功能关系在电场中的应用

功能关系在电场中的应用

近几年高考对电势高低的比较、电势能的大小比较、电势差等内容考查的频率较高，特别是电场力做功的特点以及电场力做功与电势能的变化之间的关系往往是命题的重点.

★命题趋向与考点★课前热身：一个带电小球从空中的A点运动到B的过程中，重力做功3J，静电力做功1J，克服空气阻力做功0.5J，则（）A、在A点的重力势能比在B点大3.5JB、在A点的电势能比在B点小1JC、在A点的动能比在B点小3.5JD、在A点的机械能比在B点大3.5JC★功能关系1、WG=-△EPG

意义：重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加.2、W电=-△EP电

意义：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，

电势能增加.3、动能定理

W外=△EK意义：合外力做功等于动能的变化。4、W非G=△E机

意义：除重力和弹簧弹力之外的其它力（如电场力、摩擦力、拉力、支持力、安培力等）做功等于机械能的变化。如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，相领两等势面间电势差相等，一个正电荷在等势面L3处的动能为20J，运动到等势面L1处的动能为零。现取L2为零势能参考平面，则当此电荷的电势能为4J时，不计重力和空气阻力，它的动能为（）A、16JB、10JC、6JD、4JL1L2L3★案例探究C

只有电场力做功：W电=△EK

所以△EP+△EK=0

即电势能与动能的总量不变。★思路点拔例2如图所示，光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P，将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放，它将沿斜面向上运动。设斜面足够长，则在Q向上运动过程中（）A、物块Q的动能一直增大。B、物块P、Q之间的电势能一直增大。C、物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大。D、物块Q的机械能一直增大。D

只有电场力和重力做功

W电+WG=△EK

所以△EPG+△EP电+△EK=0

即重力势能、电势能与动能的总量不变。★思路点拔例3如图所示，在绝缘的斜面上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块在平行于斜面的力F作用下沿斜面移动。已知金属块在移动的过程中，力F做功32J，金属块克服电场力做功8J，金属块克服摩擦力做功16J，重力势能增加18J，则在此过程中金属块的（）A、动能减少10JB、电势能增加24JC、机械能减少24JD、内能增加16JADEF例4如图所示，直角三角形的斜边倾角为30°，底边BC长为2L，处在水平位置，斜边AC是光滑绝缘的，在底边中点O处放置一正电荷Q，一个质量为m，电量为q的带负电的质点从斜面顶端A沿斜边滑下，滑到斜边上的垂足D时速度为V。（1）在质点的运动中不发生变化的是（）

A．动能B．电势能与重力势能之和

C．动能与重力势能之和

D．动能、电势能、重力势能三者之和。（2）该质点滑到非常接近斜边底端C点时速率Vc为多少？沿斜面下滑到C点的加速度ac为多少？ADBOCDWDC=qUDC★思路点拔.1在方向水平的匀强电场中，一个不可伸长的不导电细绳的一端连着一个质量为m电荷量为q的带电小球，另一端固定于O点，把小球拉起直到细绳与场强方向平行，然后无初速度释放，已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为θ，如图所示，求：

（1）匀强电场的场强

（2）小球经过最低点时细线对小球的拉力．

2在一个水平面上建立x轴,过原点O垂直于x轴平面的右侧空间有一匀强电场,场强大小E=6×105N/C,方向与x轴正方向相同.在O处放一个量q=-5×10-6C,质量m=10g的绝