高考物理復(fù)習(xí)專題二動量與能量第2講動量觀點和能量觀點在電學(xué)中的應(yīng)用市賽課公開課一等獎省名師獲獎

第2講動量觀點和能量觀點在電學(xué)中應(yīng)用1/36知識必備1.靜電力做功與路徑無關(guān)。若電場為勻強電場，則W＝Flcosα＝qElcosα；若是非勻強電場，則普通利用W＝qU來求。2.靜電力做功等于電勢能改變，即WAB＝－ΔEp。3.電流做功實質(zhì)是電場對移動電荷做功，即W＝UIt＝qU。4.磁場力又可分為洛倫茲力和安培力。洛倫茲力在任何情況下對運動電荷都不做功；安培力能夠做正功、負功，還能夠不做功。2/365.電磁感應(yīng)中能量問題3/36備考策略動量觀點和能量觀點在電學(xué)中應(yīng)用題目，普通過程復(fù)雜且包括各種性質(zhì)不一樣力，所以，要抓住4點：(1)受力分析和運動過程分析是關(guān)鍵。(2)依據(jù)不一樣運動過程中各力做功特點來選擇對應(yīng)規(guī)律求解。(3)力學(xué)中幾個功效關(guān)系在電學(xué)中依然成立。(4)感應(yīng)電動勢是聯(lián)絡(luò)電磁感應(yīng)與電路橋梁，要做好“源”分析，電磁感應(yīng)產(chǎn)生電功率等于內(nèi)、外電路消耗功率之和，這是能量守恒分析這類問題思緒。4/36功效關(guān)系在電學(xué)中應(yīng)用【真題示例】(多項選擇)(·全國卷Ⅲ，21)一勻強電場方向平行于xOy平面，平面內(nèi)a、b、c三點位置如圖1所表示，三點電勢分別為10V、17V、26V。以下說法正確是(

)圖15/36A.電場強度大小為2.5V/cmB.坐標原點處電勢為1VC.電子在a點電勢能比在b點低7eVD.電子從b點運動到c點，電場力做功為9eV6/36答案ABD7/36真題感悟1.高考考查特點(1)本考點重在經(jīng)過帶電粒子在電場中運動考查電場中功效關(guān)系。(2)了解電場力做功與電勢能改變關(guān)系，是解題關(guān)鍵。2.常見誤區(qū)及臨考提醒(1)在進行電場力做功和電勢能判斷時，要注意電荷正負。(2)電場力做功只與始、末位置相關(guān)，與路徑無關(guān)。(3)利用能量轉(zhuǎn)化和守恒處理電磁感應(yīng)問題時要準確把握參加轉(zhuǎn)化能量形式和種類，同時要確定各種能量增減情況和增減原因。8/36預(yù)測1功效關(guān)系在電場中應(yīng)用預(yù)測2功效關(guān)系在電磁感應(yīng)中應(yīng)用預(yù)測3應(yīng)用動力學(xué)觀點和功效觀點處理電學(xué)綜合問題9/361.(多項選擇)如圖2甲所表示，一光滑絕緣細桿豎直放置，與細桿右側(cè)距離為dA點處有一固定正點電荷，細桿上套有一帶電小環(huán)，設(shè)小環(huán)與點電荷豎直高度差為h，將小環(huán)無初速度地從h高處釋放后，在下落至h＝0過程中，其動能Ek隨h改變曲線如圖乙所表示，則(

)圖210/36A.小環(huán)可能帶負電B.從h高處下落至h＝0過程中，小環(huán)電勢能增加C.從h高處下落至h＝0過程中，小環(huán)經(jīng)過了加速、減速、再加速三個階段D.小環(huán)將做以O(shè)點為中心往復(fù)運動11/36答案BC12/362.(多項選擇)在如圖3所表示傾角為θ光滑斜面上，存在著兩個磁感應(yīng)強度大小均為B勻強磁場，區(qū)域Ⅰ磁場方向垂直斜面向上。區(qū)域Ⅱ磁場方向垂直斜面向下，磁場寬度均為L。一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L正方形導(dǎo)線框，由靜止開始沿斜面下滑。當ab邊剛越過GH進入磁場Ⅰ區(qū)時，恰好以速度v1做勻速直線運動；當ab邊下滑到JP與MN中間位置時，線框又恰好以速度v2做勻速直線運動，從ab進入GH到MN與JP中間位置過程中，線框動能改變量為ΔEk，重力對線框做功大小為W1，安培力對線框做功大小為W2，以下說法中正確是(

