1、 高考常對電學(xué)問題中的功能關(guān)系進行考查，特別是動能定理的應(yīng)用此類題目的特點是過程復(fù)雜、綜合性強，主要考查學(xué)生綜合分析問題的能力預(yù)計高考此類題目仍會出現(xiàn) 一、電場中的功能關(guān)系的應(yīng)用 1.電場力的大小計算 電場力做功與路徑無關(guān)其計算方法一般有如下四種 (1)由公式WFlcos 計算，此公式只適用于勻強電場，可變形為WEqlcos . (2)由WqU計算，此公式適用于任何電場 (3)由電勢能的變化計算：WEE. BpAABp (4)由動能定理計算：WWE. k其他力電場力2電場中的功能關(guān)系 (1)若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變 (2)若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持

2、不變 (3)除重力、彈簧彈力之外，其他各力對物體做的功等于物體機械能的變化 (4)所有外力對物體所做的功等于物體動能的變化 二、磁場中的功能關(guān)系的應(yīng)用 1.磁場力的做功情況 (1)洛倫茲力在任何情況下對運動電荷都不做功 (2)安培力對通電導(dǎo)線可做正功、負功，還可能不做功，其計算方法一般有如下兩種 由公式WFlcos 計算 由動能定理計算：WWE k 其他力安2電磁感應(yīng)中的功能關(guān)系 (1)電磁感應(yīng)電路為純電阻電路時產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功，即QW 克安 (2)電磁感應(yīng)發(fā)生的過程遵從能量守恒焦耳熱的增加量等于其他形式能量的減少量 電場中的功能關(guān)系 考點一?與該點到點電荷的距離r新課標(biāo)卷】在

3、一靜止點電荷的電場中，任一點的電勢的14【2017·例關(guān)系如圖所示。電場中四個點a、b、c和d的電場強度大小分別E、E、E和E。點a到點電荷的距離rabcad?）標(biāo)出，其余類推?，F(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)b已在圖中用坐標(biāo)（r，與點a的電勢、aaac點移動到d點，在相鄰兩點間移動的過程中，電場力所做的功分別為W、W和W。下列選項正確的是 cdbcab AE：E=4:1 BE：E=2:1 CW:W=3:1 DW:W=1:3 cdbcabccbabd【變式探究】如圖263所示為某示波管內(nèi)的聚焦電場，實線和虛線分別表示電場線和等勢線兩電 子分別從 a、b兩點運動到c點，設(shè)電場力對兩電

4、子做的功分別為W和W，a、b點的電場強度大小分別為baE和E，則( ) ba 圖263 W，E >WE >W W，EE BAbbabaabaW，E <E E<E DWWCW，baabbaab【變式探究】如圖264所示，在絕緣水平面上方存在著足夠大的水平向右的勻強電場，帶正電的小金屬塊以一定的初速度從A點開始沿水平面向左做直線運動，經(jīng)L長度到達B點，速度變?yōu)榱阍诖诉^程中，2金屬塊損失的動能有轉(zhuǎn)化為電勢能金屬塊繼續(xù)運動到某點C(圖中未標(biāo)出)時的動能和A點時的動能相同， 3 則金屬塊從A開始運動到C的整個過程中經(jīng)過的總路程為 圖264 A1.5L B2L D4L C3L 考點

5、二 功能觀點在電磁感應(yīng)問題中的應(yīng)用 ，其間的區(qū)域存在方向H分）如圖，兩水平面（虛線）之間的距離為20（新課標(biāo)卷】2017·【22例水平向右的勻強電場。自該區(qū)域上方的A點將質(zhì)量為m、電荷量分別為q和q（q>0）的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場的方向射出。小球在重力作用下進入電場區(qū)域，并從該區(qū)域的下邊界離開。已知N離開電場時的速度方向豎直向下；M在電場中做直線運動，剛離開電場時的動能為N剛離開電場時動能的1.5倍。不計空氣阻力，重力加速度大小為g。求 （1）M與N在電場中沿水平方向的位移之比； （2）A點距電場上邊界的高度； （3）該電場的電場強度大小。 【變式探究】

