新高考物理一輪復(fù)習(xí)重難點(diǎn)練習(xí)難點(diǎn)14 電場(chǎng)性質(zhì)的綜合應(yīng)用（含解析）

難點(diǎn)14電場(chǎng)性質(zhì)的綜合應(yīng)用一、電場(chǎng)中功能關(guān)系的綜合問(wèn)題電場(chǎng)中常見(jiàn)的功能關(guān)系(1)若只有靜電力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變．(2)若只有靜電力和重力做功，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變．(3)除重力之外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化量．(4)所有外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化量．【例1】如圖所示，在空間中存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，質(zhì)量為m、電荷量為＋q的物塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落，加速度為eq\f(1,3)g，下落高度H到B點(diǎn)后與一輕彈簧接觸，又下落h后到達(dá)最低點(diǎn)C，整個(gè)過(guò)程中不計(jì)空氣阻力，且彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g，則帶電物塊在由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為eq\f(mg,3q)B．帶電物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少量為eq\f(mgH＋h,3)C．帶電物塊電勢(shì)能的增加量為mg(H＋h)D．彈簧的彈性勢(shì)能的增加量為eq\f(mgH＋h,3)【答案】D【解析】物塊從靜止開(kāi)始下落時(shí)的加速度為eq\f(1,3)g，根據(jù)牛頓第二定律得：mg－qE＝ma，解得：E＝eq\f(2mg,3q)，故A錯(cuò)誤；從A到C的過(guò)程中，系統(tǒng)除重力和彈力以外，只有靜電力做功，靜電力做功為：W＝－qE(H＋h)＝－eq\f(2mgH＋h,3)，可知機(jī)械能減小量為eq\f(2mgH＋h,3)，故B錯(cuò)誤；從A到C過(guò)程中，靜電力做功為－eq\f(2mgH＋h,3)，則電勢(shì)能增加量為eq\f(2mgH＋h,3)，故C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理得：mg(H＋h)－eq\f(2mgH＋h,3)＋W彈＝0，解得彈力做功為：W彈＝－eq\f(mgH＋h,3)，即彈性勢(shì)能增加量為eq\f(mgH＋h,3)，故D正確．二、電場(chǎng)中的圖像問(wèn)題（一）電場(chǎng)中的v－t圖像根據(jù)v－t圖像的速度變化、斜率變化(即加速度大小的變化)，可確定電荷所受靜電力的方向與靜電力的大小變化情況，進(jìn)而確定電場(chǎng)的方向、電勢(shì)的高低及電勢(shì)能的變化．【例2】(多選)如圖甲所示，有一絕緣圓環(huán)，圓環(huán)上均勻分布著正電荷，圓環(huán)平面與豎直平面重合．一光滑細(xì)桿沿垂直圓環(huán)平面的軸線穿過(guò)圓環(huán)，細(xì)桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m＝10g的帶正電的小球，小球所帶電荷量q＝5.0×10－4C．小球從C點(diǎn)由靜止釋放，其沿細(xì)桿由C經(jīng)B向A運(yùn)動(dòng)的v－t圖像如圖乙所示．小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，速度圖像的切線斜率最大(圖中標(biāo)出了該切線)．則下列說(shuō)法正確的是()A．由C到A的過(guò)程中，小球的電勢(shì)能先減小后變大B．由C到A電勢(shì)逐漸降低C．C、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UCB＝0.9VD．在O點(diǎn)右側(cè)桿上，B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大，場(chǎng)強(qiáng)大小為E＝1.2V/m【答案】BCD【解析】從C到A小球的動(dòng)能一直增大，說(shuō)明靜電力一直做正功，故電勢(shì)能一直減小，電勢(shì)一直減小，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)動(dòng)能定理知qUCB＝eq\f(1,2)mvB2－0，解得UCB＝0.9V，故C正確；根據(jù)對(duì)稱性知O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為0，由題圖乙可知，小球在B點(diǎn)的加速度最大，故所受的靜電力最大，加速度由靜電力產(chǎn)生，故B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大，小球的加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(0.3,5)m/s2＝0.06m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得qE＝ma，聯(lián)立解得E＝1.2V/m，故D正確．（二）φ－x圖像(電場(chǎng)方向與x軸平行)1．電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于φ－x圖線的切線斜率的絕對(duì)值，如果圖線是曲線，電場(chǎng)為非勻強(qiáng)電場(chǎng)；如果圖線是傾斜的直線，電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)(如圖)．切線的斜率為零時(shí)沿x軸方向電場(chǎng)強(qiáng)度為零．2．在φ－x圖像中可以直接判斷各點(diǎn)電勢(shì)的高低，并可根據(jù)電勢(shì)大小關(guān)系確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，進(jìn)而可以判斷電荷在電場(chǎng)中的受力方向．(如圖)3．電場(chǎng)中常見(jiàn)的φ－x圖像(1)點(diǎn)電荷的φ－x圖像(取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零)，如圖．(2)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷連線上的φ－x圖像，如圖．(3)兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的φ－x圖像，如圖．