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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,2,讲功效关系在电学中应用,1/33,整 合,突 破,实 战,2/33,整合,网络关键点重温,【,网络构建,】,3/33,【,关键点重温,】,1.电场中功效关系,(1)电场力做功求法,W=qElcos.,W=,.,W,电场力,+W,其它力,=E,k,.,(2)电场中功效关系,若只有电场力做功,与动能之和保持不变.,若只有电场力和重力做功,电势能、,、动能之和保持不变.,2.,-,x图线斜率表示沿x方向,.,qU,电势能,重力势能,电场强度,4/33,3.,法拉第电磁感应定律,(1)E=n .,(2)E=,.,4.,电磁感应中功效对应关系,(1),电磁感应电路为纯电阻电路时产生焦耳热等于,做功,.,(2),电磁感应发生过程,遵从能量守恒,焦耳热增加量等于其它形式能量,.,Blv,克服安培力,降低许,5/33,热点考向一动力学观点和能量观点处理电磁场问题,【,关键提炼,】,1.,动能定理在力学和电场中应用时“,3,同,1,异”,突破,热点考向聚焦,6/33,2.,带电粒子在复合场中运动问题是经典力电综合问题,普通要从受力、运动、功效角度来分析,;,这类问题所包括力有重力、电场力、磁场力、弹力、摩擦力等,包括运动形式有匀速直线运动、变速直线运动、曲线运动等,.,7/33,【,典例,1】,(,百校联盟模拟,),如图所表示,在方向水平向左、范围足够大匀强电场中,固定一由内表面绝缘光滑且内径很小圆管弯制而成圆弧,BD,圆弧圆心为,O,竖直半径,OD=R,B,点和地面上,A,点连线与地面成,=37,角,AB=R.,一质量为,m,、电荷量为,q,小球,(,可视为质点,),从地面上,A,点以某一初速度沿,AB,方向做直线运动,恰好无碰撞地从管口,B,进入管道,BD,中,抵达管中某处,C(,图中未标出,),时恰好与管道间无作用力,.,已知,sin 37=0.6,cos 37=0.8,重力加速度大小为,g.,求,:,8/33,(1),匀强电场场强大小,E,和小球抵达,C,处时速度大小,v;,答案,:,看法析,9/33,(2)小球初速度大小v,0,以及抵达D处时速度大小v,D,;,答案,:,看法析,10/33,(3)若小球从管口D飞出时电场反向,则小球从管口D飞出后最大水平射程x,m,.,答案,:,看法析,11/33,【,预测练习,1】,在竖直平面内放置一个由绝缘材料制作管状圆环,管内壁光滑,环半径,R,远大于管内径,如图所表示,.,现以环圆心为原点建立,xOy,平面坐标系,在第三象限内加一沿,x,轴正方向匀强电场,整个空间有垂直环面向里匀强磁场,.,一质量为,m,、带电荷量为,+q,小球,(,可视为质点,),在管内从,b,点由静止释放,小球直径略小于管内径,.,重力加速度为,g.,(1),要使小球能沿绝缘管做圆周运动恰能抵达最高点,a,电场强度为多少,?,(2),在,(1),问情况下,要使小球继续运动,第二次经过最高点,a,时,小球对绝缘管恰好无压力,匀强磁场磁感应强度多大,?,12/33,13/33,(3),假如场强大小、磁感应强度大小如,(1),(2),问所求,将小球从,b,点由静止释放,求小球第,N,次经过最低点,c,时对管道作用力,.,14/33,热点考向二动力学观点和能量观点处理电磁感应问题,【,关键提炼,】,1.功效关系在力学和电磁感应中应用时,“,3同3异,”,15/33,2.电磁感应中焦耳热求法,16/33,【,典例,2】,(,江西新余模拟,),如图所表示,两条光滑金属导轨相距,L=1 m,其中,MN,段平行于,PQ,段,位于同一水平面内,NN,0,段与,QQ,0,段平行,位于与水平面成倾角,37,斜面上,且,MNN,0,与,PQQ,0,均在竖直平面内,.,在水平导轨区域和倾斜导轨区域内分别有垂直于水平面和斜面匀强磁场,B,1,和,B,2,且,B,1,=B,2,=0.5 T.ab,和,cd,是质量均为,m=0.1 kg,、电阻均为,R=4,两根金属棒,ab,置于水平导轨上,cd,置于倾斜导轨上,均与导轨垂直且接触良好,.,从,t=0,时刻起,ab,棒在外力作用下由静止开始沿水平方向向右运动,(ab,棒一直在水平导轨上运动,且垂直于水平导轨,),cd,受到,F=0.6-0.25t(N),沿斜面向上力作用,一直处于静止状态,.,不计导轨电阻,.