《【高三物理寒假〈二轮专题复习〉】第7讲：能量和动量观点在电磁学中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【高三物理寒假〈二轮专题复习〉】第7讲：能量和动量观点在电磁学中的应用（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1个性化教学辅导教案学生姓名年 级高三学 科物理上课时间教师姓名课 题能量和动量观点在电磁学中的应用教学目标1、掌握电场中的功能关系2、能解决功能关系和动量守恒在电磁感应中的应用问题3、能应用动力学方法和功能关系解决力电综合问题教学过程教师活动2015卷T15：电场力做功的计算及判断2016卷T20：电场力做功及合外力做功情况的判断、动能定理的应用2017卷T20：电场力做功的计算及判断卷T21：电场力做功的计算及判断1(多选)(2017全国卷)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势 与该点到点电荷的距离 r 的关系如图所示电场中四个点 a、b、c 和 d 的电场强度大小分别为 Ea、Eb、Ec
2、和 Ed.点 a 到点电荷的距离 ra与点 a 的电势 a已在图中用坐标(ra，a)标出，其余类推现将一带正电的试探电荷由 a 点依次经 b、c点移动到 d 点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为 Wab、Wbc和 Wcd.下列选项正确的是( )AEaEb41 BEcEd21CWabWbc31DWbcWcd132(多选)(2017全国卷)一匀强电场的方向平行于 xOy 平面，平面内a、b、c 三点的位置如图所示，三点的电势分别为 10 V、17 V、26 V下列说法正确的是( )A电场强度的大小为 2.5 V/cmB坐标原点处的电势为 1 VC电子在 a 点的电势能比在 b 点的低
3、 7 eVD电子从 b 点运动到 c 点，电场力做功为 9 eV3. (多选)(2016全国卷)如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点 P 的竖直线对称忽略空气阻力由此可知( )AQ 点的电势比 P 点高B油滴在 Q 点的动能比它在 P 点的大C油滴在 Q 点的电势能比它在 P 点的大D油滴在 Q 点的加速度大小比它在 P 点的小4(2015全国)如图，直线 a、b 和 c、d 是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q 是它们的交点，四点处的电势分别为 M、N、P、Q.一电子由 M 点分别运动到 N 点和 P 点的过程中，电场力所做的负功相等
4、则( )A直线 a 位于某一等势面内，MQB直线 c 位于某一等势面内，MNC若电子由 M 点运动到 Q 点，电场力做正功D若电子由 P 点运动到 Q 点，电场力做负功电场中的功能关系 题组预测1(多选)(2017河北唐山一模)如图所示，竖直平面内有 A、B 两点，两点的水平距离和竖直距离均为H，空间存在水平向右的匀强电场一质量为 m 的带电小球从 A 点以水平速度 v0抛出，经一段时间竖直向下通过 B 点重力加速度为 g，小球在由 A 到 B 的运动过程中，下列说法正确的是( )A小球带负电 B速度先增大后减小C机械能一直减小D任意一小段时间内，电势能的增加量总等于重力势能的减少量2(201
5、7四川雅安模拟)如图甲，O、N、P 为直角三角形的三个顶点，NOP37，OP 中点处固定一电荷量为 q12.0 108 C 的正点电荷，M 点固定一轻质弹簧MN 是一光滑绝缘杆，其中 ON 长a1 m，杆上穿有一带正电的小球(可视为点电荷)，将弹簧压缩到 O 点由静止释放，小球离开弹簧后到达N 点的速度为零沿 ON 方向建立坐标轴(取 O 点处 x0)，取 OP 所在水平面为重力势能零势能面，图乙中和图线分别为小球的重力势能和电势能随位置坐标 x 变化的图象，其中 E01.24103 J，E11.92103 J，E26.2104 J，静电力常量 k9.0109 Nm2/C2，取 sin 370