【例3】(多選)兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷固定在x軸上的A、B兩點(diǎn)，兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖像如圖所示，其中P點(diǎn)電勢(shì)最高，且xAP<xPB，則()A．q1和q2都帶負(fù)電荷B．q1的電荷量大于q2的電荷量C．在A、B之間將一負(fù)點(diǎn)電荷沿x軸從P點(diǎn)左側(cè)移到右側(cè)，電勢(shì)能先減小后增大D．一點(diǎn)電荷只在靜電力作用下沿x軸從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，加速度逐漸變小【答案】AC【解析】由題圖知，越靠近兩點(diǎn)電荷，電勢(shì)越低，則q1和q2都帶負(fù)電荷，故A項(xiàng)正確；φ－x圖像的切線斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，則P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加知兩點(diǎn)電荷在P處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等大反向，即keq\f(q1,xAP2)＝keq\f(q2,xBP2)，又xAP<xPB，所以q1的電荷量小于q2的電荷量，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖知，在A、B之間沿x軸從P點(diǎn)左側(cè)到右側(cè)，電勢(shì)先增加后減小，則負(fù)點(diǎn)電荷的電勢(shì)能先減小后增大，故C項(xiàng)正確；φ－x圖像的切線斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，則沿x軸從P點(diǎn)到B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)逐漸增大；據(jù)a＝eq\f(qE,m)可知，點(diǎn)電荷只在靜電力作用下沿x軸從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，加速度逐漸增大，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．（三）E－x圖像(電場(chǎng)方向與x軸平行)1．E－x圖像為靜電場(chǎng)在x軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x的變化關(guān)系，若規(guī)定x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度E的正方向，則E>0，電場(chǎng)強(qiáng)度E沿x軸正方向；E<0，電場(chǎng)強(qiáng)度E沿x軸負(fù)方向．2．E－x圖線與x軸所圍圖形“面積”表示電勢(shì)差(如圖所示)，兩點(diǎn)的電勢(shì)高低根據(jù)電場(chǎng)方向判定．在與粒子運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的題目中，可進(jìn)一步確定粒子的電性、動(dòng)能變化、電勢(shì)能變化等情況．3．電場(chǎng)中常見(jiàn)的E－x圖像(1)點(diǎn)電荷的E－x圖像正點(diǎn)電荷及負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨坐標(biāo)x變化關(guān)系的圖像大致如圖所示．(2)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷的E－x圖像，如圖．(3)兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷的E－x圖像，如圖．【例4】(多選)真空中相距為3a的兩個(gè)點(diǎn)電荷M、N，分別固定于x軸上x(chóng)1＝0和x2＝3a的兩點(diǎn)上，在它們連線上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)隨x變化關(guān)系如圖所示，沿x軸正方向電場(chǎng)強(qiáng)度E為正，以下判斷中正確的是()A．點(diǎn)電荷M、N一定為同種電荷B．點(diǎn)電荷M、N所帶電荷量的絕對(duì)值之比為4∶1C．把一個(gè)檢驗(yàn)電荷由x1位置靜止釋放，其加速度一直減小D．把一個(gè)正檢驗(yàn)電荷由x3＝a的位置靜止釋放，其電勢(shì)能一直減小【答案】AB【解析】x＝2a處場(chǎng)強(qiáng)為零且左側(cè)場(chǎng)強(qiáng)向右(正值)、右側(cè)場(chǎng)強(qiáng)向左(負(fù)值)，結(jié)合點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)特征可知，點(diǎn)電荷M、N一定為同種電荷，兩點(diǎn)電荷在x＝2a處的場(chǎng)強(qiáng)大小滿足keq\f(q1,2a2)＝keq\f(q2,a2)，解得eq\f(q1,q2)＝eq\f(4,1)，A、B正確；由題圖可知，O點(diǎn)右側(cè)場(chǎng)強(qiáng)先減小再增大，故把一個(gè)檢驗(yàn)電荷(假設(shè)帶正電)由x1位置靜止釋放，據(jù)牛頓第二定律可得qE＝ma，其加速度先減小再增大，C錯(cuò)誤；把一個(gè)正檢驗(yàn)電荷由x3＝a的位置靜止釋放，向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程靜電力先做正功再做負(fù)功，其電勢(shì)能先減小后增大，D錯(cuò)誤．（四）Ep－x圖像、Ek－x圖像1．Ep－x圖像由靜電力做功與電勢(shì)能變化關(guān)系F電x＝Ep1－Ep2＝－ΔEp知Ep－x圖像的切線斜率k＝eq\f(ΔEp,Δx)，其大小等于靜電力，斜率正負(fù)代表靜電力的方向．2．Ek－x圖像當(dāng)帶電體只有靜電力做功，由動(dòng)能定理F電x＝Ek－Ek0＝ΔEk知Ek－x圖像的切線斜率k＝eq\f(ΔEk,Δx)，其大小表示靜電力．【例5】(多選)如圖所示，空間中存在沿x軸的靜電場(chǎng)，x1、x2、x3、x4是x軸上的四個(gè)點(diǎn)，質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的粒子(不計(jì)重力)，以初速度v0從O點(diǎn)沿x軸正方向進(jìn)入電場(chǎng)，在粒子沿x軸運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其電勢(shì)能Ep沿x軸的變化如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．粒子在x2點(diǎn)的速度為v0B．從O點(diǎn)到x3點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)的電勢(shì)先升高再降低再升高C．若粒子能到達(dá)x4處，則v0的大小至少應(yīng)為eq\r(\f(2Ep0,m))D．