（步步高）2016版高考物理（全国专用）大二轮总复习与增分策略配套课件+配套文档 专题四功能关系的应用第2讲 功能关系在电学中的应用

（步步高）2016版高考物理（全国专用）大二轮总复习与增分策略配套课件+配套文档 专题四功能关系的应用第2讲 功能关系在电学中的应用内容摘要：

1、高中物理资源下载平台 功能关系在电学中的应用高考题型 1几个重要的功能关系在电学中的应用解题方略1静电力做功与路径无关若电场为匀强电场，则 W；若是非匀强电场，则一般利用 W求2磁场力又可分为洛伦兹力和安培力洛伦兹力在任何情况下对运动的电荷都不做功；安培力可以做正功、负功，还可以不做功3电流做功的实质是电场对移动电荷做功即 W 体棒在磁场中切割磁感线时，棒中感应电流受到的安培力对导体棒做负功，使机械能转化为电能5静电力做的功等于电势能的变化，即 E (2015泰安一模) 如图 1 所示，竖直向上的匀强电场中，一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上，上端连接一带正电小球，小球静止时位于 N 点，弹簧 2、恰好处于原长状态保持小球的带电量不变，现将小球提高到 M 点由静止释放则释放后小球从 M 运动到 N 的过程中()图 1A小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变B小球重力势能的减少量等于小球电势能的增加量C弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量 D小球动能的增加量等于电场力和重力做功的代数和高中物理资源下载平台 (2015宣城市三模)如图 2 所示，质量分别为 两个小球 A、B，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上，突然加一水平向右的匀强电场后，两小球 A、B 将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对两小球 A、B 和弹簧组成的系统(设整个过程中不考虑电荷间库仑力 3、的作用，且弹簧不超过弹性限度) ，下列说法中正确的是()图 2A由于电场力对球 A 和球 B 做的总功为 0，故小球电势能总和始终不变B由于两个小球所受电场力等大反向，故系统机械能守恒C当弹簧长度达到最大值时，系统机械能最小D当小球所受电场力与弹簧的弹力大小相等时，系统动能最大预测 2(2015汕头市二模)如图 3 所示，一带正电小球 Q，在 A 点由静止释放带正电小金属块 P(可视为质点 )，P 沿 线运动，到 B 点时速度最大，最后停止在 C 点则()图 3AA 点电势低于 B 点电势BP 在由 A 向 C 运动的过程中，电势能一直增大C在 B 点 P 所受的滑动摩擦力等于库仑力D从 B 4、到 C 的过程中，P 的动能全部转化为电势能预测 3(2015北京昌平区二模) 一个质量为 m 的带电小球，在竖直方向的匀强电场中水平抛出，不计空气阻力，测得小球的加速度大小为 ，方向向下，其中 g 为重力加速度则在小h 高度的过程中，下列说法正确的是()A小球的动能增加 球的电势能减少 小球的重力势能减少 球的机械能减少 动能定理在电场中的应用解题方略1电场力做功与重力做功的特点类似，都与路径无关2对于电场力做功或涉及电势差的计算，选用动能定理往往最简便快捷，但运用动能定理时要特别注意运动过程的选取例 2 (2015沈阳四校联考) 如图 4 所示，在倾角 37的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上 5、的匀强电场，场强 E0 3 N/C，在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板质量m带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下，滑到斜面底端以与挡板相碰前的速率返回已知斜面的高度 hm，滑块与斜面间的动摩擦因数 块带电荷q 04 C，取重力加速度 g10 m/s2，77 4(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小；(2)滑块在斜面上运动的总路程 s 和系统产生的热量 (2015新课标全国24)如图 5，一质量为 m、电荷量为 q(q0) 的粒子在匀强电场中运动，A、B 为其运动轨迹上的两点已知该粒子在 A 点的速度大小为 向与电场方向的夹角为 60；它运动到 B 点时速度方向与电场方向的夹角为 30 6、A、B 两点间的电势差图 5预测 5(2015安康二模)如图 6 所示，一质量为 m0 2 电量 q0 6 绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时图 6悬线向左与竖直方向的夹角为 60. 