2024高考物理二輪復(fù)習(xí)第一篇專題六考向2電場(chǎng)能的性質(zhì)學(xué)案

PAGE5-考向2電場(chǎng)能的性質(zhì)(2024·山東等級(jí)考)(多選)真空中有兩個(gè)固定的帶正電的點(diǎn)電荷,電荷量不相等。一個(gè)帶負(fù)電的摸索電荷置于二者連線上的O點(diǎn)時(shí),僅在電場(chǎng)力的作用下恰好保持靜止?fàn)顟B(tài)。過(guò)O點(diǎn)作兩正電荷連線的垂線,以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓與連線和垂線分別交于a、c和b、d,如圖所示。以下說(shuō)法正確的是 ()A.a點(diǎn)電勢(shì)低于O點(diǎn)B.b點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)C.該摸索電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能D.該摸索電荷在c點(diǎn)的電勢(shì)能小于在d點(diǎn)的電勢(shì)能(1)審題破題眼:(2)命題陷阱點(diǎn):陷阱1:認(rèn)為O點(diǎn)受力平衡,應(yīng)用受力分析方法解決問(wèn)題。依據(jù)電場(chǎng)力做功的方式求解電勢(shì)的凹凸和電勢(shì)能大小的方法對(duì)于受力清楚,易于分析的題目比較快捷,但是在不計(jì)算大小僅僅推斷的時(shí)候首先選擇電場(chǎng)線進(jìn)行分析。陷阱2:認(rèn)為不等量正電荷電場(chǎng)線困難,不敢借助電場(chǎng)線解題。我們學(xué)習(xí)過(guò)等量同種電荷的電場(chǎng)線分布,對(duì)于不等量的同種電荷,類比畫(huà)出電場(chǎng)線,可以快速解決電勢(shì)推斷的問(wèn)題。1.勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩個(gè)重要結(jié)論結(jié)論1勻強(qiáng)電場(chǎng)中的隨意一條線段AB的中點(diǎn)C的電勢(shì)φC=。結(jié)論2勻強(qiáng)電場(chǎng)中若兩線段AB∥CD,且AB=CD,則UAB=UCD。2.常見(jiàn)三類電場(chǎng)圖象圖象信息隱含條件φ-x圖象各點(diǎn)電勢(shì)的大小、斜率電場(chǎng)強(qiáng)度的方向、大小E-x圖象電場(chǎng)強(qiáng)度的改變狀況所圍圖形“面積”表示電勢(shì)差Ep-x圖象電勢(shì)能隨位移改變電場(chǎng)力做功的正、負(fù);圖象Ep-x的斜率為電場(chǎng)力利用等勢(shì)線和電場(chǎng)線奇妙處理能量問(wèn)題(1)依據(jù)等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直,畫(huà)出電場(chǎng)線,進(jìn)而分析能量做功運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題。(2)依據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向,推斷電場(chǎng)力方向,從而分析電場(chǎng)方向或電荷的正負(fù),確定電勢(shì)能、電勢(shì)的改變。電場(chǎng)中軌跡類問(wèn)題的思維模板1.(一般電場(chǎng))某點(diǎn)電荷和金屬圓環(huán)間的電場(chǎng)線分布如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 ()A.a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)B.若將一正摸索電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功C.c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小無(wú)法推斷D.若將一正摸索電荷從d點(diǎn)由靜止釋放,電荷將沿著電場(chǎng)線由d運(yùn)動(dòng)到c2.(勻強(qiáng)電場(chǎng))如圖所示,a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn),它們正好是一個(gè)梯形的四個(gè)頂點(diǎn)。電場(chǎng)線與梯形所在的平面平行。ab平行于cd,且ab邊長(zhǎng)為cd邊長(zhǎng)的一半。已知a點(diǎn)的電勢(shì)是3V,b點(diǎn)的電勢(shì)是5V,c點(diǎn)的電勢(shì)是7V。由此可知,d點(diǎn)的電勢(shì)為 ()A.1VB.2VC.3VD.4V3.(Ep-x圖象)(多選)在x軸上O、P兩點(diǎn)分別放置電荷量為q1、q2的點(diǎn)電荷,一帶正電的摸索電荷在兩電荷連線上的電勢(shì)能Ep隨x改變關(guān)系如圖所示,其中A、B兩點(diǎn)電勢(shì)能為零,BD段中C點(diǎn)電勢(shì)能最大,則下列說(shuō)法正確的是 ()A.q1和q2帶異種電荷B.C點(diǎn)的電勢(shì)大于零C.B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向D.