2019屆高考物理二輪專題復(fù)習 專題四 能量和動量 第2講 功能關(guān)系在電學中的應(yīng)用課件

1、第第2 2講功能關(guān)系在電學中的應(yīng)用講功能關(guān)系在電學中的應(yīng)用 考向一動力學觀點和能量觀點解決電磁場問題考向一動力學觀點和能量觀點解決電磁場問題 (1)(1)小物塊到達圓弧軌道末端小物塊到達圓弧軌道末端D D點時對軌道的壓力點時對軌道的壓力; ; 答案答案: :(1)37.8 N,(1)37.8 N,方向豎直向下方向豎直向下 (2)(2)小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù). 答案答案: :0.30.3 【拓展變式拓展變式】 在在“典例典例1 1”的情景中的情景中, ,若木板未被固定若木板未被固定, ,且撤掉電場且撤掉電場, ,仍將滑塊在仍將滑塊在A A點以點以 v v0 0=

2、2 m/s=2 m/s的初速度水平拋出的初速度水平拋出, ,試通過計算說明小物塊能否從長木板左端滑出試通過計算說明小物塊能否從長木板左端滑出? ?若能若能, ,則則 求出小物塊和木板的最終速度求出小物塊和木板的最終速度, ,若不能若不能, ,則求出小物塊與木板剛保持相對靜止時則求出小物塊與木板剛保持相對靜止時, ,木板木板 右端與右端與D D點的距離點的距離. . 答案答案: :見解析見解析 規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié) 1.1.功能關(guān)系在力學和電學中應(yīng)用時的功能關(guān)系在力學和電學中應(yīng)用時的“三同一異三同一異” 2.2.帶電粒子在復(fù)合場中的運動問題是典型的力電綜合問題帶電粒子在復(fù)合場中的運動問題是典型的力電

3、綜合問題, ,一般要從受力、運一般要從受力、運 動、功能的角度來分析動、功能的角度來分析; ;此類問題所涉及的力有重力、電場力、磁場力、彈力、此類問題所涉及的力有重力、電場力、磁場力、彈力、 摩擦力等摩擦力等, ,涉及的運動形式有勻速直線運動、變速直線運動、曲線運動等涉及的運動形式有勻速直線運動、變速直線運動、曲線運動等. . 【預(yù)測練預(yù)測練1 1】 (2018(2018江西師范大學附中高三測試江西師范大學附中高三測試)()(多選多選) )如圖所示如圖所示, ,絕緣的輕絕緣的輕 質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上, ,上面放一質(zhì)量為上面放一質(zhì)量為m m的帶正電小球的帶正電小球(

4、(小球與彈簧不小球與彈簧不 拴接拴接),),整個系統(tǒng)處在方向豎直向上的勻強電場中整個系統(tǒng)處在方向豎直向上的勻強電場中. .開始時開始時, ,整個系統(tǒng)處于靜止整個系統(tǒng)處于靜止 狀態(tài)狀態(tài), ,現(xiàn)施加一外力現(xiàn)施加一外力F,F,將小球向下壓至某一位置將小球向下壓至某一位置, ,然后撤去外力然后撤去外力, ,使小球從靜使小球從靜 止開始向上運動止開始向上運動. .設(shè)小球從靜止開始向上運動到離開彈簧的過程中設(shè)小球從靜止開始向上運動到離開彈簧的過程中, ,電場力對電場力對 小球所做的功為小球所做的功為W W1 1, ,小球克服重力所做的功為小球克服重力所做的功為W W2 2, ,小球離開彈簧時的速度為小球離

5、開彈簧時的速度為v.v. 不計空氣阻力不計空氣阻力, ,則在上述過程中則在上述過程中( ( ) ) BCBC AD AD C C 考向二動力學觀點和能量觀點解決電磁感應(yīng)問題考向二動力學觀點和能量觀點解決電磁感應(yīng)問題 【典例典例2 2】 (2018(2018衡水校級模擬衡水校級模擬) )如圖所示如圖所示,MN,MN和和PQPQ是電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌是電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌, ,間距為間距為 L,L,導(dǎo)軌彎曲部分光滑導(dǎo)軌彎曲部分光滑, ,水平部分粗糙水平部分粗糙, ,右端接一個阻值為右端接一個阻值為R R的電阻的電阻. .水平部分導(dǎo)軌左邊區(qū)水平部分導(dǎo)軌左邊區(qū) 域有寬度為域有寬度為d d、方向豎直

