高考物理一轮总复习精品课件 第9章 静电场 课时规范练 第3讲 专题提升 电场中的功能关系和图像问题.ppt

123456789101234567891010.(2024江苏南通模拟)如图所示,两个电荷量均为+Q的点电荷位置固定不动,电荷量分别为+q和-q的两个点电荷用绝缘轻杆连接构成电偶极子,轻杆的长度远小于两个+Q之间的距离,电偶极子位于两个+Q中垂线上的O点,以O点为原点,向上为正方向建立x轴。在电偶极子上施加沿x轴的外力F(F方向向上为正),使其沿着中垂线缓慢向上移动,Ep表示电偶极子在移动过程中的电势能(忽略+q与-q的相互作用,不考虑重力)。下列F和Ep随轻杆中点的坐标x变化的图像正确的是()A.①和③ B.②和③ C.①和④ D.②和④B12345678910解析根据平行四边形定则,开始时电偶极子受到的静电力的合力向上,沿着中垂线缓慢向上移动,根据平衡条件,力F方向向下,随着电偶极子向上移动的过程中,静电力的合力逐渐减小,则F逐渐减小,F减小到0后又反向增大,当电偶极子向上移动到无穷远处,静电力的合力趋于0,F趋于0,则①错误,②正确;O点电势为0,则电偶极子初始时电势能为0,随着电偶极子向上移动的过程中,静电力的合力向上,逐渐减小到0后又反向增大,所以静电力的合力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,由于无穷远处电势能为0,所以电势能趋于0,则③正确,④错误。故选B。本课结束第3讲专题提升电场中的功能关系和图像问题12345678910基础对点练题组一电场中的功能问题1.(2023江苏南京模拟)范德格拉夫静电加速器结构如图所示,其工作原理是先通过传送带将正电荷传送到金属球壳(电荷在金属球壳均匀分布),使金属球与地面间产生几百万伏的高压,然后利用高压给绝缘管中的带电粒子加速。在加速管顶端A点无初速度释放一带电粒子,粒子经过B、C两点到达管底(B为AC中点)。不计粒子重力,仅考虑球壳产生电场的影响。下列说法正确的是()A.B点电势比C点电势低B.粒子从B点到C点的过程中电势能增大C.粒子在B点的加速度小于在C点的加速度D.粒子在AB与BC间的动能变化量不同D12345678910解析根据题意可知电场线方向沿着ABC的方向,沿着电场线方向电势逐渐降低,所以B点电势比C点电势高,粒子在加速过程中,动能增大,电势能减小,故A、B错误;电场线的疏密程度表示电场强度的大小,从A点到C点的过程中电场线逐渐稀疏,所以B点的电场强度大于C点的电场强度,根据牛顿第二定律可知,粒子在B点的加速度大于在C点的加速度,故C错误;因为从A点到C点的过程中电场强度逐渐减小,根据公式U=Ed可知,A、B两点间的电势差大于B、C两点间的电势差,所以粒子在A、B间的动能变化量大于在B、C间的动能变化量,故D正确。123456789102.如图所示,A、B、C、D为圆周上的四个点,AC和BD是相互垂直的两条直径,E、F分别是OA和OC的中点。在B点固定一个正点电荷,C点和D点分别固定一个负点电荷,三个点电荷电荷量相等。有一个电子在外力作用下从E点沿直线匀速运动到F点,不计电子的重力,则下列说法正确的是()A.电子在运动过程中,所受的外力大小不变,电势能不变且等于零B.E点处的电场强度方向与F点处的电场强度方向相同C.电子在运动过程中,静电力先做负功后做正功D.电子在运动过程中,外力始终做正功D12345678910解析空间电场可以看成B、D处等量异种点电荷产生的电场和C处点电荷产生的电场的叠加,可知B、D处等量异种点电荷产生的电场从E点到F点先增大后减小,C处点电荷产生的电场从E点到F点一直变大,所以从E点到F点的合电场强度大小不是恒定的,故电子在运动过程中,所受的静电力大小是变化的,则外力大小是变化的,B、D处等量异种点电荷产生的电场从E点到F点电势相等,C处点电荷产生的电场从E点到F点电势逐渐减小,所以电子在运动过程中电势能逐渐变大,故A错误;B、D处等量异种点电荷在E、F处产生的电场强度大小相等,方向都与BD方向平行,C处点电荷在E、F处产生的电场强度大小不等,方向都为E点指向F点,合成后可知E、F处的电场强度方向不相同,故B错误;B、D处等量异种点电荷在E、F间产生的电场方向与BD方向平行,电子在该场中从E点到F点,静电力不做功,外力不做功,电子在C处点电荷产生的电场中从E点运动到F点,静电力一直做负功,外力一直做正功,故C错误,D正确。123456789103.(2024河南开封模拟)如图所示,半径为R的光滑绝缘圆环固定在竖直面内,圆环上直径AB、CD之间的夹角为60°,OE与OB之间