高考物理大二轮复习专题四功能关系的应用第2讲功能关系在电学中的应用讲学案

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1、第2讲　功能关系在电学中的应用课标卷高考命题分析年份题号·题型·分值模型·情景题眼分析难度2015年Ⅱ卷24题·计算题·12分粒子在匀强电场中的曲线运动速度分解中2017年Ⅱ卷25题·计算题·20分力电综合(电场力与重力)受力分析、运动分析、动能定理难1．静电力做功与路径无关．若电场为匀强电场，则W＝Flcosα＝Eqlcosα；若是非匀强电场，则一般利用W＝qU来求．2．磁场力又可分为洛伦兹力和安培力．洛伦兹力在任何情况下对运动的电荷都不做功；安培力可以做正功，可以做负功，还可以不做功．3．电流做功的实质是电场对移动电荷做功，即W＝UIt＝Uq.

2、4．导体棒在磁场中切割磁感线时，棒中感应电流受到的安培力对导体棒做负功，使机械能转化为电能．5．静电力做的功等于电势能的变化，即WAB＝－ΔEp.1．功能关系在电学中应用的题目，一般过程复杂且涉及多种性质不同的力，因此，通过审题，抓住受力分析和运动过程分析是关键，然后根据不同的运动过程中各力做功的特点来选择相应规律求解．2．动能定理和能量守恒定律在处理电学中能量问题时仍然是首选的方法．高考题型1　几个重要的功能关系在电学中的应用例1　(2017·山东省模拟)如图1所示，平行板电容器水平放置，两极板间电场强度大小为E，中间用一光滑绝缘细杆垂直连接，杆

3、上套有带正电荷的小球和绝缘弹簧，小球压在弹簧上，但与弹簧不拴接，开始时对小球施加一竖直向下的外力，将小球压至某位置使小球保持静止．撤去外力后小球从静止开始向上运动，上升h时恰好与弹簧分离，分离时小球的速度为v，小球上升过程不会撞击到上极板，已知小球的质量为m，带电荷量为q，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　)图1A．与弹簧分离时小球的动能为mgh＋qEhB．从开始运动到与弹簧分离，小球增加的机械能为mgh＋qEhC．从开始运动到与弹簧分离，小球减少的电势能为D．撤去外力时弹簧的弹性势能为mv2－(qE－mg)h答案　D解析　根据动能定理可知，合

4、外力对小球所做的功等于小球动能的变化量，所以小球与弹簧分离时的动能为Ek＝qEh－mgh＋Ep，A错误；从开始运动到与弹簧分离，小球增加的机械能为ΔE＝mgh＋mv2＝qEh＋Ep，B错误；小球减少的电势能为Eqh，故C错误；从撤去外力到小球与弹簧分离，由动能定理可知，mv2＝Ep＋qEh－mgh，所以Ep＝mv2－(qE－mg)h，D正确．1．若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变．2．若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变．3．除重力、弹簧弹力之外，其他各力对系统做的功等于系统机械能的变化．4．所有外力对物体所做的功等于

5、物体动能的变化．5．洛伦兹力对运动电荷不做功．1．(多选)(2017·湖北省六校联合体4月联考)一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中，只受重力、电场力和空气阻力三个力的作用．若重力势能增加5J，机械能增加1.5J，电场力做功2J，则小球(　　)A．重力做功为5JB．电势能减少2JC．空气阻力做功0.5JD．动能减少3.5J答案　BD解析　小球的重力势能增加5J，则小球克服重力做功5J，故A错误；电场力对小球做功2J，则小球的电势能减少2J，故B正确；小球共受到重力、电场力、空气阻力三个力作用，小球的机械能增加1.5J，则除重力以外的力做功为1.

6、5J，电场力对小球做功2J，则知，空气阻力做功为－0.5J，即小球克服空气阻力做功0.5J，故C错误；重力、电场力、空气阻力三力做功之和为－3.5J，根据动能定理，小球的动能减少3.5J，故D正确．2．(多选)(2017·北京燕博园模拟)如图2甲所示，一质量m＝0.5kg、电荷量q＝＋1×10－2C的物块静止在绝缘的粗糙水平面上，在物块所在的足够大的空间内，加一与水平方向成θ＝37°、斜向右下的匀强电场，电场强度E＝1×103V/m.物块在电场力的作用下开始运动．物块运动后还受到空气阻力，其大小与速度的大小成正比．物块的加速度a与时间t的关系如图乙

7、所示．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2.以下判断正确的是(　　)图2A．物块与水平面间的动摩擦因数μ＝B．t＝2s时物块的动能为56.25JC．t＝3s时物块受到的空气阻力为5ND．前5s内合外力对物块做的功为100J答案　ABD解析　由题图乙可知，t＝0时物块的加速度a0＝10m/s2，且t＝0时物块受到的空气阻力为零，对物块进行受力分析可得，Eqcosθ－μ(mg＋Eqsinθ)＝ma0，解得μ＝，故A选项正确；t＝2s时物块的速度由a－t图线围成的面积可得，v2＝15m/s，物块的动能Ek＝mv22＝

8、56.25J，故B选项正确；由a－t图象可知t＝3s时物块的加速度a3＝2.5m/s2，对物块进行受力分析可得，Eqcos