
01、考情透視,目標(biāo)導(dǎo)航TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc31537" 02、知識導(dǎo)圖,思維引航 PAGEREF _Tc31537 \h 1
\l "_Tc4664" 03、考點突破,考法探究 PAGEREF _Tc4664 \h 2
\l "_Tc3482" 考點一 電場中的功能關(guān)系 PAGEREF _Tc3482 \h 2
\l "_Tc5719" 考點二 電場中的圖像問題 PAGEREF _Tc5719 \h 5
\l "_Tc12501" 知識點一.電場中的v-t圖像 PAGEREF _Tc12501 \h 5
\l "_Tc25705" 知識點二.電場中的φ-x圖像 PAGEREF _Tc25705 \h 5
\l "_Tc7414" 知識點3.電場中的 E-x圖像 PAGEREF _Tc7414 \h 6
\l "_Tc9246" 知識點四.電場中的Ep-x圖像、Ek-x圖像 PAGEREF _Tc9246 \h 7
考向洞察 \l "_Tc15401" PAGEREF _Tc15401 \h 7
\l "_Tc27571" 考向一.電場中的v-t圖像的分析與計算 PAGEREF _Tc27571 \h 7
\l "_Tc13705" 考向二.電場中的φ-x圖像的分析與計算 PAGEREF _Tc13705 \h 9
\l "_Tc20570" 考向三.電場中的 E-x圖像的分析與計算 PAGEREF _Tc20570 \h 9
\l "_Tc20960" 考向四.電場中的Ep-x圖像、Ek-x圖像分析與計算 PAGEREF _Tc20960 \h 11
\l "_Tc26255" 04、真題練習(xí),命題洞見 PAGEREF _Tc26255 \h 12
考點一 電場中的功能關(guān)系
(1)合外力做功等于動能的變化,即W合=Ek2-Ek1=ΔEk(動能定理)。
(2)重力做功等于物體重力勢能的變化,即WG=EpG1-EpG2=-ΔEp。
(3)靜電力做功等于電勢能的變化,即W電=Ep電1-Ep電2=-ΔEp電。
(4)彈簧彈力做功等于彈性勢能的變化,即W彈=Ep1-Ep2=-ΔEp彈。
(5)除了重力和彈簧彈力之外其他力做的總功等于物體機(jī)械能的變化,即W其他力=E機(jī)2-E機(jī)1=ΔE機(jī)。
說明:動能定理可以把不同力對物體做的功聯(lián)系起來;能量守恒定律可以把系統(tǒng)中參與變化的所有能量聯(lián)系起來。
1.如圖所示為一勻強(qiáng)電場,某帶電粒子從A點運動到B點,在這一運動過程中克服重力做的功為2.0 J,靜電力做的功為1.5 J。下列說法中正確的是( )
A.粒子帶負(fù)電
B.粒子在A點的電勢能比在B點少1.5 J
C.粒子在A點的動能比在B點少0.5 J
D.粒子在A點的機(jī)械能比在B點少1.5 J
2.(多選)如圖所示,豎直向上的勻強(qiáng)電場中,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?,F(xiàn)撤去F,小球沿豎直方向運動,在小球由釋放到剛離開彈簧的過程中,重力、電場力對小球所做的功分別為W1和W2,小球離開彈簧時的速度為v,不計空氣阻力,則上述過程中下列說法正確的是( )
A.小球的重力勢能增加-W1
B.小球的電勢能增加W2
C.小球與彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能增加W2
D.撤去F前彈簧的彈性勢能為eq \f(1,2)mv2-W1-W2