6、向上、磁感應(yīng)強度大小為、方向豎直向上、磁感應(yīng)強度大小為B B的勻強磁場的勻強磁場. .質(zhì)量為質(zhì)量為m m、電阻不計的、電阻不計的 金屬棒從高度為金屬棒從高度為h h處靜止釋放處靜止釋放, ,到達磁場右邊界處恰好停止到達磁場右邊界處恰好停止. .已知金屬棒與平直部分導(dǎo)已知金屬棒與平直部分導(dǎo) 軌間的動摩擦因數(shù)為軌間的動摩擦因數(shù)為,金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好( (重力加速度為重力加速度為g).g).則金屬棒穿過磁則金屬棒穿過磁 場區(qū)域的過程中場區(qū)域的過程中( ( ) ) A A 審題突破審題突破 規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié) 1.1.功能關(guān)系在電磁感應(yīng)中應(yīng)用時的功能關(guān)系在電磁感應(yīng)中應(yīng)用時的“三

7、同三異三同三異” (1)(1)三同三同: : 運動過程分析運動過程分析; ;受力分析受力分析; ;功能轉(zhuǎn)化分析功能轉(zhuǎn)化分析. . (2)(2)三異三異: : 受力分析受力分析: :在電磁感應(yīng)中比力學中多了一個安培力在電磁感應(yīng)中比力學中多了一個安培力; ; 功能轉(zhuǎn)化分析功能轉(zhuǎn)化分析: :在電磁感應(yīng)問題中在電磁感應(yīng)問題中, ,對主動切割磁感線的導(dǎo)體對主動切割磁感線的導(dǎo)體, ,安培力一般安培力一般 做負功做負功, ,若有其他被動切割磁感線的導(dǎo)體若有其他被動切割磁感線的導(dǎo)體, ,安培力做正功安培力做正功, ,焦耳熱的計算一般焦耳熱的計算一般 由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律計算由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律計算; ; 涉及

8、知識比力學中多了右手定則、左手定則、閉合電路的歐姆定律等涉及知識比力學中多了右手定則、左手定則、閉合電路的歐姆定律等. . 2.2.電磁感應(yīng)中焦耳熱的求法電磁感應(yīng)中焦耳熱的求法 【預(yù)測練預(yù)測練4 4】 (2018(2018河南模擬河南模擬)()(多選多選) )如圖所示如圖所示, ,質(zhì)量為質(zhì)量為3m3m的重物與一質(zhì)量為的重物與一質(zhì)量為m m的線框用的線框用 一根絕緣細線連接起來一根絕緣細線連接起來, ,掛在兩個高度相同的定滑輪上掛在兩個高度相同的定滑輪上, ,已知線框電阻為已知線框電阻為R,R,橫邊邊長為橫邊邊長為L,L, 水平方向勻強磁場的磁感應(yīng)強度為水平方向勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,B,磁場

9、上下邊界的距離、線框豎直邊長均為磁場上下邊界的距離、線框豎直邊長均為h.h.初始時初始時 刻刻, ,磁場的下邊緣和線框上邊緣的高度差為磁場的下邊緣和線框上邊緣的高度差為2h,2h,將重物從靜止開始釋放將重物從靜止開始釋放, ,線框穿出磁場前線框穿出磁場前, , 若線框已經(jīng)做勻速直線運動若線框已經(jīng)做勻速直線運動, ,滑輪質(zhì)量、摩擦阻力均不計滑輪質(zhì)量、摩擦阻力均不計. .則下列說法中正確的是則下列說法中正確的是( ( ) ) CDCD 【預(yù)測練預(yù)測練5 5】 (2018(2018福建廈門雙十中學高三熱身福建廈門雙十中學高三熱身) )如圖如圖( (甲甲) )所示所示, ,空間存在空間存在B= B=

