【步步高】（廣東專用）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題三 動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)在電學(xué)中的應(yīng)用專題突破課件

專題三動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)在電學(xué)

中的應(yīng)用

知識(shí)方法聚焦

熱點(diǎn)考向例析

審題破題真題演練欄目索引知識(shí)方法聚焦知識(shí)回扣1.垂直于2.勻速直線3.勻變速直線4.勻速直線

減小

減小知識(shí)方法聚焦規(guī)律方法1.帶電粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)的問題：在電場(chǎng)中處理力學(xué)問題時(shí)，其分析方法與力學(xué)相同.首先進(jìn)行

，然后看粒子所受的合力與

是否一致，其運(yùn)動(dòng)類型有電場(chǎng)內(nèi)的加速運(yùn)動(dòng)和在交變電場(chǎng)內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng).受力分析速度方向2.帶電粒子在交變電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)，一般多以加速、減速交替出現(xiàn)的多運(yùn)動(dòng)過程的情景出現(xiàn).解決的方法：(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)或動(dòng)力學(xué)分析其中一個(gè)

內(nèi)相關(guān)物理量的變化規(guī)律.(2)借助運(yùn)動(dòng)圖象進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過程分析.變化周期熱點(diǎn)考向例析考向1電場(chǎng)內(nèi)動(dòng)力學(xué)問題分析例1

如圖1所示，一光滑絕緣水平木板(木板足夠長(zhǎng))固定在水平向左、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一電量為q(帶正電)的物體在水平恒力F作用下從A點(diǎn)由靜止開始向右加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間t撤去這個(gè)力，又經(jīng)時(shí)間2t物體返回A點(diǎn)，則(

)圖1(雙選)A.這一過程中帶電物體的電勢(shì)能先增加后減小，其變化量為0B.水平恒力與電場(chǎng)力的比為9∶5C.水平恒力與電場(chǎng)力的比為7∶3D.物體先向右加速到最右端，然后向左加速返回到A點(diǎn)審題突破

判斷電勢(shì)能變化的方法是什么？“經(jīng)時(shí)間2t物體返回A點(diǎn)”說明物體向右的位移大小和向左位移大小有什么關(guān)系？解析電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，總功為零，所以帶電物體的電勢(shì)能先增加后減小，其變化量為0，故A正確；物體先向右加速然后向右減速到最右端，然后向左加速返回到A點(diǎn)，所以D錯(cuò)誤.答案

AB帶電體在電場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)問題的分析關(guān)鍵在于受力分析，特別是電場(chǎng)力方向的確定，在電場(chǎng)力方向已確定的情況下，其動(dòng)力學(xué)的分析和力學(xué)問題中的分析是一樣的.以題說法針對(duì)訓(xùn)練1如圖2實(shí)線為電場(chǎng)場(chǎng)中一條豎豎直的電場(chǎng)線，有有一質(zhì)量為為m、電量為＋＋q的小球，由由該直線上A點(diǎn)靜止釋放放，小球向向下運(yùn)動(dòng)到到達(dá)B點(diǎn)減速為零零后返回A點(diǎn)，則下列列判斷正確確的是()A.該電場(chǎng)可能能是豎直向向上的勻強(qiáng)強(qiáng)電場(chǎng)，且且E>B.A點(diǎn)的電勢(shì)高高于B點(diǎn)電勢(shì)C.A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小小于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)D.向下運(yùn)動(dòng)的的過程中，，重力勢(shì)能能的減少量量總是等于于電勢(shì)能的的增加量圖2(單選)解析該電場(chǎng)不可可能是豎直直向上的勻勻強(qiáng)電場(chǎng)且且E>，否則小球球從靜止開開始只能沿沿AB做單向直線線運(yùn)動(dòng)，回回不到A點(diǎn)，故A錯(cuò)誤.小球向下應(yīng)應(yīng)先加速后后減速，所所受的電場(chǎng)場(chǎng)力方向必必定豎直向在A點(diǎn)，有qEA＜mg，在B點(diǎn)，有qEB＞mg，則得：EA＜EB，故C正確.向下運(yùn)動(dòng)的的過程中，，小球有動(dòng)動(dòng)能時(shí)，根根據(jù)能量守守恒定律可可知重力勢(shì)勢(shì)能的減少少量等于動(dòng)動(dòng)能增加量量和電勢(shì)能能的增加量量之和，故故D錯(cuò)誤.答案C熱點(diǎn)考向例例析考向2磁場(chǎng)內(nèi)動(dòng)力力學(xué)問題分分析例2如圖3所示，空間有一垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為0.2kg且足夠長(zhǎng)的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左端無(wú)初速度放置一質(zhì)量為0.1kg、電荷量q＝＋0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力.t＝0時(shí)對(duì)木板施加方向水平向左，大小為0.6N的恒力，g取10m/s2.則(