3.如圖所示,帶正電小球A固定在絕緣天花板上,絕緣輕彈簧的下端固定在水平地面上,彈簧處于自由狀態(tài),現(xiàn)將與A完全相同的帶正電小球B放在彈簧上端并由靜止釋放,若A、B球心和彈簧軸線始終在一條豎直線上,則小球B從釋放到第一次運動到最低點的過程中,下列說法中正確的是( )
A.小球B速度最大時所受彈簧彈力和庫侖力的合力為零
B.小球B的加速度先減小后增大
C.小球B與彈簧組成系統(tǒng)的機(jī)械能一定減小
D.小球A與B組成系統(tǒng)的電勢能一定先減小后增大
4.如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場中,質(zhì)量為m的帶電小球,以初速度v從M點豎直向上運動,通過N點時,速度大小為2v,方向與電場方向相反,則小球從M運動到N的過程( )
A.動能增加eq \f(1,2)mv2 B.機(jī)械能增加2mv2
C.重力勢能增加eq \f(3,2)mv2 D.電勢能增加2mv2
考點二 電場中的圖像問題
知識點一.電場中的v-t圖像
1.由v-t圖像中圖線的斜率變化分析帶電粒子的加速度a的大小變化。
2.根據(jù)牛頓第二定律a=eq \f(F,m)=eq \f(qE,m),判斷電場強(qiáng)度E的大小變化。
3.根據(jù)v-t圖像分析帶電粒子做加速運動還是減速運動,結(jié)合帶電粒子的電性分析電場強(qiáng)度的方向。
4.由電場強(qiáng)度的大小和方向分析電場的其他性質(zhì),如電場線、等勢面的分布及電勢的變化等。
知識點二.電場中的φ-x圖像
1.電場強(qiáng)度的大小等于φ-x圖線的切線斜率的絕對值,如果圖線是曲線,電場為非勻強(qiáng)電場;如果圖線是傾斜的直線,電場為勻強(qiáng)電場(如圖)。切線的斜率為零時沿x軸方向電場強(qiáng)度為零。
2.在φ-x圖像中可以直接判斷各點電勢的高低,并可根據(jù)電勢大小關(guān)系確定電場強(qiáng)度的方向,進(jìn)而可以判斷電荷在電場中的受力方向(如圖)。
3.電場中常見的φ-x圖像
(1)點電荷的φ-x圖像(取無限遠(yuǎn)處電勢為零),如圖。
(2)兩個等量異種點電荷連線上的φ-x圖像,如圖。
(3)兩個等量同種點電荷的φ-x圖像,如圖。
知識點3.電場中的 E-x圖像
1.反映了電場強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律。
2.判定電場強(qiáng)度E的方向:E>0表示電場強(qiáng)度沿正方向;E<0表示電場強(qiáng)度沿負(fù)方向。
3.圖線與x軸圍成的“面積”表示兩點間電勢差,“面積”大小表示電勢差大小,兩點的電勢高低根據(jù)電場方向判定。
4.電場中常見的E-x圖像
(1)點電荷的E-x圖像
正點電荷及負(fù)點電荷的電場強(qiáng)度E隨坐標(biāo)x變化關(guān)系的圖像大致如圖所示。
(2)兩個等量異種點電荷的E-x圖像,如圖。
(3)兩個等量正點電荷的E-x圖像,如圖。
知識點四.電場中的Ep-x圖像、Ek-x圖像
1.Ep-x圖像
由靜電力做功與電勢能變化關(guān)系F電x=Ep1-Ep2=-ΔEp知Ep-x圖像的切線斜率k=eq \f(ΔEp,Δx),其絕對值等于靜電力大小,正負(fù)代表靜電力的方向。
2.Ek-x圖像
當(dāng)帶電體只有靜電力做功,由動能定理F電x=Ek-Ek0=ΔEk知Ek-x圖像的切線斜率k=eq \f(ΔEk,Δx),斜率表示靜電力。
考向一.電場中的v-t圖像的分析
