专题05 功能关系在电学中的应用-2022年高考物理二轮复习精品资料（解析版）

1、PAGE131一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔小孔对电场的影响可忽略不计小孔正上方eqfd,2处的的物块可视为质点，带正电Q，开始时让它静止在倾角60的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向向左、大小为Eeqr3mg/Q的匀强电场中设斜面顶端处电势为零，斜面高为H释放后，物块落地时的电势能为，物块落地时的速度大小为v，则图3Aeqfr3,3mgHBeqfr3,3mgHCv2eqrgHDv2gH答案C解析由电场力做功等于电势能的变化可得物块落地时的电势能为QEH/tan60eqr3mgH/eqr3mgH，选项A、B错误；由动能定理，mgHQ

2、EH/tan60eqf1,2mv2，解得v2eqrgH，选项C正确，D错误5如图4所示，绝缘轻弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行，带电小球Q可视为质点固定在光滑绝缘斜面上的M点，且在通过弹簧中心的直线ab上现把与Q大小相同、电性相同的小球的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上，a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计则图5A物块c的质量是2msinBb棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能Cb棒

3、放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能Db棒放上导轨后，a棒中电流大小是eqfmgsin,BL答案AD7如图6所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q下列说法正确的是图6A金属棒在导轨上做匀减速运动B整个过程中金属棒克服安培力做功为eqf1,2mv2C整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为eqf2qR,BLD整个过程中电阻R上产生的焦耳热为eqf1,

4、2mv2答案BC解析由题意可知金属棒在安培力作用下做减速运动直至静止，由于速度一直减小，故安培力的大小一直减小，金属棒的加速度减小，故金属棒做加速度减小的减速运动，选项A错误在整个过程中，只有安培力做负功，由动能定理可知金属棒克服安培力做功为eqf1,2mv2，选项B正确由qeqf,R总可知qeqfBL,2R，解得eqf2qR,BL，选项C正确由B项可知整个回路中产生的焦耳热为eqf1,2mv2，电阻R上产生的焦耳热为eqf1,4mv2，选项D错误8如图7所示，一轻弹簧的左端固定，右端与一带电小球相连接，小球静止在光滑水平面上，施加一个水平方向的匀强电场，使小球从静止开始向右运动，则向右运动的

5、这一过程中运动过程中始终未超过弹簧的弹性限度图7A小球动能最大时，小球电势能最小B弹簧弹性势能最大时，小球和弹簧组成的系统机械能最大C小球电势能最小时，小球动能为零D当电场力和弹簧弹力平衡时，小球的动能最大9如图8所示，处于真空中的匀强电场与水平方向成15角，在竖直平面内的直线AB与场强E互相垂直，在A点以大小为v0的初速度水平向右抛出一质量为m、电荷量为q的小球，经时间t，小球下落一段距离过C点图中未画出时其速度大小仍为v0，已知A、B、C三点在同一平面内，则在小球由A点运动到C点的过程中图8A小球的电势能增加B小球的机械能增加C小球的重力势能增加DC点位于AB直线的右侧答案：AD解析：由题

6、，小球由A点运动到C点的过程中，重力做正功，重力势能减少，动能不变，由动能定理得知，电场力必定做负功，小球的电势能增加，故A正确，C错误；小球具有机械能和电势能，根据能量守恒，小球的电势能增加，则知小球的机械能一定减少，故B错误；小球的电势能增加，而小球带正电，则知C点的电势比A点电势高，故C点一定位于AB直线的右侧，故D正确10如图9所示，三根绝缘轻杆构成一个等边三角形，三个顶点分别固定A、B、C三个带正电的小球小球质量分别为m、2m、3m，所带电荷量分别为q、2q、边处于水平面上，ABC处于竖直面内，整个装置处于方向与CB边平行向右的匀强电场中现让该装置绕过中心O并与三角形平面垂直的轴顺时

7、针转过120角，则A、B、C三个球所构成的系统的图9A电势能不变B电势能减小C重力势能减小D重力势能增大11带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3，若加上竖直向上的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h4，如图10所示不计空气阻力，则图10A一定有h1h3B一定有h1h2，所以D错误；第4个图：因电性不知，则电场力方向不清，则高度可能大于h1，也可能小于h1，故C正确，B错误12质量为m的带电小球由空中某点

8、A无初速度地自由下落，在t秒末加上竖直方向且范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点整个过程中不计空气阻力且小球从未落地，则A匀强电场方向竖直向上B从加电场开始到小球运动到最低点的过程中，小球动能变化了mg2t2C整个过程中小球电势能减少了2mg2t2D从A点到最低点的过程中，小球重力势能变化了eqf2,3mg2t2整个过程中小球速度增量为vvv3gt，速度增量的大小为3gt由牛顿第二定律得：aeqfqEmg,m，联立解得电场力大小：Eq4mg整个过程中电场力做的功W4mgeqf1,2gt22mg2t2；电场力做的功等于电势能的减少量，故整个过程中小球电势能减少了2mg2t2，故C正确；

9、设从A点到最低点的高度为h，根据动能定理得：mghqEheqf1,2gt20解得：heqf2,3gt2，故D正确13如图11所示，竖直平面内有两条水平的平行虚线ab、cd，间距为d，其间虚线边界上无磁场有磁感应强度为B的匀强磁场，一个正方形线框边长为L，质量为m，电阻为R线框位于位置1时，其下边缘到ab的距离为h现将线框从位置1由静止释放，依次经过2、3、4三个位置，其下边框刚进入磁场和刚要穿出磁场时的速度相等，重力加速度为g，下列说法正确的是图11A线框在经过2、3、4三个位置时，位置3时线框速度一定最小B线框进入磁场过程中产生的电热QmgdLC线框从位置2下落到位置4的过程中加速度一直减小

10、D线框在即将到达位置3的瞬间克服安培力做功的瞬时功率为eqf2B2L2ghdL,R14如图12甲所示，左侧接有定值电阻R2的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B1T，导轨间距L1m一质量m2g，阻值r2的金属棒在水平拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒的v图象如图乙所示，若金属棒与导轨间动摩擦因数，则从起点发生1m位移的过程中g10m/s2图12A金属棒克服安培力做的功W1B金属棒克服摩擦力做的功W24JC整个系统产生的总热量QD拉力做的功W15如图13所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨与定值电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面有一导体棒ab，质

11、量为m，导体棒的电阻R0与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F此时图13A电阻R1消耗的热功率为eqfFv,3B电阻R0消耗的热功率为eqfFv,6C整个装置消耗的热功率为mgvsinD整个装置消耗的机械功率为Fmgcosv答案：D解析：设ab长度为L，磁感应强度为B，电阻R1R2R电路中感应电动势EBLv，ab中感应电流为：IeqfE,Rf1,2Reqf2BLv,3R，ab所受安培力为：FBILeqf2B2L2v,3R电阻R1消耗的热功率为：gcosvmgvcos，故C错误；整个装置消耗的机械功率为：gcosv，故D正确16如图14所示，倾角为37的传送带以较大的恒定速率逆时针转动，一轻绳绕过固定在天花板上的轻滑轮，一端连接放在传送带下端质量为m的物体A，另一端竖直吊着质量为eqfm,2、电荷量为qeqrfmgl2,8为静电力常量带正电的物体B，轻绳与传送带平行，物体