若v0＝2eq\r(\f(Ep0,m))，則粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能為2Ep0【答案】AC【解析】粒子從O運(yùn)動(dòng)到x2的過(guò)程中，電勢(shì)能變化量為零，靜電力做功為零，根據(jù)動(dòng)能定理知，粒子在x2點(diǎn)的速度為v0，故A正確；從O點(diǎn)到x3點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)的電勢(shì)先降低再升高，故B錯(cuò)誤；粒子能運(yùn)動(dòng)到x1處，就能運(yùn)動(dòng)到x4處，若粒子恰好能運(yùn)動(dòng)到x1處，此時(shí)初速度v0最小，根據(jù)動(dòng)能定理得－qφ0＝0－eq\f(1,2)mv02，解得v0＝eq\r(\f(2qφ0,m))＝eq\r(\f(2Ep0,m))，所以若粒子能運(yùn)動(dòng)到x4處，則初速度v0至少為eq\r(\f(2Ep0,m))，故C正確；粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，靜電力所做正功的最大值為qφ0，若v0＝2eq\r(\f(Ep0,m))，由動(dòng)能定理得W＝qφ0＝Ekm－eq\f(1,2)mv02，解得Ekm＝3Ep0，故D錯(cuò)誤．一、單選題1．（2019·湖北·武漢市第四十九中學(xué)高三階段練習(xí)）如圖所示，在粗糙、絕緣且足夠大的水平面上固定著一個(gè)帶負(fù)電荷的點(diǎn)電荷Q．將一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為q的小金屬塊（金屬塊可以看成質(zhì)點(diǎn)）放在水平面上并由靜止釋放，金屬塊將在水平面上沿遠(yuǎn)離Q的方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．則在金屬塊運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中（）A．電場(chǎng)力對(duì)金屬塊做的功等于金屬塊增加的機(jī)械能B．金屬塊的電勢(shì)能先減小后增大C．金屬塊的加速度一直減小D．電場(chǎng)對(duì)金屬塊所做的功一定等于摩擦產(chǎn)生的熱【答案】D【解析】電場(chǎng)力對(duì)金屬塊做的功的值等于金屬塊增加的機(jī)械能和產(chǎn)生的熱量，最終靜止時(shí)完全轉(zhuǎn)化為熱量．電場(chǎng)力一直做正功，電勢(shì)能一直減少，金屬塊的加速度先減小到零，此時(shí)速度最大，然后開(kāi)始減速，加速度反向增大。故選D。2．（2021·河北衡水中學(xué)高三階段練習(xí)）如圖所示，電容器固定在一個(gè)絕緣座上，絕緣座放在光滑水平面上。平行板電容器兩極板間距離為SKIPIF1<0，右極板上有一小孔，一長(zhǎng)為SKIPIF1<0的絕緣桿穿過(guò)小孔，左端固定在左極板上，電容器兩極板連同底座、絕緣桿總質(zhì)量為SKIPIF1<0，有一質(zhì)量為SKIPIF1<0、電荷量為SKIPIF1<0的帶正電圓環(huán)套在桿上，環(huán)以某一初速度SKIPIF1<0從桿右端對(duì)準(zhǔn)小孔向左運(yùn)動(dòng)。已知SKIPIF1<0，取水平向左為正方向。假設(shè)帶電環(huán)不影響電容器極板間電場(chǎng)的分布，兩極板間的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，電容器外部電場(chǎng)和接觸面的摩擦均忽略不計(jì)。若帶電環(huán)進(jìn)入電容器后距左板的最小距離為SKIPIF1<0，則（）A．帶電環(huán)與左極板間相距最近時(shí)的速度為SKIPIF1<0B．帶電環(huán)從右極板小孔離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度為SKIPIF1<0C．極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0D．極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0【答案】C【解析】ACD．帶電環(huán)距左極板最近時(shí)，帶電環(huán)與絕緣桿相對(duì)靜止，這一過(guò)程類似完全非彈性碰撞，由動(dòng)量守恒定律得SKIPIF1<0則SKIPIF1<0由能量守恒定律得SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0故AD錯(cuò)誤C正確；B．帶電環(huán)從進(jìn)入電場(chǎng)到從右極板小孔離開(kāi)電場(chǎng)，這一過(guò)程類似彈性碰撞，由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，有SKIPIF1<0SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0故B錯(cuò)誤。故選C。3．（2018·福建廈門·高三階段練習(xí)）如圖所示，a、c、b為同一條電場(chǎng)線上的三點(diǎn)，c為ab中點(diǎn)，a、b電勢(shì)分別為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，則（）A．c點(diǎn)的電勢(shì)一定為4VB．a(chǎn)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定比b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大C．正電荷從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電勢(shì)能一定減少D．正電荷從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)動(dòng)能一定增加【答案】C【解析】A．只有在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)是均勻降落的，根據(jù)題中的信息無(wú)法判斷該電場(chǎng)線是不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；B．電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，一條電場(chǎng)線無(wú)法判斷電場(chǎng)線的疏密程度，所以無(wú)法判斷ab兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，故B錯(cuò)誤；C．正電荷從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，所以電勢(shì)能減小，故C正確；D．正電荷從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中如果有其他外力存在，并且在外力和電場(chǎng)力作用下做減速運(yùn)動(dòng)，這樣電荷的動(dòng)能是減小的，故D錯(cuò)誤。