（三维设计）2016年高三物理二轮复习（word版教参）第一部分 专题二 第三讲 功能关系在电磁学中的应用

（三维设计）2016年高三物理二轮复习（word版教参）第一部分 专题二 第三讲 功能关系在电磁学中的应用内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 考查动能定理在平行板电容器中的应用(2013全国卷)一水平放置的平行板电容器的两极板间距为 d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计 )。 小孔正上方 处的 P 点有一带电粒子，过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触) 返回。 若将下极板向上平移 ，则从 P 点开始下落的相同粒子将()到下极板上 B在下极板处返回C在距上极板 处返回 D在距上极板 d 处返回5解析：选 D当两极板距离为 d 时，粒子从开始下落到恰好到达下极板过程中，根据动能定理可得：d，当下极板向上移动 ，设粒子在电场中运动距离 x 时速度减为32 过程应用动 2、能定理可得： x)q x0，两式联立解得：x d，选项 D 正d 5确。 2考查动能定理在非匀强电场中的应用(2015枣庄模拟)在光滑的水平面内有一沿 x 轴的静电场，其电势 随 x 坐标值的变化图线如图 1 所示。 一质量为 m，带电量为 q 的带正电小球( 可视为质点 )从 O 点以初速度 列叙述正确的是()图 1A若小球能运动到 ，则该过程小球所受电场力逐渐增大对应诊断卷 世昌的博客 带电小球从 动到 过程中，电势能先减小后增大C若该小球能运动到 ，则初速度 少为 2 2 ，带电粒子在运动过程中的最大速度为 D由图像能看出从 0 到 场强度不一定增大，小球受的电场力就不一定增大，故 A 项错 3、；从 势能 Ep一直减小，故 B 项错；由于沿电场线方向移动电势逐渐降低，所以从 0 到 于只受电场力作用，所以动能与电势能相互转化，总能量守恒，可看出只要能通过 设到达 ，由能量守恒定律 ，得 ，故 C 项错；由以上分析可知，粒子到达 动能定理得 qU 初速度代入得 ，故 D 项正12 12 6考查平抛运动、能量守恒定律在电场中的应用(2014全国卷)如图 2，O、A、B 为同一竖直平面内的三个点，竖直方向，0， 一质量为 m 的小球以一定的初动能自 O 点水平向右抛出，32小球在运动过程中恰好通过 A 点。 使此小球带电，电荷量为 q(q0) ，同时加一匀强电场，场强方向与在平面平行。 现从 4、O 点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了 A 点，到达 A 点时的动能是初动能的 3 倍；若该小球从 O 点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过 B 点，且到达 B 点时的动能为初动能的 6 倍，重力加速度大小为 g。 求图 2(1)无电场时，小球到达 A 点时的动能与初动能的比值；(2)电场强度的大小和方向。 解析：(1)设小球的初速度为 动能为 O 点运动到 A 点的时间为 t，令高中物理资源下载平台世昌的博客 d，则 d，根据平抛运动的规律有320v 0t0 2又 2由式得 8设小球到达 A 点时的动能为 2由式得 3(2)加电场后，小球从 O 点到 A 点和 B 点，高 5、度分别降低了 和 ，设电势能分别减小 能量守恒及式得E 2 23E 2在匀强电场中，沿任一直线，电势的降落是均匀的。 设直线 的 M 点与 A 点等电势，M 与 O 点的距离为 x，如图，则有 xd。 等势线，电场必与其垂线 向平行。 设电场方向与竖直向下的方向的夹角为 ，高中物理资源下载平台世昌的博客 30即电场方向与竖直向下的方向的夹角为 30。 设场强的大小为 E，有 0E 式得 E31) (2) 与竖直向下的方向的夹角为 3073 3合场中的功能关系4.考查能量守恒定律在复合场直线运动中的应用(多选)(2015绵阳二诊)如图 3 所示，粗糙且绝缘的斜面体 水平地面上始终静止。 在斜面体 上靠近 6、B 点固定一点电荷，从 A 点无初速释放带负电且电荷量保持不变的小物块(视为质点)，运动到 P 点时速度恰为零。 则小物块从 A 到 P 运动的过程()图 3A水平地面对斜面体没有静摩擦作用力B小物块的电势能一直增大C小物块所受到的合外力一直减小D小物块损失的机械能大于增加的电势能解析：选 物块运动过程中具有加速度，由整体法可知地面对斜面体有静摩擦力，A 错误；由运动情况可知，B 处电荷带负电荷，物块也带负电荷，故物块在下滑的过程中，库仑力做负功，故物块的电势能增大，B 正确；物块先加速后减速，加速度大小先减小后增大，故受到的合力先减小后增大，C 错误；由能量守恒可知小物块损失的机械能大于增加的 7、电势能(损失的机械能包括摩擦力做负功 )，D 正确。 