6、如圖267所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置，小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊( ) A在P和Q中都做自由落體運動 B在兩個下落過程中的機械能都守恒 C在P中的下落時間比在Q中的長 D落至底部時在P中的速度比在Q中的大 圖267 【變式探究】(多選)如圖268所示，豎直平面內(nèi)有一足夠長的寬度為L的金屬導(dǎo)軌，質(zhì)量為m的金屬 導(dǎo)體棒ab可在導(dǎo)軌上無摩擦地上下滑動，且導(dǎo)體棒ab與金屬導(dǎo)軌接觸良好，ab電阻為R，其他電阻不計導(dǎo)體棒ab由靜止開始下落，過一段時間后閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab立刻做變速運動，則在以后導(dǎo)體棒ab的運動過程中，下列說法中正確的是(

7、) 圖268 做變速運動期間加速度一定減小ab導(dǎo)體棒AB單位時間內(nèi)克服安培力做的功全部轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C導(dǎo)體棒減少的機械能轉(zhuǎn)化為閉合電路中的電能和電熱之和，符合能的轉(zhuǎn)化和守恒定律 mgRD導(dǎo)體棒ab最后做勻速運動時，速度大小為v 22 LB考點三、應(yīng)用動力學(xué)知識和功能關(guān)系解決力電綜合問題例3、在如圖2611所示的豎直平面內(nèi)，物體A和帶正電的物體B用跨過定滑輪的絕緣輕繩連接，分別靜止于傾角37°的上的M點和粗糙絕緣水平面上，輕繩與對應(yīng)平面平行勁度系數(shù)k5 N/m的輕彈簧一端固定在O點，一端用另一輕繩穿過固定的光滑小環(huán)D4 N/C、方向水平向右的5×10與A相連彈

8、簧處于原長，輕繩恰好拉直，DM垂直于斜面水平面處于場強E6設(shè)兩物體均視10C.B所帶電荷量q4×m的質(zhì)量分別為0.1 kg和m0.2 kg，勻強電場中已知A、BBA2，sin 37°10 m/sB電荷量不變?nèi)為質(zhì)點，不計滑輪質(zhì)量和摩擦，繩不可伸長，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，0.6，cos 37°0.8. (1)求B所受靜摩擦力的大?。?2開始做勻加速直線運動A從M到N，使A以加速度a0.6 m/s的過A(2)現(xiàn)對施加沿斜面向下的拉力F程中，B的電勢能增加了E0.06 J已知DN沿豎直方向，B與水平面間的動摩擦因數(shù)0.4.求A到達Np點時拉力F的瞬時功率 圖2611

9、 【變式探究】如圖2612所示，傾角為60°的傾斜平行軌道與豎直面內(nèi)的平行圓形軌道平滑對接，軌道之間距離為L，圓形軌道的半徑為r.在傾斜平行軌道的上部有磁感應(yīng)強度為B的垂直于軌道向上的勻強磁場，磁場區(qū)域足夠大，圓形軌道末端接有一電阻值為R的定值電阻質(zhì)量為m的金屬棒從距軌道最低端C點高度為H處由靜止釋放，運動到最低點C時對軌道的壓力為7mg，不計摩擦和導(dǎo)軌、金屬棒的電阻，求： 圖2612 (1)金屬棒通過軌道最低端C點的速度大?。?(2)金屬棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值； (3)金屬棒整個下滑過程中定值電阻R上產(chǎn)生的熱量； (4)金屬棒通過圓形軌道最高點D時對軌道的壓力的大小 CBA2

10、017·1中央各有一小孔，、【小孔分別江蘇卷】如圖所示，三塊平行放置的帶電金屬薄板 OOCOP'MPP點點現(xiàn)將點由點，則由點靜止釋放的電子恰好能運動到位于板向右平移到、 靜止釋放的電子 P A點返回（）運動到PP' B點之間返回）運動到（和P' C點返回（）運動到P' D點（）穿過+Z+X+X+K+科來源學(xué)?與該點到點電荷的距離r的關(guān)系如【2017·新課標(biāo)卷】在一靜止點電荷的電場中，任一點的電勢2 圖所示。電場中四個點a、b、c和d的電場強度大小分別E、E、E和E。點a到點電荷的距離r與點aaadcb?）標(biāo)出，其余類推?，F(xiàn)將一帶正電的試探電荷

11、由a點依次經(jīng)b、c的電勢r已在圖中用坐標(biāo)（，點移aaa動到d點，在相鄰兩點間移動的過程中，電場力所做的功分別為W、W和W。下列選項正確的是 cdabbc AE：E=4:1 BE：E=2:1 CW:W=3:1 DW:W=1:3 cdabbcacbbcd3.2017·16l=1 m的輕質(zhì)細繩上端固定，下端連接一個可視為質(zhì)點的帶【分）如圖所示，長北京卷】（6 =37°10q=1.0×。已知小球所帶電荷量電小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中，繩與豎直方向的夾角32sin 37°=0.6cos 37°=0.8=3.0×10 N/Cg=10 m

