2024年高考物理第一轮复习课件:章末提升 核心素养提升(八)
展开一 新教材经典素材[素材展示]新教材鲁科版必修第三册第57页章末练习第5题两带电小球,电荷量分别为+q和-q,固定在一长度为l的绝缘杆两端,置于电场强度为E的匀强电场中,杆与电场强度方向平行,其位置如图所示,若此杆绕过O点垂直于杆的轴转过180°,求此过程中静电力做的功。
解析:静电力对正电荷做功W1=Eql,静电力对负电荷做功W2=Eql,所以静力做的总功W=W1+W2=2Eql。答案:2Eql
[素材链接]单带电体在电场中功能关系的考查较为常见,鲁科版新教材和2020年江苏高考题均涉及双带电体在电场中的功能关系问题,该类问题是在单带电体基础上的拓展,考查思路值得引起关注。
1.(2020·江苏卷改编)如图所示,绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球(不计重力)。开始时,两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E,在静电力作用下,小球绕轻杆中点O转到水平位置。取O点的电势为0。下列说法正确的有( )A.电场E中A点电势高于B点B.转动中两小球的电势能始终相等C.该过程静电力对两小球均做负功D.该过程两小球的总电势能增加
解析:沿电场线的方向是电势降落的方向,可知A点的电势低于B点,A错误;O点的电势为零,由对称性可知,两小球所在位置的电势值总是一对相反数,且A点处的电势为负值,B点处的电势为正值,故转动中两小球的电势能始终相等,B正确;该过程静电力对两小球均做正功,两小球的总电势能减少,C、D错误。
2.如图所示,在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷A、B、C,带电荷量分别为Q1、Q2、Q,C恰好静止不动,A、B围绕C做匀速圆周运动,在运动过程中三个点电荷始终共线。已知A、B分别与C相距r1、r2,不计点电荷间的万有引力,下列说法正确的是( )A.A、B的电荷量之比为r1∶r2B.A、B的电荷量之比为r2∶r1C.A、B的质量之比为r2∶r1D.A、B的质量之比为r1∶r2
A.当最上端的小球进入平行板电容器前,小球一直做加速度减小的加速运动B.最下端的小球在两平行板之间的运动过程,系统的电势能先增加后减小C.两极板间的电压为500 VD.从释放到速度减为零的过程中,小球最大速度约为0.82 m/s
二 情境化主题突破(一)静电除尘1.某静电除尘器的工作原理图如图所示,根据此图请判断以下说法正确的是( )
A.离子发生器的作用是在空气经过时使其中的粉尘带上负电B.集尘盘负极吸附大量粉尘的原因是粉尘带上了正电C.若预过滤网破裂,不影响除尘器的除尘效果D.该除尘器能有效去除空气中的有毒气体解析:通过带负电的集尘盘能收集粉尘可知,粉尘带正电,A错误,B正确;过滤网的作用是滤去质量大的颗粒,细小颗粒更易被收集,C错误;该装置无法分辨气体是否有毒性,D错误。答案:B
(二)智能手机上的电容触摸屏2.目前智能手机普遍采用了电容触摸屏,电容触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的,它是一块四层复合玻璃屏,玻璃屏的内表面和夹层各涂一层ITO(纳米铟锡金属氧化物),夹层ITO涂层作为工作面,四个角引出四个电极,当用户手指触摸电容触摸屏时,手指和工作面形成一个电容器,因为工作面上接有高频信号,电流通过这个电容器分别从屏的四个角上的电极中流出,且理论上流经四个电极的电流与手指到四个角的距离成比例,控制器通过对四个电流比例的精密计算来确定手指位置。对于电容触摸屏,下列说法正确的是( )
A.电容触摸屏只需要触摸,不需要压力即能产生位置信号B.使用绝缘笔在电容触摸屏上也能进行触控操作C.手指压力变大时,由于手指与屏的夹层工作面距离变小,电容变小D.手指与屏的接触面积变大时,电容变小
解析:据题意知,电容触摸屏只需要触摸,由于流经四个电极的电流与手指到四个角的距离成比例,控制器就能确定手指的位置,因此不需要手指有压力,A正确;绝缘笔与工作面不能形成一个电容器,所以不能在屏上进行触控操作,B错误;手指压力变大时,由于手指与屏的夹层工作面间距离变小,电容将变大,C错误;手指与屏的接触面积变大时,电容变大,D错误。
(三)喷墨打印机3.有一种喷墨打印机的打印头结构示意图如图所示,喷嘴喷出来的墨滴经带电区带电后进入偏转板,经偏转板间的电场偏转后打到承印材料上。已知偏移量越大字迹越大,现要减小字迹,下列做法可行的是 ( )A.增大墨滴的带电荷量B.减小墨滴喷出时的速度C.减小偏转板与承印材料的距离D.增大偏转板间的电压
(四)密立根油滴实验4.密立根油滴实验原理如图所示。两块水平放置的金属板分别与电源的正、负极相接,板间电压为U,形成竖直向下场强为E的匀强电场。用喷雾器从上极板中间的小孔喷入大小、质量和电荷量各不相同的油滴。通过显微镜可找到悬浮不动的油滴,若此悬浮油滴的质量为m,则下列说法正确的是( )
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