故選C。4．（2022·湖南長(zhǎng)沙·高三開(kāi)學(xué)考試）如圖所示，水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)SKIPIF1<0，質(zhì)量分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的小球A、SKIPIF1<0固定在直角形輕質(zhì)絕緣輕桿兩端，頂點(diǎn)SKIPIF1<0處有固定的光滑轉(zhuǎn)動(dòng)軸，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0球帶電量為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0球不帶電，重力加速度為SKIPIF1<0，此裝置從圖示位置靜止釋放后的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）A．SKIPIF1<0球、SKIPIF1<0球和桿組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B．小球SKIPIF1<0的最大速度為SKIPIF1<0C．轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力不可能做正功 D．SKIPIF1<0球達(dá)到SKIPIF1<0點(diǎn)正下方時(shí)機(jī)械能最大【答案】B【解析】A．轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，由于電場(chǎng)力做功，因此A球、SKIPIF1<0球和桿組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤；C．在B球轉(zhuǎn)回到初始位置的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，C錯(cuò)誤；B．設(shè)SKIPIF1<0轉(zhuǎn)動(dòng)SKIPIF1<0角時(shí)球SKIPIF1<0的速度為SKIPIF1<0，由系統(tǒng)的動(dòng)能定理可得SKIPIF1<0SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0求SKIPIF1<0球速度最大，需求SKIPIF1<0最大，解得SKIPIF1<0，SKIPIF1<0則SKIPIF1<0球度最大為SKIPIF1<0B正確；D．SKIPIF1<0球在初態(tài)時(shí)克服電場(chǎng)力做功為零，其他位置都克服電場(chǎng)力做功，因此B球在初始位置時(shí)系統(tǒng)機(jī)械能最大，D錯(cuò)誤。故選B。5．（2021·河南·高三階段練習(xí)）如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一與電場(chǎng)方向平行的直角三角形SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0邊長(zhǎng)為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0長(zhǎng)度為SKIPIF1<0的一半.從SKIPIF1<0點(diǎn)以速率SKIPIF1<0向SKIPIF1<0所在平面內(nèi)各方向發(fā)射電子，過(guò)SKIPIF1<0點(diǎn)的電子通過(guò)SKIPIF1<0點(diǎn)時(shí)的速率為SKIPIF1<0，過(guò)SKIPIF1<0點(diǎn)的電子通過(guò)SKIPIF1<0點(diǎn)時(shí)的速率為SKIPIF1<0。已知電子質(zhì)量為SKIPIF1<0、電荷量為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0點(diǎn)電勢(shì)為0，不計(jì)電子的重力及電子之間的相互作用。下列說(shuō)法正確的是（）A．SKIPIF1<0點(diǎn)電勢(shì)為SKIPIF1<0B．勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向由SKIPIF1<0指向SKIPIF1<0C．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0D．電子通過(guò)SKIPIF1<0點(diǎn)時(shí)的速率為SKIPIF1<0【答案】D【解析】A．從SKIPIF1<0到SKIPIF1<0，由動(dòng)能定理得SKIPIF1<0其中SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0則有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0則A錯(cuò)誤；BC．從SKIPIF1<0到SKIPIF1<0，由動(dòng)能定理得SKIPIF1<0其中SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0同理SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0在SKIPIF1<0間找到SKIPIF1<0的等勢(shì)點(diǎn)，SKIPIF1<0為SKIPIF1<0的SKIPIF1<0，連接SKIPIF1<0為等勢(shì)線，如圖所示由SKIPIF1<0SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0，即電場(chǎng)線為SKIPIF1<0，由SKIPIF1<0指向SKIPIF1<0SKIPIF1<0故BC錯(cuò)誤；D．過(guò)SKIPIF1<0做垂直于SKIPIF1<0的線段SKIPIF1<0，如圖所示由幾何關(guān)系得SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0聯(lián)立以上各式，解得SKIPIF1<0故D正確。故選D。6．（2021·江蘇·高三期中）如圖所示，水平面上固定一絕緣光滑斜面，斜面頂端有一固定擋板，涂有絕緣漆的輕彈簧一端與擋板相連，整個(gè)裝置放在沿斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。一帶電滑塊從斜面上某處由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后壓縮彈簧，設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中滑塊的帶電量不變，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力，則（）A．滑塊帶電量越大，滑塊的最大加速度越小B．電場(chǎng)強(qiáng)度越大，滑塊的最大速度越大C．滑塊釋放點(diǎn)越低，滑塊最大速度的位置越高D．彈簧勁度系數(shù)越大，彈簧的最大彈性勢(shì)能越大【答案】B【解析】A．滑塊的加速度為SKIPIF1<0彈簧彈力為0時(shí)，滑塊的加速度最大，則滑塊帶電量越大，滑塊的最大加速度越大，所以A錯(cuò)誤；B．