6、.6，cos 370.8，g10 m/s2.(1)求电势能为 E1时小球的位置坐标 x1和小球的质量m；(2)已知在 xx1处时小球与杆间的弹力恰好为零，求小球的电荷量 q2；(3)求小球释放瞬间弹簧的弹性势能 Ep.功能关系和动量守恒在电磁感应中的应用 1电磁感应中焦耳热的三种求法(1)根据定义式 QI2Rt 计算；(2)利用克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热计算；(3)利用能量守恒定律计算2解题程序一般为受力分析各力做功情况判断能量状态判断列方程解答题组预测1(多选)(2017广东华南三校联考)在如图所示的倾角为 的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为 B 的匀强磁场，区域的磁场方
7、向垂直斜面向上，区域的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为 L，一个质量为 m、电阻为 R、边长也为 L 的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当 ab 边刚越过 GH 进入磁场区时，恰好以速度 v1做匀速直线运动；当 ab 边下滑到 JP 与 MN 的中间位置时，线框又恰好以速度 v2做匀速直线运动，从 ab 进入 GH 到 MN 与 JP 的中间位置的过程中，线框的动能变化量为 Ek，重力对线框做功大小为 W1，安培力对线框做功大小为 W2，下列说法中正确的是( )A在下滑过程中，由于重力做正功，所以有 v2v1B从 ab 进入 GH 到 MN 与 JP 的中间位置的过程中，机械能守恒C从
8、 ab 进入 GH 到 MN 与 JP 的中间位置的过程中，有(W1Ek)的机械能转化为电能D从 ab 进入 GH 到 MN 与 JP 的中间位置的过程中，线框动能的变化量为 EkW1W22如图所示，质量为 100 g 的铝框，用细线悬挂起来，框中央离地面 h 为 0.8 m，有一质量为 200 g的磁铁以 10 m/s 的水平速度射入并穿过铝框，落在距铝框原位置水平距离 3.6 m 处，则在磁铁与铝框发生相互作用时，求：(1)铝框向哪边偏斜，它能上升多高？(2)在磁铁穿过铝框的整个过程中，框中产生了多少热量？应用动力学方法和功能关系解决力、电综合问题解题方略应用动力学知识和功能关系解决力、电
9、综合问题与解决纯力学问题的分析方法相似，动力学中的物理规律在电磁学中同样适用，分析受力时只是多了个安培力或电场力或洛伦兹力题组预测1(2017黑龙江佳木斯高三模拟)如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45角的绝缘直杆 AC，其下端 C 距地面高度 h0.8 m有一质量为 500 g 的带电小环套在直杆上，正以某一速度沿杆匀速下滑，小环离杆后正好通过 C 端的正下方 P 点处(g 取 10 m/s2)求：(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向(2)小环在直杆上匀速运动速度的大小 v0.(3)小环运动到 P 点的动能答案 (1)14.1 m/s2 与杆垂直斜向右下方 (2)
10、2 m/s (3)5 J2(2017渝中区二模)如图，电阻不计的相同的光滑弯折金属轨道 MON 与 MON均固定在竖直面内，二者平行且正对，间距为 L1 m，构成的斜面 NOON与 MOOM跟水平面夹角均为 30，两边斜面均处于垂直于斜面的匀强磁场中，磁感应强度大小均为 B0.1 Tt0 时，将长度也为 L，电阻R0.1 的金属杆 ab 在轨道上无初速度释放金属杆与轨道接触良好，轨道足够长(g 取 10 m/s2，不计空气阻力，轨道与地面绝缘)求：(1)t 时刻杆 ab 产生的感应电动势的大小 E；(2)在 t2 s 时将与 ab 完全相同的金属杆 cd 放在 MOOM上，发现 cd 恰能静止