將一負(fù)點(diǎn)電荷從B點(diǎn)移到D點(diǎn),電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功4.(運(yùn)動(dòng)軌跡)(多選)如圖所示,虛線A、B、C表示某固定點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,相鄰兩等勢(shì)面間的距離相等,實(shí)直線表示電場(chǎng)中的三條沒(méi)標(biāo)明方向的電場(chǎng)線,a、b是一帶正電粒子只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)。則 ()A.粒子過(guò)a點(diǎn)的加速度大于粒子過(guò)b點(diǎn)的加速度B.AB間的電勢(shì)差小于BC間的電勢(shì)差C.場(chǎng)源電荷是負(fù)電荷D.帶正電荷的粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在a點(diǎn)的電勢(shì)能考向2電場(chǎng)能的性質(zhì)///研透真題·破題有方///B、D由題意可知O點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)為零,依據(jù)同種電荷之間電場(chǎng)線的分布可知aO之間電場(chǎng)線由a到O,故a點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)電勢(shì),A錯(cuò)誤;依據(jù)同種電荷間電場(chǎng)線的分布狀況可知b點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)電勢(shì),B正確;依據(jù)電場(chǎng)線分布可知負(fù)電荷從a到b電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,即該摸索電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能,C錯(cuò)誤;同理依據(jù)電場(chǎng)線分布可知負(fù)電荷從c點(diǎn)到d點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,即該摸索電荷在c點(diǎn)的電勢(shì)能小于在d點(diǎn)的電勢(shì)能,D正確。故選B、D。///多維猜押·制霸考場(chǎng)///1.B由沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低和電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直的特點(diǎn),可知a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì),故A錯(cuò)誤;由電勢(shì)能的公式Ep=qφ,可得出a點(diǎn)的電勢(shì)能低于b點(diǎn)的電勢(shì)能,由電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能改變的關(guān)系,說(shuō)明電場(chǎng)力做了負(fù)功,故B正確;因?yàn)殡妶?chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱,故c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,故C錯(cuò)誤;正摸索電荷在d點(diǎn)時(shí)所受的電場(chǎng)力沿該處電場(chǎng)線的切線方向,使該電荷離開(kāi)該電場(chǎng)線,所以該電荷不行能沿著電場(chǎng)線由d到c,故D錯(cuò)誤。2.Cab邊與cd邊相互平行,相等長(zhǎng)度的兩點(diǎn)電勢(shì)差大小相等,a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差為2V,dc距離為ab的2倍,則d、c兩點(diǎn)電勢(shì)差也是a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差的2倍即4V,d點(diǎn)的電勢(shì)為3V,C正確。3.A、B由題圖知從O到P電勢(shì)能始終減小,摸索電荷帶正電,電勢(shì)始終降低,則兩個(gè)點(diǎn)電荷必定是異種電荷,選項(xiàng)A正確;由題圖可知從B到C,電勢(shì)能增加,摸索電荷帶正電,電勢(shì)上升,故C點(diǎn)的電勢(shì)大于零,選項(xiàng)B正確;依據(jù)順著電場(chǎng)線電勢(shì)降低可知,BC間電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;將一負(fù)點(diǎn)電荷從B移到D點(diǎn),電勢(shì)先上升后降低,電勢(shì)能先減小后增大,電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.A、C、D點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,離點(diǎn)電荷越近則場(chǎng)強(qiáng)越大,粒子加速度越大,選項(xiàng)A正確;AB之間的場(chǎng)強(qiáng)大于BC之間的場(chǎng)強(qiáng),由U=Ed可知