)圖3(雙選)A.木板和滑塊塊一直做加加速度為2m/s2的勻加速運(yùn)運(yùn)動(dòng)B.滑塊開始做做加速度減減小的變加加速運(yùn)動(dòng)，，最后做速速度為10m/s勻速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)C.木板板先先做做加加速速度度為為2m/s2勻加加速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，再D.t＝5s末滑塊未脫離木板且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)審題題突突破破滑塊塊與與木木板板一一直直保保持持相相對(duì)對(duì)靜靜止止嗎嗎？？最最終終各各自自是是什什么么運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)狀狀態(tài)態(tài)？？解析

由于動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，靜摩擦力能提供的最大加速度為5m/s2，所以當(dāng)0.6N的恒力作用于木板時(shí)，系統(tǒng)一起以a＝

的加速度一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊獲得向左的速度以后又產(chǎn)生一個(gè)方向向上的洛倫茲力，當(dāng)洛倫茲力等于重力時(shí)滑塊與木板之間的彈力為零，此時(shí)Bqv＝mg，解得：v＝10m/s，此時(shí)摩擦力消失，滑塊做勻速運(yùn)動(dòng)，而木板在在恒恒力力作作用用下下做做勻勻加加速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，可知知滑滑塊塊先先與與木木板板一一起起做做勻勻加加速速直直線線運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，然然后后發(fā)發(fā)生生相相對(duì)對(duì)滑滑動(dòng)動(dòng)，，做做加加速速度度減減小小的的變變加加速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，最最后后做做速速度度為為10m/s的勻勻速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，故故A、B錯(cuò)誤誤，，C正確確.木塊塊開開始始的的加加速速度度為為2m/s2，一一段段時(shí)時(shí)間間后后加加速速度度逐逐漸漸減減小小，，當(dāng)當(dāng)減減小小到到零零時(shí)時(shí)，，與與木木板板脫脫離離做做勻勻速速直直線線運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，知知5s末答案案CD1.對(duì)于于2.此類問題也常出現(xiàn)臨界問題，如本題中有兩個(gè)臨界：滑塊與木板相對(duì)運(yùn)動(dòng)的臨界和滑塊與木板間彈力為零的臨界.以題題說說法法針對(duì)對(duì)訓(xùn)訓(xùn)練練2如圖4所示，帶帶電平行板中勻勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)方向水水平垂直直紙面向向里，某帶電小小球從光光滑絕緣緣軌道上上的a點(diǎn)自由滑下，經(jīng)經(jīng)過軌道道端點(diǎn)P進(jìn)入板間間后恰能能沿水平方向向做直線線運(yùn)動(dòng).現(xiàn)使小球球從較低低的b點(diǎn)開始下下滑，經(jīng)經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入板板間，在在板間的的運(yùn)動(dòng)過過程中()A.其電勢(shì)能能將會(huì)增增大B.其機(jī)械能能將會(huì)增增大C.小球所受受的洛倫倫茲力的的大小將將會(huì)增大大D.小球受到到的電場(chǎng)場(chǎng)力將會(huì)會(huì)增大圖4(雙選)答案AC解析小球從a點(diǎn)下滑經(jīng)經(jīng)過P點(diǎn)進(jìn)入平平行板間間后受到到重力、、電場(chǎng)力力、洛倫倫茲力做做勻速直直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)，洛倫倫茲力和和電場(chǎng)力力同向，，故都向向上且小小球帶正正電；小小球從稍稍低的b點(diǎn)下滑時(shí)時(shí)到達(dá)P點(diǎn)的速度度會(huì)變小小，洛倫倫茲力減減小，小小球會(huì)向向下偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，電場(chǎng)場(chǎng)力做負(fù)負(fù)功，電電勢(shì)能增增加，而而機(jī)械能能會(huì)減小小，水平平方向速速度不變變，但豎豎直方向向的速度度增加，，所以動(dòng)動(dòng)能將會(huì)會(huì)增大，，導(dǎo)致洛洛倫茲力力也會(huì)增增大，電電場(chǎng)力不不變，故故A、C正確.熱點(diǎn)考考向例例析考向3電磁感感應(yīng)中中的動(dòng)動(dòng)力例3

