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【创新设计】(山东专用)2022高考物理二轮专题辅导训练 专题2 第6讲 热点一 电场中的功能关系(含解析)

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热点一 电场中的功能关系1.(2022·重庆卷,3)如图2-6-4所示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线.两电子分别从a、b两点运动到c点,设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb,a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb,则(  )图2-6-4A.Wa=Wb,Ea>EbB.Wa≠Wb,Ea>EbC.Wa=Wb,Ea<EbD.Wa≠Wb,Ea<Eb解析 由于a、b在同一等势线上,故从a到c与从b到c的电势差相等,即Uac=Ubc,又由电场力做功公式W=qU可知:Wa=Wb,故B、D错误.又由电场线的疏密表示电场的强弱,从图可知a处比b处电场线密集,故Ea>Eb,故A对,C错.答案 A2.图2-6-5(2022·天津卷,4)如图2-6-5所示,平行金属板A、B水平正对放置,分别带等量异号电荷.一带电微粒水平射入板间,在重力和电场力共同作用下运动,轨迹如图中虚线所示,那么(  )A.若微粒带正电荷,则A板一定带正电荷B.微粒从M点运动到N点电势能一定增加C.微粒从M点运动到N点动能一定增加D.微粒从M点运动到N点机械能一定增加-3-\n解析 微粒同时受到重力和电场力作用,由题中条件仅可判断出重力与电场力合力向下,无法确定电场力的大小和方向,故只能确定合力对微粒做正功,其动能增大,其他结论均无法确定,选C.答案 C3.(2022·山东原创卷)图2-6-6如图2-6-6所示,水平放置的两平行金属板长为L、间距为L,有一质量为m、电荷量为q的带正电小球从原点沿x轴正方向进入两金属板间.当小球运动到点(,)处时,在两金属板间加一恒定电压U,使小球开始做匀速直线运动,取重力加速度为g,不计空气阻力,下列说法中正确的是(  )A.小球初速度大小为B.两金属板间所加电压大小为C.小球最终从点(L,L)处射出金属板D.小球最终落在下金属板上的点(L,)位置处解析 由=vt,=gt2得小球初速度大小为v=,A对;小球做匀速直线运动,则=mg,得U=,B错;加电压后,若小球飞出金属板,则所需时间为t′==,刚加电压时,小球在竖直方向的分速度大小为vy=gt=,竖直方向的位移为y=vyt′=,即C对,D错.答案 AC4.图2-6-7“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成.偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成,A、B为电势值不等的等势面,其过球心的截面如图2-6-7所示.一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M板正中间小孔垂直入射,进入偏转电场区域,最后到达偏转器右端的探测板N,其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间.忽略电场的边缘效应.(1)判断半球面A、B的电势高低,并说明理由;(2)求等势面C所在处电场强度E的大小;(3)若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC,则到达N板左、右边缘处的电子,经过偏转电场前、后的动能改变量ΔEk左和ΔEk右分别为多少?(4)比较|ΔEk左|与|ΔEk右|的大小,并说明理由.-3-\n解析 (1)电子(带负电)做圆周运动,电场力方向指向球心,电场方向从B指向A,半球面B的电势高于半球面A的电势.(2)根据题意,电子在电场力作用下做圆周运动,考虑到圆轨道上的电场强度大小相同,有:eE=m,Ek0=mv2,R=联立解得:E==(3)电子运动时只有电场力做功,根据动能定理,有ΔEk=qU.对到达N板左边缘的电子,电场力做正功,动能增加,有ΔEk左=e(φB-φC),到达N板右边缘的电子,电场力做负功,动能减小,有ΔEk右=e(φA-φC)(4)根据电场线特点,等势面B与C之间的电场强度大于C与A之间的电场强度,考虑到等势面间距相等,有|φB-φC|>|φA-φC|,即|ΔEk左|>|ΔEk右|.答案 (1)见解析 (2)(3)e(φB-φC) e(φA-φC)(4)|ΔEk左|>|ΔEk右| 理由见解析解决电学中功能关系问题时应注意以下两点1.电场力做功与路径无关,电场力做的功等于电势能的减少量.2.力学中的几个功能关系在电学中仍然成立.  -3-

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发布时间:2022-08-26 00:34:54 页数:3
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文章作者:U-336598

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