物理-2014高考物理二轮复习教案：母题六十五 电场中的能量守恒（学生版）

2012高考物理二轮复习教案母题系列精品教案高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究母题，掌握母题解法，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题六十五、电场中的能量守恒【方法归纳】力学中，在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能相互转化，动能和重力势能之和保持不变，称为机械能守恒定律。在电学中，类似有在只有电场力做功的情形下，物体的动能和电势能相互转化，动能和电势能之和保持不变；在只有电场力和重力做功的情形下，物体的动能、重力势能和电势能相互转化，动能、重力势能和电势能之和保持不变。我们可以称为电场中的能量守恒定律。例65（2009四川理综卷第20题）如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度V1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为V2（V2V1）。若小物体电荷量保持不变，OMON，则（）A小物体上升的最大高度为214VGB从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小C从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功D从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小答案【点评】解答此题需要采用微元法分析，应用的知识有动能定理、摩擦力、力的分解、库仑定律等。衍生题1（2010年洛阳四校联考）如图1所示，AB、CD是一个圆的两条直径，该圆处于匀强电场中，电场强度方向平行该圆所在平面，在圆周所在的平面内将一个带正电的粒子从A点先、后以相同的速率沿不同方向射向圆形区域，粒子将经过圆周上的不同点，其中经过C点时粒子的动能最小。若不计粒子所受的重力和空气阻力，则下列判断中正确的是A电场强度方向由A指向BB电场强度方向由D指向CC粒子到达B点时动能最大D粒子到达D点时电势能最小解析点评也可把带正电的粒子从A点先、后以相同的速率沿不同方向射向圆形区域类比为在重力场中的斜抛运动，经过C点时粒子的动能最小，C点为最高点，则对应的D点为最低点。衍生题2（2005天津理综卷第18题）一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图2中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从A运动到B的过程中，能量变化情况为（）A动能减小B电势能增加C动能和电势能之和减小D重力势能和电势能之和增加解析点评由图示轨迹可看出，带电粒子所受合力方向竖直向上，电场力方向一定向上，且电场力大于重力。衍生题3（2003全国理综卷第21题）图3中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0，一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过A、B点时的动能分别为26EV和5EV，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为8EV，它的动能应为（）A8EVB13EVC20EVD34EV解析ABE图3点评解方程时可把QU整体看作未知数。此题中由于没有给出点电荷带电量Q，不能求出相邻的等势面之间的电势差U。衍生题4（2008海南物理卷第4题）静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为A的A点运动至电势为B的B点若带电粒子在A、B两点的速率分别为VA、VB，不计重力，则带电粒子的比荷Q/M，为ABCD2BA2BAV2ABV2BAV【解析】衍生题5（2007海南物理卷第6题）如图所示，固定在点的正点电荷的电场Q中有、两点，已知，下列叙述正确的是MNNQ若把一正的点电荷从点沿直线移到点，则电M场力对该电荷做功，电势能减少若把一正的点电荷从点沿直线移到点，则电场力对该电荷做功，电势能增加若把一负的点电荷从点沿直线移到点，则电场力对该电荷做功，电N势能减少若把一负的点电荷从点沿直线移到点，再从点沿不同路径移回到M点；则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功，电势能不变M解析衍生题6（2009年安徽卷第18题）在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的ABCD，顶点A、C处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。若将一个带负电的粒子置于B点，自由释放，粒子将沿着对角