如圖5所示，平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN相距d＝2m，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角α＝30°，導(dǎo)軌上端接一個(gè)R＝6Ω的電阻，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上.一根質(zhì)量為m＝0.2kg、電阻r＝4Ω的金屬棒ef垂直導(dǎo)軌PQ、MN靜止放置，距離導(dǎo)軌底端s1＝3.2m.另一根絕緣塑料棒gh與金屬棒ef平行放置，圖5絕緣塑塑料棒棒gh從導(dǎo)軌軌底端端以初初速度度v0＝10m/s沿導(dǎo)軌軌上滑滑并與與金屬屬棒正正碰(碰撞時(shí)時(shí)間極極短)，碰后后絕緣緣塑料料棒gh沿導(dǎo)軌軌下滑滑，金金屬棒棒ef沿導(dǎo)軌軌上滑滑s2＝0.5m后停下下，在在此過過程中中電阻阻R上產(chǎn)生生的電電熱為為Q＝0.36J.已知兩兩棒與與導(dǎo)軌軌間的的動(dòng)摩摩擦因因數(shù)均均為μ＝，g＝10m/s2.求：審題突突破絕緣塑塑料棒棒gh沿導(dǎo)軌軌上滑滑時(shí)，，受到到哪些些力的的作用用，做做什么么性質(zhì)質(zhì)的運(yùn)運(yùn)動(dòng)？？碰撞撞后金金屬棒棒ef向上做做什么么性質(zhì)質(zhì)的運(yùn)運(yùn)動(dòng)，，何時(shí)時(shí)加速速度最最大？？(1)絕緣塑塑料棒棒gh與金屬屬棒ef碰撞前前瞬間間，絕絕緣塑塑料棒棒的速速率；；解析絕緣塑料棒與金屬棒相碰前，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得Mgsin30°°＋μMgcos30°°＝Ma1解得v1＝6m/s.答案6m/s(2)碰撞后后金屬屬棒ef向上運(yùn)運(yùn)動(dòng)過過程中中的最最大加加速度度；解析設(shè)金屬棒剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為v，由能量守恒定律得金屬棒棒剛開開始運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)加速速度最最大，，此時(shí)時(shí)感應(yīng)應(yīng)電動(dòng)動(dòng)勢(shì)E＝Bdv＝4V解得v＝4m/s答案12m/s2安培力力F＝BId＝0.4N由牛頓頓第二二定律律得mgsin30°°＋μmgcos30°°＋F＝mam解得am＝12m/s2.(3)金屬棒棒ef向上運(yùn)運(yùn)動(dòng)過過程中中通過過電阻阻R的電荷荷量.解得q＝0.05C.答案0.05C對(duì)于導(dǎo)導(dǎo)體棒棒在磁磁場(chǎng)中中動(dòng)力力學(xué)問問題的的分析析要特特別注注意棒棒中的的感應(yīng)應(yīng)電流流受到到的安安培力力一定定是阻阻力.一般導(dǎo)體棒棒在安培力力和其他恒恒力作用下下做的變速速運(yùn)動(dòng)是加加速度逐漸漸減小的變變速運(yùn)動(dòng)，，但在一定定的條件下下，也可以以做勻變速速直線運(yùn)動(dòng)動(dòng).以題說法針對(duì)訓(xùn)練3如圖6甲所示，MN、PQ是相距d＝1.0m足夠長(zhǎng)的平平行光滑金金屬導(dǎo)軌，，導(dǎo)軌平面面與水平面面間的夾角角為θ，導(dǎo)軌電阻阻不計(jì)，整整個(gè)導(dǎo)軌處處在方向垂垂直于導(dǎo)軌軌平面向上上的勻強(qiáng)磁磁場(chǎng)中，金金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌軌MN、PQ放置，且始始終與導(dǎo)軌軌接觸良好好，已知金金屬棒ab的質(zhì)量m＝0.1kg，其接入電電路的電阻阻r＝1Ω，小燈泡電電阻RL＝9Ω，重力加速速度g取10m/s2.現(xiàn)斷開開關(guān)關(guān)S，將棒ab由靜止釋放放并開始計(jì)計(jì)時(shí)，t＝0.5s時(shí)刻閉合開開關(guān)S，圖乙為ab的速度隨時(shí)間間變化的圖象象.求：圖6解析

S斷開時(shí)ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(1)金屬棒ab開始下滑時(shí)的的加速度大小小、斜面傾角角的正弦值；；根據(jù)牛頓第二二定律有：mgsinθ＝ma所以sinθ＝答案

6m/s2解析

t＝0.5s時(shí)S閉合，ab先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到最大vm＝6m/s后做勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。鶕?jù)平衡條件件有mgsinθ＝F安又F安＝BId

E＝Bdvm

I＝解得B＝1T.答案1T審題破題真真題演演練3.應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方方法處理電學(xué)學(xué)綜合問題例4

(14分)如圖7所示，兩光滑平行的金屬導(dǎo)軌EF和GH，相距為l，軌道平面與水平面成θ＝30°，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，軌道的底端接有阻值為R的電阻，導(dǎo)軌電阻不計(jì).磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)體棒MN電阻為r，垂直于導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒通過垂圖7直于棒且與導(dǎo)導(dǎo)軌共面的輕輕繩繞過光滑滑的定滑輪與與質(zhì)量為m的物塊A相連，開始時(shí)時(shí)系統(tǒng)處于靜靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)現(xiàn)在物塊A上輕放一質(zhì)量量為的小物塊B，使AB一起運(yùn)動(dòng)，若若從小物塊B放上物塊A開始到系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)動(dòng)速度恰達(dá)達(dá)到穩(wěn)定值的的過程中(AB未著地)，電阻R通過的電量為為q.已知重力加速速度為g，求此過程中中：(1)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的的最大速度；；(2)導(dǎo)體棒速度達(dá)達(dá)到最大速度度一半時(shí)，導(dǎo)導(dǎo)體棒加速度度的大小.答題模板解析(1)開始時(shí)，由平平衡條件mg＝Mgsin30°得M＝2m①(1分)導(dǎo)體棒達(dá)到最最大速度vm時(shí)滿足：(m＋

)g＝Mgsin30°＋BIml ②(2分)此時(shí)Em＝Blvm③(1分)答題模板導(dǎo)