《高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題十四 功能關(guān)系在電學(xué)中的應(yīng)用專題突破課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題十四 功能關(guān)系在電學(xué)中的應(yīng)用專題突破課件（53頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題十四功能關(guān)系在電學(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.路徑路徑 qU2.不做功不做功3.移動(dòng)電荷移動(dòng)電荷 Uq4.負(fù)負(fù) 電電5.電勢(shì)能電勢(shì)能知識(shí)方法聚焦規(guī)律方法1.功能關(guān)系在電學(xué)中應(yīng)用的題目，一般過程復(fù)雜且涉及多種功能關(guān)系在電學(xué)中應(yīng)用的題目，一般過程復(fù)雜且涉及多種性質(zhì)不同的力，因此，通過審題，抓住性質(zhì)不同的力，因此，通過審題，抓住 和運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)過程分析是關(guān)鍵，然后根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)過程中各力做功的特過程分析是關(guān)鍵，然后根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)過程中各力做功的特點(diǎn)來選擇相應(yīng)規(guī)律求解點(diǎn)來選擇相應(yīng)規(guī)律求解.受力分析受力分析2.動(dòng)能定

2、理和能量守恒定律在處理電學(xué)中能量問題時(shí)仍然是動(dòng)能定理和能量守恒定律在處理電學(xué)中能量問題時(shí)仍然是首選的方法首選的方法.熱點(diǎn)考向例析考向1幾個(gè)重要的功能關(guān)系在電學(xué)中的應(yīng)用例例1 如圖如圖1所示，一絕緣輕彈簧的下端固定在斜面底端，所示，一絕緣輕彈簧的下端固定在斜面底端，上端連接一帶正電的光滑滑塊上端連接一帶正電的光滑滑塊P，滑塊所處空間存在著沿斜面，滑塊所處空間存在著沿斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，傾角為向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，傾角為的光滑絕緣斜面固定在水平地面上，的光滑絕緣斜面固定在水平地面上，開始時(shí)彈簧是原長(zhǎng)狀態(tài)，物體恰好處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)給滑塊開始時(shí)彈簧是原長(zhǎng)狀態(tài)，物體恰好處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)給滑塊一沿斜面向下的初速

3、度一沿斜面向下的初速度v，滑塊到最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的壓縮量為，滑塊到最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的壓縮量為x，若彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，以下說法正確的是，若彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，以下說法正確的是()(雙選雙選)A.滑塊電勢(shì)能的增加量等于滑塊重力勢(shì)能的減少量滑塊電勢(shì)能的增加量等于滑塊重力勢(shì)能的減少量B.滑塊到達(dá)最低點(diǎn)的過程中，克服彈簧彈力做功滑塊到達(dá)最低點(diǎn)的過程中，克服彈簧彈力做功 mv2C.滑塊動(dòng)能的變化量等于電場(chǎng)力和重力做功的代數(shù)和滑塊動(dòng)能的變化量等于電場(chǎng)力和重力做功的代數(shù)和D.當(dāng)滑塊的加速度最大時(shí)，滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械當(dāng)滑塊的加速度最大時(shí)，滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械 能最大能最大圖圖1審題突破審題突破

4、彈簧原長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)，物體恰好處于平衡狀態(tài)，說明彈簧原長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)，物體恰好處于平衡狀態(tài)，說明電場(chǎng)力和重力什么關(guān)系？滑塊向下到達(dá)最低點(diǎn)的過程中，都電場(chǎng)力和重力什么關(guān)系？滑塊向下到達(dá)最低點(diǎn)的過程中，都有哪些力做功？何時(shí)加速度最大？有哪些力做功？何時(shí)加速度最大？解析由題意由題意qEmgsin ，在運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過程中，電場(chǎng)力，在運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過程中，電場(chǎng)力做功與重力做功相等，則滑塊電勢(shì)能增加量等于滑塊重力勢(shì)做功與重力做功相等，則滑塊電勢(shì)能增加量等于滑塊重力勢(shì)能的減小量，故能的減小量，故A正確正確.克服彈簧彈力做功等于彈性勢(shì)能的增加量，即等于動(dòng)能的減克服彈簧彈力做功等于彈性勢(shì)能的增加量，即等于動(dòng)能的減少量，故少量

5、，故B正確正確.電場(chǎng)力和重力做功的代數(shù)和為零，根據(jù)動(dòng)能定理知，電場(chǎng)力、電場(chǎng)力和重力做功的代數(shù)和為零，根據(jù)動(dòng)能定理知，電場(chǎng)力、重力、彈簧彈力做功的代數(shù)和等于滑塊動(dòng)能的變化量，故重力、彈簧彈力做功的代數(shù)和等于滑塊動(dòng)能的變化量，故C錯(cuò)誤錯(cuò)誤.答案 AB當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，加速度最大，電場(chǎng)力做的負(fù)功最多，當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，加速度最大，電場(chǎng)力做的負(fù)功最多，即電勢(shì)能增加最多，此時(shí)系統(tǒng)機(jī)械能最小，故即電勢(shì)能增加最多，此時(shí)系統(tǒng)機(jī)械能最小，故D錯(cuò)誤錯(cuò)誤.在解決電學(xué)中功能關(guān)系問題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：在解決電學(xué)中功能關(guān)系問題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)洛洛倫茲力在任何情況下都不做功；倫茲力在任何情況下都不做功；(2

