2015高考物理二轮(广东专用)专题突破课件：专题十四 功能关系在电学中的应用.ppt

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1、专题十四　功能关系在电学中的应用知识方法聚焦热点考向例析审题破题真题演练栏目索引知识方法聚焦知识回扣1.路径qU2.不做功3.移动电荷Uq4.负电5.电势能知识方法聚焦规律方法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.受力分析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.热点考向例析考向1几个重要的功能关系在电学中的应用例1如图1所示，一绝缘轻弹簧的下端固定在斜面底端，上端连接一带正电的光滑滑块P，滑块所处空间

2、存在着沿斜面向上的匀强电场，倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在水平地面上，开始时弹簧是原长状态，物体恰好处于平衡状态，现给滑块一沿斜面向下的初速度v，滑块到最低点时，弹簧的压缩量为x，若弹簧始终处在弹性限度内，以下说法正确的是()(双选)A.滑块电势能的增加量等于滑块重力势能的减少量B.滑块到达最低点的过程中，克服弹簧弹力做功mv2C.滑块动能的变化量等于电场力和重力做功的代数和D.当滑块的加速度最大时，滑块和弹簧组成的系统机械能最大图1审题突破弹簧原长状态时，物体恰好处于平衡状态，说明电场力和重力什么关系？滑块向下到达最低点的过程中，都有哪些力做功？何时加速

3、度最大？解析由题意qE＝mgsinθ，在运动到最低点过程中，电场力做功与重力做功相等，则滑块电势能增加量等于滑块重力势能的减小量，故A正确.克服弹簧弹力做功等于弹性势能的增加量，即等于动能的减少量，故B正确.电场力和重力做功的代数和为零，根据动能定理知，电场力、重力、弹簧弹力做功的代数和等于滑块动能的变化量，故C错误.答案AB当滑块运动到最低点时，加速度最大，电场力做的负功最多，即电势能增加最多，此时系统机械能最小，故D错误.在解决电学中功能关系问题时应注意以下几点：(1)洛伦兹力在任何情况下都不做功；(2)电场力做功与路径无关，电场力做的功等于电势能的

4、变化；(3)力学中的几个功能关系在电学中仍然成立.以题说法针对训练1质量为m的带正电小球由空中A点无初速度自由下落,在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场,再经过t秒小球又回到A点.不计空气阻力且小球从未落地,则()A.整个过程中小球电势能减少了1.5mg2t2B.整个过程中机械能的增量为2mg2t2C.从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减少了mg2t2D.从A点到最低点小球重力势能减少了mg2t2(双选)解析答案BD热点考向例析考向2应用动能定理分析带电体在电场中的运动例2如图2所示是研究带电体的质量与电量关系的光滑绝缘细管，长为L且竖直放置

5、，点电荷M固定在管底部，电荷量为＋Q.现从管口A处静止释放一带电体N，当其电荷量为＋q、质量为m时，N下落至距M为h的B处速度恰好为0.已知静电力常量为k，重力加速度为g，带电体下落过程中不影响原电场.图2审题突破N1运动过程中何时速度最大？质量为m和3m的带电体从A到B相同的物理量是什么？M略向上移动又是哪个物理量发生变化？(1)若把A换成电量为＋q、质量为3m的带电体N1，仍从A处静止释放.求N1运动过程中速度最大处与M的距离及到达B处的速度大小；解析带电体N1运动到重力等于电场力时，速度最大，设距底部距离为r，则有3mg＝设带电体N1运动到B处时的

6、速度为vB，由动能定理，有依题意有mg(l－h)＋qUAB＝0，答案解析N不能到达B处.因为mg(l－h)＋qUAB′＜0.(2)若M略向上移动，试判断带电体N能否到达B处，并说明理由；答案N不能到达B处，因为mg(l－h)＋qUAB′<0解析设带电体N的质量为m′、电荷量为＋q′，(3)若M保持原位置不变，设法改变带电体N的质量与电量，要求带电体下落的最低点在B处，列出N应满足的条件.由动能定理得：m′g(l－h)＋q′UAB＝0答案1.电场力做功与重力做功的特点类似，都与路径无关.2.对于电场力做功或涉及电势差的计算，选用动能定理往往最简便快捷，但运

7、用动能定理时要特别注意运动过程的选取.以题说法针对训练2如图3所示，在一倾角为37°的绝缘斜面下端O，固定有垂直于斜面的绝缘挡板.斜面ON段粗糙，长度s＝0.02m，NM段光滑，长度L＝0.5m.在斜面的所在区域有竖直向下的匀强电场，场强为2×105N/C.有一小滑块质量为2×10－3kg，带正电，电量为1×10－7C，小滑块与ON段表面的动摩擦因数为0.75.将小滑块从M点由静止释放，在运动过程中没有电量损失，与挡板相碰后原速返回.已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：图3解析小滑块第一次过N点的速度为v，(1)小滑块第

8、一次过N点的速度大小；答案解析滑块在ON段运动时所受的摩擦力(2)小滑块最后停在