高考物理复习专题二动量与能量第2讲动量观点和能量观点在电磁学中的应用市赛课公开课一等奖省名师优质课获.pptx

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,讲动量观点和能量观点在电磁学中应用,1/35,网络构建,2/35,1.,若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变。,2.,若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变。,3.,洛伦兹力对运动电荷不做功。,4.,安培力可做正功，也可做负功。,5.,力学中三大观点,(,动力学、动量、能量观点,),仍是处理力电综合问题首选方法。,备考策略,3/35,【典例,1,】,(,多项选择,),(,全国卷,，,21),图,1,中虚线,a,、,b,、,c,、,d,、,f,代表匀强电场内间距相等一组等势面，已知平面,b,上电势为,2 V,。一电子经过,a,时动能为,10 eV,，从,a,到,d,过程中克服电场力所做功为,6 eV,。以下说法正确是,(,),图,1,应用能量观点处理力电综合问题,电场中功效关系,4/35,A.,平面,c,上电势为零,B.,该电子可能抵达不了平面,f,C.,该电子经过平面,d,时，其电势能为,4 eV,D.,该电子经过平面,b,时速率是经过,d,时,2,倍,5/35,答案,AB,6/35,【典例,2,】,如图,2,所表示，一带正电小球穿在一根绝缘粗糙直杆上，杆与水平方向夹角为,，整个空间存在着竖直向上匀强电场和垂直纸面向外匀强磁场，先给小球一初速度，使小球沿杆向下运动，在,A,点时动能为,100 J,，在,C,点时动能减为零，,D,为,AC,中点，那么带电小球在运动过程中,(,),图,2,能量观点在电磁场中应用,7/35,A.,抵达,C,点后小球不可能沿杆向上运动,B.,小球在,AD,段克服摩擦力做功与在,DC,段克服摩擦力做功不等,C.,小球在,D,点时动能为,50 J,D.,小球电势能增加量等于重力势能降低许,8/35,解析,假如电场力大于重力，则速度减为零后小球可能沿杆向上运动，选项,A,错误；小球受重力、电场力、洛伦兹力、弹力和滑动摩擦力，因为,F,洛,q,v,B,，故洛伦兹力减小，造成支持力和滑动摩擦力改变，故小球在,AD,段克服摩擦力做功与在,DC,段克服摩擦力做功不等，选项,B,正确；因为小球在,AD,段克服摩擦力做功与在,DC,段克服摩擦力做功不等，故小球在,D,点时动能也就不一定为,50 J,，选项,C,错误；该过程是小球重力势能、电势能、动能和系统内能之和守恒，故小球电势能增加量不等于重力势能降低许，选项,D,错误。,答案,B,9/35,【典例,3,】,(,江西七校联考,),如图,3,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,0.6,0.25,t,(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,),动力学观点和能量观点在电磁感应中应用,10/35,图,3,(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；,(3),求从,t,0,时刻起，,1.0 s,内经过,ab,棒电荷量,q,；,(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,。,11/35,解析,(1),由题意知,cd,棒受力平衡，则,F,F,cd,mg,sin 37,F,cd,B,2,I,cd,L,，得,I,cd,0.5,t,(A),。,(2),ab,棒中电流,I,ab,I,cd,0.5,t,(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,L,v,ab,解得,ab,棒速度,v,ab,8,t,(m/s),所以，,ab,棒做初速度为零匀加速直线运动。,12/35,(3),ab,棒加速度为,a,8 m/s,2,，,13/35,答案,(1),I,cd,0.5,t,(A),(2),v,ab,8,t,(m/s),(3)0.25 C,(4)6.4 J,14/35,1,.,动能定理在力学和电场中应用时,“,三同一异,”,15/35,2,.,功效关系在力学和电磁感应中应用时,“,三同三异,”,16/35,1.,(,多项选择,),(,湖南十二校第二次联考,),如图,4,所表示，两个倾角分别为,30,和,60,光滑斜面固定于水平地面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为,B,匀强磁场中。