1.兩個等量同種點電荷固定于光滑水平面上,其連線的中垂線(在水平面內(nèi))上有A、B、C三點,如圖甲所示,一個電荷量為2×10-5 C、質(zhì)量為1 g的小物塊從C點由靜止釋放,其運動的v-t圖像如圖乙所示,其中B點處為整條圖線的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( )
A.小物塊帶負(fù)電
B.A、B兩點間的電勢差UAB=500 V
C.小物塊由C點到A點電勢能先減小再增大
D.B點為中垂線上電場強(qiáng)度最大的點,電場強(qiáng)度E=100 V/m
2.(多選)一帶負(fù)電粒子僅在靜電力的作用下從A點沿直線運動到B點,速度由v1變?yōu)関2,其速度—時間圖像如圖所示,下列說法正確的是( )
A.A、B兩點的電勢關(guān)系為φA>φB
B.A點附近的等勢面要比B點附近的等勢面稀疏
C.A、B兩點的電場強(qiáng)度大小關(guān)系為EA>EB
D.粒子從A點到B點的過程中,可能兩次經(jīng)過同一個等勢面
考向二.電場中的φ-x圖像的分析
3.在x軸上分別固定兩個點電荷Q1、Q2,Q2位于坐標(biāo)原點O處。兩點電荷形成的靜電場中,x軸正半軸上的電勢φ隨x變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是( )
A.x3處電勢φ最高,電場強(qiáng)度最大
B.Q1帶負(fù)電,Q2帶正電
C.Q1的電荷量小于Q2的電荷量
D.電子從x1處沿x軸移動到x2處,電勢能增加
4.(多選)如圖甲所示,AB是某電場中的一條電場線,若有一電子以某一初速度且僅在電場力的作用下,沿AB由點A運動到點B,所經(jīng)位置的電勢隨距A點的距離變化的規(guī)律如圖乙所示。以下說法正確的是( )
A.A、B兩點的電場強(qiáng)度EA>EB
B.電子在A、B兩點的速度vAφB
D.電子在A、B兩點的電勢能EpA>EpB
考向三.電場中的 E-x圖像的分析
5. 某靜電場中x軸上各點的電場強(qiáng)度方向均和x軸重合,以x軸正方向為電場強(qiáng)度的正方向,x軸上的電場強(qiáng)度隨位置坐標(biāo)的變化規(guī)律如圖所示,其中x1~x3間的圖線關(guān)于x2點中心對稱,規(guī)定x2點為電勢零點,已知x2=2x1=2d,將一帶電荷量為+q的粒子從坐標(biāo)原點由靜止釋放,不計粒子重力,關(guān)于粒子從原點O運動到x3點的過程,下列說法正確的是( )
A.釋放后粒子的加速度先不變后減小
B.粒子到達(dá)x3點時的動能為eq \f(3,2)qdE0
C.粒子經(jīng)過的位置中O點電勢一定最大
D.粒子在x1和x3處速度達(dá)到最大值
6.(多選)如圖甲所示,某電場中的一條電場線恰好與直線AB重合,以A點為坐標(biāo)原點,向右為正方向建立直線坐標(biāo)系,B點的坐標(biāo)為xB=0.06 m,若α粒子僅在靜電力的作用下由A點運動至B點,其電勢能增加60 eV,該電場線上各點的電場強(qiáng)度大小E隨位移x的變化規(guī)律如圖乙所示,若A點電勢為15 V,下列說法正確的是( )
A.x軸上各點的電場強(qiáng)度方向都沿x軸負(fù)方向
B.該α粒子沿x軸正方向做勻減速直線運動
C.B點電勢是A點電勢的3倍
D.圖乙中E0應(yīng)為2.5×103 V·m-1
考向四.電場中的Ep-x圖像、Ek-x圖像
7.(多選)在勻強(qiáng)電場中,一電子從原點O由靜止釋放,僅在電場力作用下沿x軸正方向運動,其電勢能Ep隨位置x變化的關(guān)系如圖所示,則( )
A.電場強(qiáng)度方向沿x軸正方向
B.電場強(qiáng)度大小為2.5 N/C
C.x=5 m處的電勢為0
D.電子從原點O運動到x=4 m處的過程中,動能增加了8 eV