電場(chǎng)強(qiáng)度越大，電場(chǎng)力越大，平均合外力越大，合外力做的功越多，則滑塊的最大速度越大，所以B正確；C．滑塊最大速度的位置為加速度為0的位置，有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0所以滑塊最大速度的位置與滑塊的釋放點(diǎn)無(wú)關(guān)，所以C錯(cuò)誤；D．設(shè)彈簧最大壓縮為SKIPIF1<0，滑塊釋放點(diǎn)離彈簧自由端的距離為L(zhǎng)時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理有SKIPIF1<0由功能關(guān)系可知最大彈性勢(shì)能為SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0由于彈簧的勁度系數(shù)越大，彈簧的最大壓縮量越小，則彈簧的最大彈性勢(shì)能越小，所以D錯(cuò)誤；故選B。7．（2022·江蘇·南京外國(guó)語(yǔ)學(xué)校模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，在SKIPIF1<0軸坐標(biāo)原點(diǎn)SKIPIF1<0左右兩側(cè)對(duì)稱固定安放等量的同種電荷SKIPIF1<0，SKIPIF1<0時(shí)刻在原點(diǎn)SKIPIF1<0左側(cè)離SKIPIF1<0較近的A點(diǎn)（SKIPIF1<0）靜止釋放入SKIPIF1<0點(diǎn)電荷，以下關(guān)于點(diǎn)電荷速度SKIPIF1<0、加速度SKIPIF1<0隨時(shí)間以及合力SKIPIF1<0電勢(shì)能SKIPIF1<0隨坐標(biāo)SKIPIF1<0變化關(guān)系圖像可能正確的是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】AB．由題意可知，坐標(biāo)原點(diǎn)SKIPIF1<0為等量同種正點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，兩正點(diǎn)電荷在坐標(biāo)原點(diǎn)SKIPIF1<0的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，即坐標(biāo)原點(diǎn)SKIPIF1<0的合場(chǎng)強(qiáng)為零，由對(duì)稱性可知，場(chǎng)強(qiáng)方向都是從兩正點(diǎn)電荷指向原點(diǎn)SKIPIF1<0，從點(diǎn)電荷到原點(diǎn)SKIPIF1<0場(chǎng)強(qiáng)逐漸減小，可知SKIPIF1<0時(shí)刻在原點(diǎn)SKIPIF1<0左側(cè)離SKIPIF1<0較近的A點(diǎn)（SKIPIF1<0）靜止釋放入SKIPIF1<0點(diǎn)電荷，試探電荷向正SKIPIF1<0軸方向先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)原點(diǎn)SKIPIF1<0繼續(xù)向正SKIPIF1<0軸方向做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)原點(diǎn)SKIPIF1<0右側(cè)對(duì)稱點(diǎn)SKIPIF1<0（SKIPIF1<0）速度減為零，之后試探電荷在SKIPIF1<0、SKIPIF1<0之間周期性地運(yùn)動(dòng)，A正確，B錯(cuò)誤；C．假設(shè)兩點(diǎn)電荷SKIPIF1<0離坐標(biāo)原點(diǎn)SKIPIF1<0的距離都為SKIPIF1<0，當(dāng)試探電荷SKIPIF1<0與坐標(biāo)原點(diǎn)SKIPIF1<0距離SKIPIF1<0時(shí)，該位置的合場(chǎng)強(qiáng)大小為SKIPIF1<0可知合場(chǎng)強(qiáng)SKIPIF1<0與SKIPIF1<0不是線性關(guān)系，故試探電荷SKIPIF1<0受到的電場(chǎng)力與SKIPIF1<0不是線性關(guān)系，C錯(cuò)誤；D．SKIPIF1<0圖像的切線斜率等于試探電荷SKIPIF1<0受到的電場(chǎng)力，當(dāng)試探電荷SKIPIF1<0與坐標(biāo)原點(diǎn)SKIPIF1<0距離SKIPIF1<0時(shí)，該位置的合場(chǎng)強(qiáng)為SKIPIF1<0可知合場(chǎng)強(qiáng)隨SKIPIF1<0的變化而變化，故試探電荷SKIPIF1<0受到的電場(chǎng)力隨SKIPIF1<0的變化而變化，D錯(cuò)誤；故選A。8．（2022·全國(guó)·高三專題練習(xí)）某靜電場(chǎng)在x軸上各點(diǎn)的電勢(shì)φ隨坐標(biāo)x的分布圖像如圖所示。x軸上A、O、B三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA、φO、φB，電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸方向的分量大小分別為EAx、EOx、EBx，電子在A、O、B三點(diǎn)的電勢(shì)能分別為WA、WO、WB。下列判斷中正確的是（）A．φO＞φB＞φAB．EOx＞EBx＞EAxC．WO＜WB＜WAD．WO-WA＞W(wǎng)O-WB【答案】D【解析】A．由圖知電勢(shì)高低關(guān)系為SKIPIF1<0，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)圖像切線斜率的大小等于電場(chǎng)強(qiáng)度沿SKIPIF1<0軸方向的分量大小，所以SKIPIF1<0，B錯(cuò)誤；C．電子帶負(fù)電，根據(jù)電勢(shì)能公式：SKIPIF1<0分析得知SKIPIF1<0，C錯(cuò)誤；D．由圖知，SKIPIF1<0間電勢(shì)差大于SKIPIF1<0間電勢(shì)差，即有：SKIPIF1<0電子帶負(fù)電，則根據(jù)電勢(shì)能公式：SKIPIF1<0得：SKIPIF1<0，D正確。故選D。9．（2019·重慶市江津中學(xué)校高三階段練習(xí)）兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸O、M兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)均為零，ND段中的C點(diǎn)電勢(shì)最高，不計(jì)重力，則(