两个质量均为,m,、带电荷量为,q,滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放，运动一段时间后，两滑块都将飞离斜面。此过程中,(,),图,4,17/35,A.,甲滑块飞离斜面瞬间速度比乙滑块飞离斜面瞬间速度大,B.,甲滑块在斜面上运动时间比乙滑块在斜面上运动时间短,C.,甲滑块在斜面上运动位移与乙滑块在斜面上运动位移大小相同,D.,两滑块在斜面上运动过程中，重力平均功率相等,18/35,答案,AD,19/35,2.,(,江南十校二模,),如图,5,，,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,，,EF,FP,，,PMN,是半径为,R,圆弧，圆弧与倾斜部分平滑连接于,P,点，,N,、,M,分别为圆弧竖直直径两端点，还有一根与,EFPMN,完全相同导轨,E,F,P,M,N,，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,),20/35,21/35,22/35,23/35,【典例,1,】,(,多项选择,),(,全国卷,，,21),如图,6,，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器极板水平；两微粒,a,、,b,所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放,a,、,b,，它们由静止开始运动。在随即某时刻,t,，,a,、,b,经过电容器两极板间下半区域同一水平面。,a,、,b,间相互作用和重力可忽略。以下说法正确是,(,),应用动量观点和能量观点处理力电综合问题,动量观点和能量观点在电磁场中应用,24/35,图,6,A.,a,质量比,b,大,B.,在,t,时刻，,a,动能比,b,大,C.,在,t,时刻，,a,和,b,电势能相等,D.,在,t,时刻，,a,和,b,动量大小相等,25/35,答案,BD,26/35,【典例,2,】,(,河北五名校联盟二模,),如图,7,所表示，,MN,、,PQ,两平行光滑水平导轨分别与半径,r,0.5 m,相同竖直半圆导轨在,N,、,Q,端平滑连接，,M,、,P,端连接定值电阻,R,，质量,M,2 kg,cd,绝缘杆垂直且静止在水平导轨上，在其右侧至,N,、,Q,端区域内充满竖直向上匀强磁场。现有质量,m,1 kg,ab,金属杆以初速度,v,0,12 m/s,水平向右运动，与,cd,绝缘杆发生正碰后，进入磁场并最终未滑出，,cd,绝缘杆则恰好能经过半圆导轨最高点，不计除,R,以外其它电阻和摩擦，,ab,金属杆一直与导轨垂直且接触良好，,g,取,10 m/s,2,(,不考虑,cd,杆经过半圆导轨最高点以后运动,),，求：,动量观点和能量观点在电磁感应中应用,27/35,图,7,(1),cd,绝缘杆恰好经过半圆导轨最高点时速度大小,v,；,(2),电阻,R,产生焦耳热,Q,。,28/35,29/35,解得碰撞后,ab,金属杆速度,v,1,2 m/s,，,解得,Q,2 J,。,30/35,1,.,克服安培力做了多少功，就有多少其它形式能转化为电能；安培力做了多少功，就有多少电能转化为其它形式能。,2.,若回路中电流恒定，能够利用,W,UIt,或,Q,I,2,Rt,直接进行电能计算。,3.,若电流改变，则依据能量守恒求解。,31/35,(,陕西西安市四模,),如图,8,所表示，将带电荷量,Q,0.3 C,、质量,m,0.3 kg,滑块放在小车水平绝缘板右端，小车质量,M,0.5 kg,，滑块与绝缘板间动摩擦因数,0.4,，小车绝缘板足够长，它们所在空间存在磁感应强度,B,20 T,水平方向匀强磁场,(,垂直于纸面向里,),。开始时小车静止在光滑水平面上，一摆长,L,1.25 m,、质量,m,0.15 kg,摆球从水平位置由静止释放，摆球到最低点时与小车相撞，碰撞后摆球恰好静止，,g,取,10 m/s,2,。求：,32/35,图,8,(1),与小车碰撞前摆球抵达最低点时对摆线拉力；,(2),摆球与小车碰撞过程中系统损失机械能,E,；,(3),碰撞后小车最终速度。,33/35,34/35,(3),假设滑块与车最终相对静止，则有,M,v,1,(,M,m,),v,2,，解得,v,2,0.937 5 m/s,，,由此得,F,洛,Q,v,2,B,m,g,，故假设不成立，所以滑块最终悬浮。滑块悬浮瞬间，满足,F,洛,Q,v,2,B,m,g,，解得,v,2,0.5 m/s,。,将滑块与小车看成一个系统，系统动量守恒，有,M,v,1,M,v,m,v,2,，,解得,v,1.2 m/s,，方向水平向右。,答案,(1)4.5 N,方向竖直向下,(2)1.31 J (3)1.2 m/s,方向水平向右,35/35,