5考查能量守恒定律在复合场曲线运动中的应用(多选) (2015开封二模)设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图4 所示，已知一带电粒子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自 A 点沿曲线 动，到达 B 点时速度为零，C 点是运动的最低点，忽略粒子的重力，以下说法中正确的是()高中物理资源下载平台世昌的博客 此粒子必带正电荷BA 点和 B 位于同一高度C离子在 C 点时机械能最大D离子到达 B 点后，将沿原曲线返回 A 点解析：选 图中可以看出，上极板带正电，下极板带负电，带电粒子由静止开始向下运动，说明受到向下的电场力， 8、可知粒子带正电。 故 A 正确。 离子具有速度后，它就在向下的电场力 F 及总与速度方向垂直并不断改变方向的洛仑兹力 f 作用下沿 线运动，因洛仑兹力不做功，电场力做功等于动能的变化，而离子到达 B 点时的速度为零，所以从 A 到 B 电场力所做正功与负功加起来为零。 这说明离子在电场中的 B 点与 A 点的电势能相等，即 B 点与 A 点位于同一高度。 故 B 正确。 在由 A 经 C 到 B 的过程中，在 C 点时，电势最低，此时粒子的电势能最小，由能量守恒定律可知此时具有最大机械能。 故 C 正确。 只要将离子在 B 点的状态与 A 点进行比较，就可以发现它们的状态(速度为零，电势能相等 )相同，如果 9、右侧仍有同样的电场和磁场的叠加区域，离子就将在 B 之右侧重现前面的曲线运动，因此，离子是不可能沿原曲线返回A 点的。 如图所示。 故 D 错误。 考点三 电磁感应中的功能关系6.考查能量守恒定律在电磁感应中的应用(多选)(2015黄冈二模)如图 5 所示，导体棒 阻不计，由静止开始( 不计摩擦)从图示位置下滑，磁场方向垂直斜面向上，则在此过程中()图 5A导体棒 匀加速直线运动B导体棒 滑的加速度逐渐减小高中物理资源下载平台世昌的博客 导体棒 的感应电流逐渐减小D导体棒 滑至速度达到最大值时，动能的增加量小于重力势能的减小量解析：选 棒下滑，速度增大，E 增大，I 增大，F 安 增大，由牛顿第二定 10、律可知：a ，可知加速度减小，故 A 错误，B 正确，故 C 错误。 导体棒下滑过程中， 能增加，同时产生电热，根据能量守恒可知，导体棒 滑至速度达到最大值时，动能和热能的增加量等于重力势能的减小量，故 D 正确。 7考查电磁感应电路中的电功、电功率(2015广州二模)如图 6 所示，一均匀光滑正方形闭合框架，固定在绝缘水平桌面上，一根同质均匀金属杆 在其上且始终接触良好。 匀强磁场垂直桌面竖直向下，当 在外力 F 作用下匀速沿框架从最左端向最右端运动过程中()图 6A外力 F 是恒力B桌面对框架的水平作用力保持不变C的发热功率先变小后变大D正方形框架产生的总热量大于 产生的总热量解析：选 C右匀速 11、运动，产生的感应电动势为 EBL v，是定值，以看做电源，框架构成外电路，当 动到框架的中间位置时，外电路电阻最大，等于 电阻，因此在 动过程中，外电路总电阻 R 先增大后减小，由 I 可知，电路电流先减小到的安培力为 知安培力先减小后变大，速运动，由平衡条件得：FF B，所以外力 F 先减小后增大，故 A 错误；由 A 可知，电路电流先减小后增大，框架受到的安培力 减小后增大，由平衡条件可知，桌面对框架的水平作用力与所受的安培力大小相等，所以桌面对框架的水平作用力先变小后变大，故 B 错误；通过 电流 I 先减小后增大，则 的发热功率 PI 2减小后变大，故 C 正确；当 框架的中央时，内外 12、电阻相等，除此之外，外电阻总是小于内电阻的，由 U电压小于等于内电压，由 QW 知外电路产生的总热量小于 产生的总热量，故 D 错误。 高中物理资源下载平台世昌的博客 (2013四川高考)在如图 7 所示的竖直平面内，物体 A 和带正电的物体 B 用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，分别静止于倾角 37的光滑斜面上的 M 点和粗糙绝缘水平面上，轻绳与对应平面平行。 劲度系数 k5 N/m 的轻弹簧一端固定在 O 点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环 D 与 A 相连，弹簧处于原长，轻绳恰好拉直，直于斜面。 水平面处于场强 E5 104 N/C、方向水平向右的匀强电场中。 已知 A、B 的质量分别为 0. 1 .2 所带电荷量 q410 6 C。 设两物体均视为质点，不计滑轮质量和摩擦，绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，B 电量不变。 取 g10 m/s2，7 0.6，7 7(1)求 B 所受静摩擦力的大小；(2)现对 A 施加沿斜面向下的拉力 F，使 A 以加。