)A．A、N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零B．NC間場(chǎng)強(qiáng)方向向x軸正方向C．將一正點(diǎn)電荷靜放在x軸負(fù)半軸，它將一直做加速運(yùn)動(dòng)D．將一正電荷在C點(diǎn)由靜止釋放，它將沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】φ-x圖象的斜率等于電場(chǎng)強(qiáng)度E，由于A、N點(diǎn)的斜率不為零，所以A、N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不為零，故A錯(cuò)誤；由圖知由N到C電勢(shì)升高，則由N到C為逆電場(chǎng)線方向，則N、C間場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向．故B錯(cuò)誤；由圖知AO之間的距離大于AM之間的距離，又A點(diǎn)的電勢(shì)為零，則O點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電量比M點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電量大，且O點(diǎn)的電荷帶正電，M點(diǎn)電荷帶負(fù)電，結(jié)合庫(kù)侖定律可知，在x軸的負(fù)方向上，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向都沿x軸的負(fù)方向，所以若將一正點(diǎn)電荷在x軸負(fù)半軸上某處由靜止釋放，它將沿x軸負(fù)方向做加速運(yùn)動(dòng)．故C正確；由圖可知：N、C間場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向，C、D間電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向，所以一正點(diǎn)電荷在C點(diǎn)由靜止釋放，可能沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，也可能沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤；故選C.10．（2021·全國(guó)·高三專題練習(xí)）x軸上有兩點(diǎn)電荷Q1和Q2，Q1和Q2之間連線上各點(diǎn)電勢(shì)高低如圖曲線所示（AP＞PB），選無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0，從圖中可以看出（）A．Q1電量一定小于Q2電量B．Q1和Q2一定是同種電荷C．P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度是0D．Q1和Q2之間連線上各點(diǎn)電場(chǎng)方向都指向Q2【答案】D【解析】AB．由圖像可以發(fā)現(xiàn)，離SKIPIF1<0越近電場(chǎng)中的電勢(shì)越高，由此可以判斷SKIPIF1<0為正電荷，同理，由于離SKIPIF1<0越近電勢(shì)越低，所以SKIPIF1<0為負(fù)電荷，在它們的連線上的P點(diǎn)的電勢(shì)也是零，但P點(diǎn)離SKIPIF1<0近，所以SKIPIF1<0的電荷量要大于SKIPIF1<0的電荷量，AB錯(cuò)誤；CD．由于SKIPIF1<0和SKIPIF1<0為異種電荷，并且SKIPIF1<0為正電荷，SKIPIF1<0在x軸正半軸上的電場(chǎng)方向向右，SKIPIF1<0為負(fù)電荷，SKIPIF1<0在SKIPIF1<0和SKIPIF1<0之間的電場(chǎng)方向也向右，所以P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度是SKIPIF1<0和SKIPIF1<0在P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的和，方向指向SKIPIF1<0，C錯(cuò)誤，D正確。故選D。11．（2022·上海交大附中高三階段練習(xí)）在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2，其靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ在x軸上分布如圖所示。下列說(shuō)法正確的有（）A．q1和q2帶有同種電荷B．x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零C．負(fù)電荷從x1移到x2，電勢(shì)能減小D．正電荷從x1移到x2，受到的電場(chǎng)力增大【答案】C【解析】A．根據(jù)圖像，電勢(shì)有正值也有負(fù)值，所以q1和q2帶有異種電荷，A錯(cuò)誤；B．x1處的斜率最大，電場(chǎng)強(qiáng)度最大，電場(chǎng)強(qiáng)度不等于零，B錯(cuò)誤；C．從x1移到x2，電勢(shì)升高，所以電場(chǎng)強(qiáng)度向左，負(fù)電荷所受電場(chǎng)力向右，負(fù)電荷從x1移到x2，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，C正確；D．在x1處斜率最大，電場(chǎng)強(qiáng)度最大，正電荷所愛(ài)電場(chǎng)力最大，在x2處斜率等于零，電場(chǎng)強(qiáng)度等于零，正電荷所受電場(chǎng)力等于零，正電荷從x1移到x2，受到的電場(chǎng)力減小，D錯(cuò)誤。故選C。12．（2022·山西太原·三模）在甲、乙電場(chǎng)中，試探電荷SKIPIF1<0具有的電勢(shì)能SKIPIF1<0沿x方向的變化分別如圖甲、乙所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．圖甲中，試探電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為零B．圖甲中，電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向C．圖乙中，SKIPIF1<0處的電場(chǎng)強(qiáng)度小于SKIPIF1<0處的電場(chǎng)強(qiáng)度D．圖乙中，SKIPIF1<0處的電勢(shì)高于SKIPIF1<0處的電勢(shì)【答案】D【解析】AB．根據(jù)SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0圖象斜率的絕對(duì)值表示電場(chǎng)力的大小，故圖甲中，試探電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力不為零，沿x軸正方向電勢(shì)能增大，則電場(chǎng)力做負(fù)功，可知電場(chǎng)力有沿x軸負(fù)方向的分量，試探電荷帶負(fù)電，則電場(chǎng)強(qiáng)度有沿x軸正方向的分量，故AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)SKIPIF1<0圖象斜率的絕對(duì)值表示電場(chǎng)力的大小，結(jié)合SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于SKIPIF1<0處的電場(chǎng)強(qiáng)度，故C錯(cuò)誤；D．SKIPIF1<0處的電勢(shì)能低于SKIPIF1<0處的電勢(shì)能，試探電荷帶負(fù)電，根據(jù)SKIPIF1<0，可知SKIPIF1<0處的電勢(shì)高于SKIPIF1<0處的電勢(shì)，故D正確。故選D。二、多選題13．