11、，求 ab 杆的质量m 以及放上杆 cd 后 ab 杆每下滑位移 s1 m 回路产生的焦耳热 Q.答案 (1)0.5t V (2)0.1 kg 0.5 J1(多选)如图所示，某一空间内充满竖直向下的匀强电场 E，在竖直平面内建立坐标系 xOy，在 y0 的空间内，将一质量为 m 的带电液滴(可视为质点)自由释放，则此液滴沿 y 轴的负方向以加速度 a2g(g 为重力加速度)做匀加速直线运动，当液滴运动到坐标原点时，瞬间被安置在原点的一个装置改变了带电性质(液滴所带电荷量和质量均不变)，随后液滴进入 y7)A、B 间夹着质量可忽略的火药现点燃火药(此时间极短且不会影响小球的质量、电量和各表面的光
12、滑程度)火药炸完瞬间 A 的速度为 v0.求：(1)火药爆炸过程中有多少化学能转化为机械能；(2)A 球在磁场中的运动时间；(3)若一段时间后 A、B 在桌上相遇，求爆炸前 A 球与桌边 P 的距离答案 (1)mv (2) (3) k12k2 03m2qB2k232k1mv0qB1质量为 m、长度为 l 的金属棒 MN 两端由绝缘且等长轻质细线水平悬挂，处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B.开始时细线竖直，当金属棒中通以恒定电流后，金属棒从最低点向右开始摆动，若已知细线与竖直方向的最大夹角为 60，如图所示，则棒中电流( )A方向由 M 向 N，大小为3mg3BlB方向由 N 向 M
13、，大小为3mg3BlC方向由 M 向 N，大小为3mgBlD方向由 N 向 M，大小为3mgBl2(多选)如图所示，倾角为 的光滑斜面固定在水平面上，水平虚线 L 下方有垂直于斜面向下的匀强磁场，磁感应强度为 B.正方形闭合金属线框边长为 h，质量为 m，电阻为 R，放置于 L 上方一定距离处，保持线框底边 ab 与 L 平行并由静止释放，当 ab 边到达 L 时，线框速度为 v0，ab 边到达 L 下方距离为d(dh)处时，线框速度也为 v0.以下说法正确的是( )Aab 边刚进入磁场时，电流方向为 abBab 边刚进入磁场时，线框加速度沿斜面向下C线框进入磁场过程中的最小速度小于mgRsi
14、n B2h2D线框进入磁场过程中产生的热量为 mgdsin 3长木板 AB 放在水平面上，如图所示，它的下表面光滑，上表面粗糙一个质量为 m、带电荷量为 q 的小物块 C 从 A 端以某一初速度起动向右滑行，当存在向下的匀强电场时，C 恰能滑到 B 端；当此电场改为向上时，C 只能滑到 AB 的中点，求此电场的场强答案 mg3q1. (2017泰安二模)如图所示，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( )A小球的
15、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2. (多选)如图所示，在一竖直平面内，BCDF 段是半径为 R 的圆弧挡板，AB 段为直线型挡板(长为4R)，两者在 B 点相切，37，C、F 两点与圆心等高，D 在圆弧形挡板的最低点，所有接触面均光滑、绝缘，挡板处于场强为 E，方向水平向左的匀强电场中，现将带电量为q、质量为 m 的小球从挡板内侧的 A 点由静止释放，小球沿挡板内侧 ABCDF 运动到 F 点后抛出，在这段运动过程中，下列说法正确的是(sin 370.6，cos 370.8)( )A匀强电场的场强大小可能等于3mg5qB小球运动到 D 点时动能一定不是最大C小球机械能增加量的最大值为 2.6qERD小球从 B 到 D 运动过程中，动能的增量为 1.8mgR0.8EqR3将一斜面固定在水平面上，斜面的倾角为 30，其上表面绝缘且斜面的顶端固定一挡板，在斜面上加一垂直斜面向上的匀强磁场，磁场区域的宽度为 H0.4 m，如图甲所示，磁场边界与挡板平行，且上边界到斜面顶端的距离为 x0.55 m将一通电导线围成的矩形导线框 a