12、/s EC。求：，取重力加速度，勻強電場的場強， 1F 的大小。）小球所受電場力（2m 。（）小球的質(zhì)量3v 的大小。（）將電場撤去，小球回到最低點時速度4【2017·新課標(biāo)卷】（20分）如圖，兩水平面（虛線）之間的距離為H，其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強電場。自該區(qū)域上方的A點將質(zhì)量為m、電荷量分別為q和q（q>0）的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場的方向射出。小球在重力作用下進入電場區(qū)域，并從該區(qū)域的下邊界離開。已知N離開電場時的速度方向豎直向下；M在電場中做直線運動，剛離開電場時的動能為N剛離開電場時動能的1.5倍。不計空氣阻力，重力加速度大小為g。求 （1

13、）M與N在電場中沿水平方向的位移之比； （2）A點距電場上邊界的高度； （3）該電場的電場強度大小。 1.【2016·全國卷】如圖1-所示，P是固定的點電荷，虛線是以P為圓心的兩個圓帶電粒子Q在P的電場中運動運動軌跡與兩圓在同一平面內(nèi)，a、b、c為軌跡上的三個點若Q僅受P的電場力作用，其在a、b、c點的加速度大小分別為a、a、a，速度大小分別為v、v、v，則( ) cabbca 圖1- Aa>a>a，v>v>v bacabcBa>a>a，v>v>v accabbCa>a>a，v>v>v ababccDa>a

14、>a，v>v>v bcbaca 2.【2016·全國卷】關(guān)于靜電場的等勢面，下列說法正確的是( ) A兩個電勢不同的等勢面可能相交 B電場線與等勢面處處相互垂直 同一等勢面上各點電場強度一定相等CD將一負的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面，電場力做正功 3【2016·江蘇卷】一金屬容器置于絕緣板上，帶電小球用絕緣細線懸掛于容器中，容器內(nèi)的電場線分布如圖1-所示容器內(nèi)表面為等勢面，A、B為容器內(nèi)表面上的兩點，下列說法正確的是( ) 圖1- AA點的電場強度比B點的大 B小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的低 CB點的電場強度方向與該處內(nèi)表面垂直 D將檢

15、驗電荷從A點沿不同路徑移到B點，電場力所做的功不同 4【2016·北京卷】如圖1-所示，電子由靜止開始經(jīng)加速電場加速后，沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場，并從另一側(cè)射出已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，加速電場電壓為U，偏轉(zhuǎn)電場可看作勻強電場，0極板間電壓為U，極板長度為L，板間距為d. (1)忽略電子所受重力，求電子射入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度v和從電場射出時沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離0y； (2)分析物理量的數(shù)量級，是解決物理問題的常用方法在解決(1)問時忽略了電子所受重力，請利用下2231192. 10 m/s10g C，m9.1×10，6× kg，e1.10已知列數(shù)據(jù)分

16、析說明其原因U2.0×d V，4.0×10 m (3)極板間既有靜電場也有重力場電勢反映了靜電場各點的能的性質(zhì)，請寫出電勢的定義式類比 電勢的定義方法，在重力場中建立“重力勢”的概念，并簡要說明電勢和“重力勢”的共同特點 G 圖1- K。X。X來源學(xué)?？?。Z。5【2016·四川卷】中國科學(xué)院2015年10月宣布中國將在2020年開始建造世界上最大的粒子加速器加速器是人類揭示物質(zhì)本源的關(guān)鍵設(shè)備，在放射治療、食品安全、材料科學(xué)等方面有廣泛應(yīng)用 如圖1-所示，某直線加速器由沿軸線分布的一系列金屬圓管(漂移管)組成，相鄰漂移管分別接在高頻脈沖電源的兩極質(zhì)子從K點沿軸線進入

17、加速器并依次向右穿過各漂移管，在漂移管內(nèi)做勻速直線運動，在6時速度E，進入漂移管 m/s108×時速度為B漂移管間被電場加速，加速電壓視為不變設(shè)質(zhì)子進入漂移管177質(zhì)子，漂移管間縫隙很小，質(zhì)子在每個管內(nèi)運動時間視為電源周期的1×10. 為1×10Hz m/s，電源頻率為 28 C/kg.的荷質(zhì)比取1×10求： B的長度；(1)漂移管 相鄰漂移管間的加速電壓(2) 1-圖&科來源學(xué)&固bab和a【2016·全國卷】某同學(xué)用圖1-中所給器材進行與安培力有關(guān)的實驗兩根金屬導(dǎo)軌611極位于兩導(dǎo)軌的正N極位于兩導(dǎo)軌的正上方，S定在同一水平