（2021·湖南省邵東市第三中學(xué)高三階段練習(xí)）如圖所示，在空間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，質(zhì)量為m電量為+q的物塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落，加速度為SKIPIF1<0，下落H到B點(diǎn)后與一輕彈簧接觸，又下落h后到達(dá)最低點(diǎn)C。在由A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中（空氣阻力不計(jì)），則（）A．物塊機(jī)械能減少SKIPIF1<0B．物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少SKIPIF1<0C．物塊在B點(diǎn)的速度最大D．對(duì)于系統(tǒng)，重力勢(shì)能的減少量等于彈性勢(shì)能與電勢(shì)能的增加量之和【答案】BD【解析】質(zhì)量為m電量為+q的物塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落，加速度為SKIPIF1<0，根據(jù)牛頓第二定律SKIPIF1<0A．以C點(diǎn)為重力勢(shì)能零勢(shì)能面，則物塊在A點(diǎn)機(jī)械能SKIPIF1<0物塊在C點(diǎn)機(jī)械能為零，則物塊由A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，物塊機(jī)械能減少SKIPIF1<0故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)題意可知，物塊由A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少等于克服電場(chǎng)力做功SKIPIF1<0故B正確；C．物塊由A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，下落到B點(diǎn)時(shí)，物塊受電場(chǎng)力和重力，則加速度仍為SKIPIF1<0，方向向下，物塊繼續(xù)加速，則物塊在B點(diǎn)的速度不是最大，故C錯(cuò)誤；D．對(duì)于系統(tǒng)，能量守恒，根據(jù)能量守恒定律可知，重力勢(shì)能的減少量等于彈性勢(shì)能與電勢(shì)能的增加量之和，故D正確。故選BD。14．（2022·河北·高三專題練習(xí)）如圖所示，b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，它們恰好位于以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓上，cd是該圓的一條直徑，SKIPIF1<0，已知電場(chǎng)方向平行于圓所在的平面（紙面）。將質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的帶電粒子從d點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功為W（W>0）；再將該粒子從b點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功為SKIPIF1<0。若將該粒子從d點(diǎn)以一定初速率向紙面內(nèi)任意方向射出，沿垂直cd向上射出時(shí)，粒子恰好經(jīng)過(guò)c點(diǎn)，不計(jì)粒子重力。已知SKIPIF1<0，下列說(shuō)法正確的是（）A．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0B．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向與cb平行C．粒子從d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)所用的時(shí)間為SKIPIF1<0D．粒子經(jīng)過(guò)圓周時(shí)，最大動(dòng)能為SKIPIF1<0【答案】AD【解析】AB．由幾何關(guān)系得SKIPIF1<0設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)具有豎直向下的分量SKIPIF1<0和水平向左的分量SKIPIF1<0，則有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0SKIPIF1<0設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度與水平方向的夾角為SKIPIF1<0，則有SKIPIF1<0SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0SKIPIF1<0即電場(chǎng)方向沿bO方向，A正確，B錯(cuò)誤；CD．粒子從d點(diǎn)射出至運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，由幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0SKIPIF1<0連接bO，延長(zhǎng)bO與圓周交于a點(diǎn)，當(dāng)粒子從a點(diǎn)射出時(shí)，電場(chǎng)力做的功最多，射出時(shí)的動(dòng)能最大（點(diǎn)撥：電場(chǎng)力恒定，在力的方向上的位移越大，做的功越多），有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。15．（2021·福建·高三專題練習(xí)）如圖甲所示，一絕緣的豎直圓環(huán)上均勻分布著負(fù)電荷，一光滑細(xì)桿從圓心垂直圈環(huán)平面穿過(guò)圓環(huán)，桿上套有帶電的小球，現(xiàn)使小球從a點(diǎn)以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)。到達(dá)c點(diǎn)速度為零。取a點(diǎn)為零電勢(shì)能點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的電勢(shì)能Ep隨其運(yùn)動(dòng)位移x的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．小球帶負(fù)電 B．電勢(shì)差Uba大于UcbC．a(chǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) D．小球經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為2J【答案】BD【解析】A．小球從a點(diǎn)以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)，到達(dá)c點(diǎn)速度為零，可知小球受電場(chǎng)力向左，小球帶正電，A錯(cuò)誤；B．因ab電勢(shì)能的變化量大于bc電勢(shì)能變化量，根據(jù)SKIPIF1<0可知電勢(shì)差Uba大于Ucb，B正確；C．