q两点,所在空间有方向平行于斜面向上的匀强电场,以O点为原点,选斜面底端为重力势能参考平面,作出物块从O至Q过程中的机械能E机随位移x变化的关系如图乙所示,其中O至P过程的图线为曲线,P至Q过程的图线为直线,运动中物块的电荷量不变,则()A.O至P过程中,物块做加速度减小的加速运动B.P至Q过程中,物块做匀加速直线运动C.P至Q过程中,摩擦力对物块做功的功率不变D.O至Q过程中,物块的重力势能与电势能之和不断减小BD

1234567解析由-(Ff+qE)x=E机-EO,得E机=EO-(Ff+qE)x,可知,E机-x图像斜率的绝对值表示摩擦力与静电力两个力的合力大小,根据图像可知,O至P过程中,图像斜率的绝对值逐渐减小,则摩擦力与静电力两个力的合力逐渐减小,由于物块静止向下滑动,根据mgsinθ-(Ff+qE)=ma1可知加速度逐渐增大,即O至P过程中,物块做加速度增大的加速运动,A错误;P至Q过程中,E机-x图像斜率一定,即摩擦力与静电力大小均一定,结合上述,P至Q过程中,物块做匀加速直线运动,B正确;P至Q过程中,物块做匀加速直线运动,物块速度增大,根据P=Ffv,结合上述可知,P至Q过程中,摩擦力对物块做功的功率逐渐增大,C错误;O至Q过程中,E总=EG+E电+Ek+Q,动能不断增大,摩擦力做功逐渐增多,产生的热量逐渐增多,则物块的重力势能与电势能之和不断减小,D正确。(多选)如图甲所示,用轻绳拴着一个质量为m、电荷量为+q的小球在竖直面内绕O点做圆周运动,竖直面内加有竖直向下的匀强电场,不计一切阻力,小球运动到最高点时的动能Ek与绳的拉力F间的关系如图乙所示,重力加速度为g,则()BD

1234567(2023浙江名校联考)如图所示,在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O,用一根长度为L=0.4m的绝缘细线把质量为m=0.20kg,带有q=6.0×10-4C正电荷的金属小球悬挂在O点,小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为θ=37°。已知A、C两点分别为细线悬挂小球的水平位置和竖直位置,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)求A、B两点间的电势差UAB。(2)将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放,求小球通过最低点C时细线对小球的拉力F的大小。(3)如果小球能绕O点做完整的圆周运动,求小球在A点时沿垂直于OA方向运动的初速度v0的大小。

1234567

1234567如图所示,第一象限中有沿x轴正方向的匀强电场,第二象限中有沿y轴负方向的匀强电场,两电场的电场强度大小相等。一个质量为m、电荷量为-q(q0)的带电质点以初速度v0从x轴上P(-L,0)点射入第二象限,已知带电质点在第一和第二象限中都做直线运动,并且能够连续两次通过y轴上的同一个点Q(未画出),重力加速度g为已知量。求:(1)初速度v0与x轴正方向的夹角;(2)P、Q两点间的电势差UPQ;(3)带电质点在第一象限中运动所用的时间。

1234567解析(1)由题意知,带电质点在第二象限做匀速直线运动,有qE=mg且由带电质点在第一象限做直线运动,有解得θ=45°。

1234567(2)P到Q的过程,由动能定理有qEL-mgL=0WPQ=qEL如图所示,两竖直虚线间距为L,之间存在竖直向下的匀强电场。自该区域的A点将质量为m、电荷量分别为q和-q(q0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿水平方向射出。小球进入电场区域,并从该区域的右边界离开。已知N离开电场时的位置与A点在同一高度;M刚离开电场时的动能为刚进入电场时动能的8倍。不计空气阻力,重力加速度大