18、面內(nèi)且相互平行，足夠大的電磁鐵(未畫出)的 下方，一金屬棒置于導(dǎo)軌上且與兩導(dǎo)軌垂直 圖1- (1)在圖中畫出連線，完成實驗電路要求滑動變阻器以限流方式接入電路，且在開關(guān)閉合后，金屬棒沿箭頭所示的方向移動 (2)為使金屬棒在離開導(dǎo)軌時具有更大的速度，有人提出以下建議： A適當(dāng)增加兩導(dǎo)軌間的距離 B換一根更長的金屬棒 C適當(dāng)增大金屬棒中的電流 其中正確的是_(填入正確選項前的標(biāo)) 7【2016·江蘇卷】回旋加速器的工作原理如圖1-甲所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間狹縫的間距為d，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直，被加速粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，加在狹2mT縫間的交變電壓如

19、圖乙所示，電壓值的大小為U.周期T.一束該種粒子在t0時間內(nèi)從A處均勻 0qB2 地飄入狹縫，其初速度視為零現(xiàn)考慮粒子在狹縫中的運動時間，假設(shè)能夠出射的粒子每次經(jīng)過狹縫均做 加速運動，不考慮粒子間的相互作用求： E；(1)出射粒子的動能m ；t粒子從飄入狹縫至動能達到E所需的總時間(2)0m 應(yīng)滿足的條件99%能射出，d(3)要使飄入狹縫的粒子中有超過 1-圖&科來源學(xué)&為其BA、(q0)的粒子在勻強電場中運動，、電荷量為1.(2015·新課標(biāo)全國·24)如圖5，一質(zhì)量為mq點時速B；它運動到點的速度大小為v，方向與電場方向的夾角為60°運動軌跡上

20、的兩點已知該粒子在A0 兩點間的電勢差、B30°.不計重力求A度方向與電場方向的夾角為 5 圖，與圖示電路相連，金屬相距h四川卷）如圖所示，水平放置的不帶電的平行金屬板p和b1（2014·板上有小；bh處有小孔K板厚度不計，忽略邊緣效應(yīng)p板上表面光滑，涂有絕緣層，其上O點右側(cè)相距的靜止粒子被發(fā)射>0)q(qT，且O、在同一條豎直線上，圖示平面為豎直平面質(zhì)量為m、電荷量為孔T粒子視不與板碰撞地進入兩板之間K孔，沿點發(fā)射，p板上表面運動時間t后到達裝置(圖中未畫出)從O .為質(zhì)點，在圖示平面內(nèi)運動，電荷量保持不變，不計空氣阻力，重力加速度大小為gk.§xx來源:

21、Z§ (1)求發(fā)射裝置對粒子做的功；K點與過A點，A位置時，進入板間的粒子落在r，開關(guān)S接“1”b板上的(2)電路中的直流電源內(nèi)阻為 R位置，求阻值為的電阻中的電流強度；.此后將開關(guān)S接“2”孔豎直線的距離為l位置，使進入板間的粒子受力平衡，此時在板間某區(qū)域加接“1”(3)若選用恰當(dāng)直流電源，電路中開關(guān)S()521m范圍內(nèi)選B0B(上方向垂直于圖面的、磁感應(yīng)強度大小合適的勻強磁場磁感應(yīng)強度只能在m)(221qt取)，使粒子恰好從b板的T孔飛出，求粒子飛出時速度方向與b板板面的夾角的所有可能值(可用反三角函數(shù)表示) （2013·新課標(biāo)卷）16.一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d，極板分別與電池兩極相連，上 。小孔正上方處的P點有一帶電粒子，該粒子從靜止開極板中心有一小孔(小孔對電場的影響可忽略不計) 返回。若將下極板向上平移，則從P點開始始下落，經(jīng)過小孔進入電容器，并在下極板處(未與極板接觸)下落的相同粒子將 A.打到下極板上 B.在下極板處返回 在距上極板d處返回 D.C. 在距上極板處返回 （2013·上海卷）33(16分)如圖，兩根相距l(xiāng)0.4m、電阻不計的平行光滑