)13/36圖3A.在下滑過程中，因為重力做正功，所以有v2>v1B.從ab進入GH到MN與JP中間位置過程中，機械能守恒C.從ab進入GH到MN與JP中間位置過程中，有(W1－ΔEk)機械能轉(zhuǎn)化為電能D.從ab進入GH到MN到JP中間位置過程中，線框動能改變量為ΔEk＝W1－W214/36答案CD15/363.如圖4所表示，光滑絕緣水平面AB與傾角θ＝37°，長L＝5m固定絕緣斜面BC在B處平滑相連，在斜面C處有一與斜面垂直彈性絕緣擋板。質(zhì)量m＝0.5kg、帶電荷量q＝＋5×10－5C絕緣帶電小滑塊(可看作質(zhì)點)置于斜面中點D，整個空間存在水平向右勻強電場，場強E＝2×105N/C，現(xiàn)讓滑塊以v0＝14m/s速度沿斜面向上運動。設(shè)滑塊與擋板碰撞前后所帶電荷量不變、速度大小不變，滑塊和斜面間動摩擦因數(shù)μ＝0.1。(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：圖416/36(1)滑塊沿斜面向上運動加速度大?。?2)滑塊運動總旅程。17/3618/36答案(1)8m/s2

(2)72.9m19/36應(yīng)用動量觀點和能量觀點處理力電綜合問題【真題示例】

(·天津理綜，12)電磁軌道炮利用電流和磁場作用使炮彈取得超高速度，其原理可用來研制新武器和航天運載器。電磁軌道炮示意圖如圖5所表示，圖中直流電源電動勢為E，電容器電容為C。兩根固定于水平面內(nèi)光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為l，電阻不計。炮彈可視為一質(zhì)量為m、電阻為R金屬棒MN，垂直放在兩導(dǎo)軌間處于靜止狀態(tài)，并與導(dǎo)軌良好接觸。首先開關(guān)S接1，使電容器完全充電。然后將S接至2，導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強度大小為B勻強磁場(圖中未畫出)，MN開始向右加速運動。當MN上感應(yīng)電動勢與電容器兩極板間電壓相等時，回路中電流為零，MN到達最大速度，之后離開導(dǎo)軌。問：20/36圖5(1)磁場方向；(2)MN剛開始運動時加速度a大??；(3)MN離開導(dǎo)軌后電容器上剩下電荷量Q是多少。21/3622/3623/36真題感悟1.高考考查特點(1)本考點知識點覆蓋面廣、綜合性強，還有復(fù)雜代數(shù)運算和推理，難度較大。(2)年全國卷在此處沒考題，年出題可能性很大，要引發(fā)關(guān)注。2.常見誤區(qū)及臨考提醒(1)處理本考點問題要靠基本方法和經(jīng)典物理模型來支撐。(2)注意數(shù)學(xué)知識靈活選取。24/36預(yù)測1動量和能量觀點在電場中應(yīng)用預(yù)測2動量和能量觀點在電磁感應(yīng)中應(yīng)用預(yù)測3應(yīng)用動量和能量觀點處理電學(xué)綜合問題25/361.在勻強電場中，將質(zhì)子和α粒子分別由靜止開始加速(不計重力)，當它們?nèi)〉孟嗤瑒幽軙r，質(zhì)子經(jīng)歷時間為t1，α粒子經(jīng)歷時間為t2，則t1∶t2為(

)A.1∶1 B.1∶2C.2∶1 D.4∶1答案A26/362.如圖6所表示，兩根足夠長固定平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間距離為L，導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，組成矩形回路，兩根導(dǎo)體棒質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，回路中其余部分電阻可不計。在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行，開始時，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd初速度v0，若兩導(dǎo)體棒在運動中一直不接觸，求：圖627/3628/3629/3630/36圖7(1)碰撞后物體A速度大小；(2)物體A從進入MN右側(cè)區(qū)域到運動到C點過程中克服摩擦力所做功W。31/3632/3633/36歸納總結(jié)1.用力學(xué)觀點處理力電綜合問題能夠從以下三條線索展開(1)力和運動關(guān)系——依據(jù)帶電粒子受到電場力，用牛頓第二定律找出加速度，結(jié)合運動學(xué)公式確定帶電粒子速度、位移等，這條線索通常適合用于粒子在恒力作用下做勻變速直線運動情況。(2)功和能關(guān)系——依據(jù)電場力對帶電粒子所做功引發(fā)帶電粒子能量改變，利用動能定理研究全過程中能轉(zhuǎn)化，研究帶電粒子速度改變、位移等。(3)沖量和動量關(guān)系——依據(jù)電場力對帶電粒子沖量引發(fā)帶電粒子動量改變，利用動量定理研究全過程中動量改變，研究帶電粒子速度改變、經(jīng)歷時間等。34/362.電磁感應(yīng)與動量和能量綜合問題思緒(1)從動量角度著手，利用動量定理或動量守恒定律。①應(yīng)用動量定理能夠由動量改變來求解變力沖量，如在導(dǎo)體棒做非勻變速運動問題中，應(yīng)用動量定理能夠處理牛頓運動定律不易解答問題。②在