根據(jù)SKIPIF1<0故Ep-x切線的斜率表示電場(chǎng)力大小，由圖可知在b點(diǎn)受電場(chǎng)力最大，則場(chǎng)強(qiáng)最大，C錯(cuò)誤；D．小球只受電場(chǎng)力作用，則小球的電勢(shì)能和動(dòng)能之和守恒，則SKIPIF1<0即SKIPIF1<0解得小球經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為Ekb=2JD正確。故選BD。16．（2022·云南·昆明一中高三階段練習(xí)）空間存在一沿x軸方向的靜電場(chǎng)，一正電荷由O點(diǎn)開(kāi)始僅在電場(chǎng)力的作用下沿x軸的正方向運(yùn)動(dòng)，該過(guò)程中電荷的電勢(shì)能關(guān)于位移x的變化規(guī)律如圖所示，電荷運(yùn)動(dòng)到x3處時(shí)速度為0。其中圖像0~x2為頂點(diǎn)在x的開(kāi)口向上的拋物線，x2以后的圖線為傾斜的直線。則下列說(shuō)法正確的是（）A．電荷由x2位置運(yùn)動(dòng)到x3的位置做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．x1處的電勢(shì)最低、x3處的電勢(shì)最高C．電荷的初動(dòng)能為EP3-EP2D．該電場(chǎng)沿x軸的正方向【答案】BC【解析】A．因EP-x圖像的斜率等于電場(chǎng)力，因x2~x3段圖像的斜率不變，則電荷受的電場(chǎng)力不變，加速度不變，則該過(guò)程電荷做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，但該電荷在x2~x3段電勢(shì)能增加，動(dòng)能減小，即電荷做勻減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系SKIPIF1<0可知x1處的電勢(shì)最低、x3處的電勢(shì)最高，選項(xiàng)B正確；C．由于電荷只受電場(chǎng)力，電荷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能與電勢(shì)能之和不變，則SKIPIF1<0則SKIPIF1<0則選項(xiàng)C正確；D．由以上分析可知，x1左側(cè)電荷的電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做正功，則電場(chǎng)沿x軸的正方向，同理可知x1右側(cè)的電場(chǎng)沿x軸的負(fù)方向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選BC。三、解答題17．（2021·甘肅省民樂(lè)縣第一中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）在豎直平面內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在場(chǎng)中有一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，另一端系質(zhì)量為m的帶電小球，它靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向成37°角．如圖所示，給小球一個(gè)初速度讓小球恰能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，SKIPIF1<0，重力加速度為g。求：（1）小球受到電場(chǎng)力的大小；（2）小球恰能做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能最小值；（3）小球在圓周上運(yùn)動(dòng)到何處時(shí)，機(jī)械能最小?！敬鸢浮浚?）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0；（2）平行于電場(chǎng)最左側(cè)【解析】（1）小球靜止時(shí)，受重力、電場(chǎng)力、和繩子的拉力，由平衡條件得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0方向水平向右，則小球帶正電；（2）由于重力和電場(chǎng)力都是恒力，所以它們的合力也是恒力，類比重力場(chǎng)，如圖所示在圓上各點(diǎn)中，小球在平衡位置A時(shí)動(dòng)能最大，在平衡位置A的對(duì)稱點(diǎn)B時(shí)，小球的動(dòng)能最小，在B點(diǎn)時(shí)，小球受到的重力和電場(chǎng)力，其合力F作為小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，而繩的拉力恰為零有SKIPIF1<0而SKIPIF1<0又SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0（2）當(dāng)小球在圓上最左側(cè)C點(diǎn)時(shí)，即平行于電場(chǎng)最左側(cè)，電勢(shì)能最高，電勢(shì)能最大，機(jī)械能最小。18．（2021·上海金山·一模）如圖，一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為﹣q的小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線靜止懸掛在豎直方向A處。在水平方向突然增加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球開(kāi)始向右擺動(dòng)，起動(dòng)瞬間加速度大小為a，在空氣阻力的影響下，小球擺動(dòng)一段時(shí)間后最終靜止于B處。擺動(dòng)過(guò)程中小球帶電量不變，細(xì)線與豎直方向夾角不超過(guò)90°。求：(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度；(2)小球最終靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角；(3)求小球從A第一次運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中電勢(shì)能的改變量，并說(shuō)明此過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況。【答案】(1)SKIPIF1<0，電場(chǎng)方向水平向左；(2)細(xì)線與豎直方向的夾角θ滿足SKIPIF1<0；(3)SKIPIF1<0，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為了動(dòng)能、重力勢(shì)能和內(nèi)能【解析】(1)小球在A位置時(shí)水平方向僅受電場(chǎng)力，根據(jù)牛頓第二定律SKIPIF1<0

得SKIPIF1<0

小球帶負(fù)電，電場(chǎng)力方向向右，所以電場(chǎng)方向水平向左；(2)B位置時(shí)小球受力如圖根據(jù)平衡條件，得SKIPIF1<0細(xì)線與豎直方向的夾角θ滿足SKIPIF1<0(3)小球從A第一次運(yùn)