(sin 37=0.6,g,取,10 m/s,2,),17/33,(1),求流过,cd,棒电流,I,cd,随时间,t,改变函数关系,;,(2),求,ab,棒在水平导轨上运动速度,v,ab,随时间,t,改变函数关系,;,解析,:,(1),由题意知,cd,棒受力平衡,则,F+F,cd,=mgsin 37,F,cd,=B,2,I,cd,L,得,I,cd,=0.5t(A).,(2)ab,棒中电流,I,ab,=I,cd,=0.5t(A),则回路中电源电动势,E=I,cd,R,总,ab,棒切割磁感线,产生感应电动势为,E=B,1,Lv,ab,解得,ab,棒速度,v,ab,=8t(m/s),所以,ab,棒做初速度为零匀加速直线运动,.,答案,:,(1)I,cd,=0.5t(A)(2)v,ab,=8t(m/s),18/33,(3),求从,t=0,时刻起,1.0 s,内经过,ab,棒电荷量,q;,答案,:,(3)0.25 C,19/33,(4),若,t=0,时刻起,1.0 s,内作用在,ab,棒上外力做功为,W=16 J,求这段时间内,cd,棒产生焦耳热,Q,cd,.,答案,:,(4)6.4 J,20/33,【,预测练习,2】,(,江南十校二模,),如图,EFPMN,为光滑金属导轨,电阻不计,处于竖直平面内,其中,FP,倾斜,倾角为,EFFP,PMN,是半径为,R,圆弧,圆弧与倾斜部分平滑连接于,P,点,N,M,分别为圆弧最高点和最低点,还有一根与,EFPMN,完全相同导轨,EFPMN,两导轨平行放置,间距为,L,沿垂直于导轨所在平面方向看去,两导轨完全重合,.,过,P,点竖直线右侧有垂直于,FP,向上匀强磁场,磁感应强度大小为,B,两根相同金属棒,ab,cd(,图中只画出了,a,端和,c,端,),质量为,m,、电阻为,r,分别从导轨,FP,和,EF,上某位置由静止释放,在以后过程中,ab,cd,一直与导轨保持垂直且接触良好,.(,轨道,FP,和,EF,足够长,题中所给各个物理量均为已知,重力加速度为,g),(1),若,ab,棒抵达,P,点之前已经匀速运动,求,ab,棒匀速下滑时速度,v,以及此时,cd,棒电功率,P;,21/33,22/33,答案,:,(2),不能运动到圆弧最高点,23/33,实战,高考真题演练,D,24/33,25/33,2.,应用动力学观点和能量观点处理电磁场问题,(,北京卷,22),如图所表示,长,l=1 m,轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点带电小球,小球静止在水平向右匀强电场中,绳与竖直方向夹角,=37.,已知小球所带电荷量,q=1.010,-6,C,匀强电场场强,E=3.010,3,N/C,取重力加速度,g=10 m/s,2,sin 37=0.6,cos 37=0.8.,求,:,26/33,(1),小球所受电场力,F,大小,.,(2),小球质量,m.,(3),将电场撤去,小球回到最低点时速度,v,大小,.,解析,:,(1)F=qE=3.010,-3,N.,答案,:,(1)3.010,-3,N,(2)4.010,-4,kg,(3)2.0 m/s,27/33,3.,应用动力学观点和能量观点处理电磁感应问题,(,江苏卷,13),如图所表示,两条相距,d,平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为,R,电阻,.,质量为,m,金属杆静置在导轨上,其左侧矩形匀强磁场区域,MNPQ,磁感应强度大小为,B,、方向竖直向下,.,当该磁场区域以速度,v,0,匀速地向右扫过金属杆后,金属杆速度变为,v.,导轨和金属杆电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中一直与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,.,求,:,(1)MN,刚扫过金属杆时,杆中感应电流大小,I;,(2)MN,刚扫过金属杆时,杆加速度大小,a;,28/33,29/33,(3)PQ,刚要离开金属杆时,感应电流功率,P.,30/33,4.,应用动力学观点和能量观点处理电磁感应问题,(,浙江卷,24),小明设计电磁健身器简化装置如图所表示,两根平行金属导轨相距,l=0.50 m,倾角,=,53,导轨上端串接一个,R=0.05,电阻,.,在导轨间长,d=0.56 m,区域内,存 在方向垂直导轨平面向下匀强磁场,磁感应强度,B=2.0 T.,质量,m=4.0 kg,金属棒,CD,水平置于导轨上,用绝缘绳索经过定滑轮与拉杆,GH,相连,.CD,棒初始位 置与磁场区域下边界相距,s=0.24 m.,一位健身者用恒力,F=80 N,拉动,GH,杆,CD,棒由静止开始运动,上升过程中,CD,棒一直保持与导轨垂直,.,当,CD,棒抵达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使,CD,棒回到初始位置,(,重力加速度,g=10 m/s,2,sin 53=,0.8,不计其它电阻、摩擦力以及拉杆和绳索质量,).,求,31/33,(1)CD,棒进入磁场时速度,v,大小,;,(2)CD,棒进入磁场时所受安培力,F,A,大小,;,答案,:,(1)2.4 m/s,(2)48 N,32/33,(3),在拉升,CD,棒过程中,健身者所做功,W,和电阻产生焦耳热,Q.,答案,:,(3)64 J,26.88 J,33/33,
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