8.(多選)如圖甲所示,a、b是點電荷電場中同一電場線上的兩點,一個帶電粒子在a點由靜止釋放,僅在靜電力作用下從a點向b點運動,粒子的動能與位移之間的關(guān)系如圖乙所示,則下列說法中正確的是( )
A.帶電粒子與場源電荷帶異種電荷
B.a點電勢比b點電勢高
C.a點場強(qiáng)比b點場強(qiáng)大
D.帶電粒子在a點的電勢能比在b點的電勢能大
1.(2024·重慶·高考真題)沿空間某直線建立x軸,該直線上的靜電場方向沿x軸,其電電勢的φ隨位置x變化的圖像如圖所示,一電荷都為e帶負(fù)電的試探電荷,經(jīng)過x2點時動能為1.5eV,速度沿x軸正方向若該電荷僅受電場力。則其將( )
A.不能通過x3點B.在x3點兩側(cè)往復(fù)運動
C.能通過x0點D.在x1點兩側(cè)往復(fù)運動
2.(2024·湖南·高考真題)真空中有電荷量為和的兩個點電荷,分別固定在x軸上和0處。設(shè)無限遠(yuǎn)處電勢為0,x正半軸上各點電勢隨x變化的圖像正確的是( )
A.B.
C.D.
3.(2024·遼寧·高考真題)在水平方向的勻強(qiáng)電場中,一帶電小球僅在重力和電場力作用下于豎直面(紙面)內(nèi)運動。如圖,若小球的初速度方向沿虛線,則其運動軌跡為直線,若小球的初速度方向垂直于虛線,則其從O點出發(fā)運動到O點等高處的過程中( )
A.動能減小,電勢能增大B.動能增大,電勢能增大
C.動能減小,電勢能減小D.動能增大,電勢能減小
4.(2024·山東·高考真題)如圖所示,帶電量為+q的小球被絕緣棒固定在O點,右側(cè)有固定在水平面上、傾角為30°的光滑絕緣斜面。質(zhì)量為m、帶電量為+q的小滑塊從斜面上A點由靜止釋放,滑到與小球等高的B點時加速度為零,滑到C點時速度為零。已知AC間的距離為S,重力加速度大小為g,靜電力常量為k,下列說法正確的是( )
A.OB的距離l=
B.OB的距離l=
C.從A到C,靜電力對小滑塊做功W=﹣mgS
D.AC之間的電勢差UAC=﹣
5.(2024·甘肅·高考真題)某帶電體產(chǎn)生電場的等勢面分布如圖中實線所示,虛線是一帶電粒子僅在此電場作用下的運動軌跡,M、N分別是運動軌跡與等勢面b、a的交點,下列說法正確的是( )
A.粒子帶負(fù)電荷B.M點的電場強(qiáng)度比N點的小
C.粒子在運動軌跡上存在動能最小的點D.粒子在M點的電勢能大于在N點的電勢能
考情分析
2024·重慶·高考物理第6題
2024·甘肅·高考物理第8題
2024·山東·高考物理第11題
2024·遼寧·高考物理第10題
2024·湖南·高考物理第8題
復(fù)習(xí)目標(biāo)
目標(biāo)1.會分析處理電場中的功能關(guān)系。
目標(biāo)2.理解電場中有關(guān)圖像的斜率、面積等表示的物理意義,并能結(jié)合圖像分析電場、電勢和電勢能的變化。
這是一份第38講 帶電粒子在電場中運動的綜合問題(講義)(原卷版)-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(新教材新高考),共11頁。
這是一份第38講 帶電粒子在電場中運動的綜合問題(講義)(原卷版)-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(新教材新高考),共11頁。
這是一份第35講 電場中的功能關(guān)系及圖像問題(練習(xí))(原卷版)-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(新教材新高考),共14頁。
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