10、0.5 T0.5 T、方向豎直向下的勻強磁場、方向豎直向下的勻強磁場,MN,PQ,MN,PQ是處于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙是處于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙 長直導(dǎo)軌長直導(dǎo)軌, ,間距間距L=0.2 m,L=0.2 m,在導(dǎo)軌一端連接著阻值為在導(dǎo)軌一端連接著阻值為R=0.4 R=0.4 的定值電阻的定值電阻,ab,ab是是 跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量為跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量為m=0.1 kg m=0.1 kg 的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒. .從零時刻開始從零時刻開始, ,通過一小型電動機對通過一小型電動機對 abab棒施加一個牽引力棒施加一個牽引力, ,方向水平向左方向水平向左, ,使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做加速運動使其從

11、靜止開始沿導(dǎo)軌做加速運動, ,此過此過 程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好. .圖圖( (乙乙) )是拉力是拉力F F與導(dǎo)體棒與導(dǎo)體棒abab速率倒數(shù)速率倒數(shù) 關(guān)系圖像關(guān)系圖像(F(F2 2未知未知).).已知導(dǎo)體棒已知導(dǎo)體棒abab與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)=0.2,=0.2,除除R R外其余部分外其余部分 電阻均不計電阻均不計, ,不計定滑輪的質(zhì)量和摩擦不計定滑輪的質(zhì)量和摩擦,g=10 m/s,g=10 m/s2 2. . 答案答案: :4.5 W4.5 W (1)(1)求電動機的額定功率求電動機的額定功率; ; (2)(2)若導(dǎo)體棒若導(dǎo)體棒ab

12、ab在在16 s16 s內(nèi)運動了內(nèi)運動了90 m90 m并恰好達到最大速度并恰好達到最大速度, ,求在求在0 016 s16 s內(nèi)電阻內(nèi)電阻R R 上產(chǎn)生的焦耳熱上產(chǎn)生的焦耳熱. . 答案答案: :49 J49 J 備考跨越備考跨越 構(gòu)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 練培優(yōu)練培優(yōu) 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 培優(yōu)精練培優(yōu)精練 BCBC 【培優(yōu)練培優(yōu)練2 2】 (2018(2018日照模擬日照模擬)()(多選多選) )如圖所示如圖所示, ,一足夠長的光滑平行金屬軌道一足夠長的光滑平行金屬軌道, ,其軌道其軌道 平面與水平面成平面與水平面成角角, ,上端用一電阻上端用一電阻R R相連相連, ,處于方向垂直軌道平面向上的勻強磁場

13、中處于方向垂直軌道平面向上的勻強磁場中. . 質(zhì)量為質(zhì)量為m m、電阻為、電阻為r r的金屬桿的金屬桿ab,ab,從高為從高為h h處由靜止釋放處由靜止釋放, ,下滑一段時間后下滑一段時間后, ,金屬桿開始以金屬桿開始以 速度速度v v勻速運動直到軌道的底端勻速運動直到軌道的底端. .金屬桿始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好金屬桿始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好, ,軌道電阻及空軌道電阻及空 氣阻力均可忽略不計氣阻力均可忽略不計, ,重力加速度為重力加速度為g.g.則則( ( ) ) BCBC 【培優(yōu)練培優(yōu)練3 3】 (2018(2018云南永善一中高三檢測云南永善一中高三檢測) )如圖所示如圖所示, ,在一個大小為在一個大小為E=10E=103 3 V/m,V/m,方向水平向左的勻強電場中方向水平向左的勻強電場中, ,有一個小物塊有一個小物塊, ,質(zhì)量為質(zhì)量為80 g,80 g,帶正電荷帶正電荷 q=2q=21010-4 -4 C, C,與水平軌道之間的動摩擦因數(shù)與水平軌道之間的動摩擦因數(shù)=0.2,=0.2,在水平軌道的末端在水平軌道的末端N N處處, ,連連 接一個光滑的半圓形軌道接一個光滑的半圓形軌道, ,半徑為半徑為R=40 cm,R=40 cm,取取g=10 m/sg=10 m/s