现突然将该电场方向变为竖直向上且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响，小球在运动过程电量保持不变，重力加速度 g10 m/算结果保留 2 位有效数字)(1)判断小球带何种电荷，并求电场强度 E；高中物理资源下载平台 (2)求小球经过最低点时细线的拉力高考题型 3功能观点在电磁感应问题中的应用解题方略1电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存 7、在，必须有“外力”克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能 “外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能2当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能安培力做功的过程，或通过电阻发热的过程，是电能转化为其他形式能的过程安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能3若回路中电流恒定，可以利用电路结构及 W QI 2接进行计算电能4若电流变化，则：(1)利用安培力做的功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；(2)利用能量守恒求解：若只有电能与机械能的转化，则机械能的减少量等于产生的电能例 3 (2015资阳模拟)如图 7 所示，倾角 30、宽为 L1 m 的足够 8、长的 U 形光滑金属导轨固定在磁感应强度 B1 T、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上现用一平行于导轨的力 F 牵引一根质量 m0.2 阻 R1 的导体棒 静止开始沿导轨向上滑动；牵引力的功率恒定为 P90 W，经过 t2 s 导体棒刚达到稳定速度 v 时棒上滑的距离 s11.9 m导体棒 终垂直于导轨且与导轨接触良好，不计导轨电阻及一切摩擦，取 g10 m/s 中物理资源下载平台 (1)从开始运动到达到稳定速度过程中导体棒产生的焦耳热 2)若在导体棒沿导轨上滑达到稳定速度前某时刻撤去牵引力，从撤去牵引力到棒的速度减为零的过程中通过导体棒的电荷量为 q，导体棒产生的焦耳热为 ， 9、则撤去牵引力时棒的速度 v多大。 预测 6(多选)(2015成都模拟)如图 8 甲所示，倾角为 30、上侧接有 R1 的定值电阻的粗糙导轨(导轨电阻忽略不计、且 导轨上侧相距足够远) ，处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小 B1 T 的匀强磁场中，导轨相距 L1 m一质量 m2 值 r1 的金属棒，在作用于棒中点、沿斜面且平行于导轨的拉力 F 作用下，由静止开始从 沿导轨向上加速运动，金属棒运动的速度一位移图象如图乙所示，(b 点为位置坐标原点) 若金属棒与导轨间动摩擦因数 ，g10 m/金属棒从起点 b 沿导轨向上运动 x1 m 的过33程中()图 8A金属棒做匀加速直线运动B金属棒与导轨间因 10、摩擦产生的热量为 10 过电阻 R 的感应电荷量为 D电阻 R 产生的焦耳热为 高中物理资源下载平台 应用动力学和功能观点处理电学综合问题例 4 (2015福建理综22) 如图 9，绝缘粗糙的竖直平面 侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为 E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为 m、电荷量为 q 的带正电的小滑块从 A 点由静止开始沿 滑，到达 C 点时离开 曲线运动 A、C 两点间距离为 h，重力加速度为 (1)求小滑块运动到 C 点时的速度大小 2)求小滑块从 A 点运动到 C 点过程中克服摩擦力做的功 3)若 D 点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力 11、作用下运动过程中速度最大的位置，当小滑块运动到 D 点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的 P 点已知小滑块在 D 点时的速度大小为 D 点运动到 P 点的时间为 t，求小滑块运动到 P 点时速度的大小 (2015成都市模拟)如图 10 所示，A、B 两物块用一根轻绳跨过定滑轮相连，其中 荷量大小为 止于斜面的光滑部分(斜面倾角为 37，其上部分光滑，下部分粗糙且足够长，粗糙部分的摩擦系数为 ，上方有一个平行于斜面向下的匀强电场)，轻绳拉直而无形变不带电的 B、C 通过一根轻弹簧拴接在一起，且处于静止状态，弹簧劲度系数为 质量相等，均为 m，A 的质量为 2m，不计滑轮的质量和摩擦，重 12、力加速度为 (1)电场强度 E 的大小为多少。 (2)现突然将电场的方向改变 180，A 开始运动起来，当 C 刚好要离开地面时( 此时 B 还没有运动到滑轮处，A 刚要滑上斜面的粗糙部分)，请求出此时 B 的速度大小(3)若(2)问中 A 刚要滑上斜面的粗糙部分时，绳子断了，电场恰好再次反向，请问 A 再经多长时间停下来。 提醒：完成作业专题四第 2 讲高中物理资源下载平台 功能关系在电学中的应用高考题型 1几个重要的功能关系在电学中的应用例 1D由于有电场力做功，故小球的机械能不守恒，小球的机械能与弹簧的弹性势能之和是改变的，故 A 错误；由题意，小球受到的电场力等于重力在小球运动的过程中，电场力做功等于重力做功，小球从 M 运动到 N 的过程中，重力势能减少，转化为电势能和动能，故 B 错误；释放后小球从 M 运动到 N 的过程中，弹性势能并没变，一直是 0，故 C 错误；由动能定理可得重力和电场力做功，小球动能增加，小球动能的增加量等于电场力和重力做功的代数和，故 D 正确预测 1动能定理在电场中的应用例 2(1)2.4 m/s(2)1 m解析(1)滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动摩擦力 (qE)7设到达斜面底端时的速度为 v，根据动能定理得(qE)hF f 7 12解得 v2.4 m/s.(2)滑块最终将静止在。