6、)電場(chǎng)力做功與路徑電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的變化；無關(guān)，電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的變化；(3)力學(xué)中的力學(xué)中的幾個(gè)功能關(guān)系在電學(xué)中仍然成立幾個(gè)功能關(guān)系在電學(xué)中仍然成立.以題說法針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練1 質(zhì)量為質(zhì)量為m的帶正電小球由空中的帶正電小球由空中A點(diǎn)無初速度點(diǎn)無初速度自由下落自由下落,在在t秒末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)秒末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),再經(jīng)再經(jīng)過過t秒小球又回到秒小球又回到A點(diǎn)點(diǎn).不計(jì)空氣阻力且小球從未落地不計(jì)空氣阻力且小球從未落地,則則()A.整個(gè)過程中小球電勢(shì)能減少了整個(gè)過程中小球電勢(shì)能減少了1.5mg2t2B.整個(gè)過程中機(jī)械能的增量為整個(gè)

7、過程中機(jī)械能的增量為2mg2t2C.從加電場(chǎng)開始到小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)小球動(dòng)能減少了從加電場(chǎng)開始到小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)小球動(dòng)能減少了mg2t2D.從從A點(diǎn)到最低點(diǎn)小球重力勢(shì)能減少了點(diǎn)到最低點(diǎn)小球重力勢(shì)能減少了 mg2t2(雙選雙選)解析答案BD熱點(diǎn)考向例析考向2應(yīng)用動(dòng)能定理分析帶電體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)例例2如圖如圖2所示是研究帶電體的質(zhì)量與電量關(guān)系的所示是研究帶電體的質(zhì)量與電量關(guān)系的光滑絕緣細(xì)管，長(zhǎng)為光滑絕緣細(xì)管，長(zhǎng)為L(zhǎng)且豎直放置，點(diǎn)電荷且豎直放置，點(diǎn)電荷M固定固定在管底部，電荷量為在管底部，電荷量為Q.現(xiàn)從管口現(xiàn)從管口A處靜止釋放一處靜止釋放一帶電體帶電體N，當(dāng)其電荷量為，當(dāng)其電荷量為q、質(zhì)量為、質(zhì)

8、量為m時(shí)，時(shí)，N下落下落至距至距M為為h的的B處速度恰好為處速度恰好為0.已知靜電力常量為已知靜電力常量為k，重力加速度為重力加速度為g，帶電體下落過程中不影響原電場(chǎng)，帶電體下落過程中不影響原電場(chǎng).圖圖2審題突破審題突破N1運(yùn)動(dòng)過程中何時(shí)速度最大？質(zhì)量為運(yùn)動(dòng)過程中何時(shí)速度最大？質(zhì)量為m和和3m的帶的帶電體從電體從A到到B相同的物理量是什么？相同的物理量是什么？M略向上移動(dòng)又是哪個(gè)物略向上移動(dòng)又是哪個(gè)物理量發(fā)生變化？理量發(fā)生變化？(1)若把若把A換成電量為換成電量為q、質(zhì)量為、質(zhì)量為3m的帶電體的帶電體N1，仍從，仍從A處靜處靜止釋放止釋放.求求N1運(yùn)動(dòng)過程中速度最大處與運(yùn)動(dòng)過程中速度最大處與M

9、的距離及到達(dá)的距離及到達(dá)B處的速處的速度大?。欢却笮?；解析帶電體帶電體N1運(yùn)動(dòng)到重力等于電場(chǎng)力時(shí)，速度最大，設(shè)距運(yùn)動(dòng)到重力等于電場(chǎng)力時(shí)，速度最大，設(shè)距底部距離為底部距離為r，則有，則有3mg設(shè)帶電體設(shè)帶電體N1運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)的速度為處時(shí)的速度為vB，由動(dòng)能定理，有，由動(dòng)能定理，有依題意有依題意有mg(lh)qUAB0，答案解析 N不能到達(dá)不能到達(dá)B處處.因?yàn)橐驗(yàn)閙g(lh)qUAB0.(2)若若M略向上移動(dòng)，試判斷帶電體略向上移動(dòng)，試判斷帶電體N能否到達(dá)能否到達(dá)B處，并說明處，并說明理由；理由；答案N不能到達(dá)不能到達(dá)B處，因?yàn)樘帲驗(yàn)閙g(lh)qUAB0解析 設(shè)帶電體設(shè)帶電體N的質(zhì)量為的

10、質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為q， (3)若若M保持原位置不變，設(shè)法改變帶電體保持原位置不變，設(shè)法改變帶電體N的質(zhì)量與電量，的質(zhì)量與電量，要求帶電體下落的最低點(diǎn)在要求帶電體下落的最低點(diǎn)在B處，列出處，列出N應(yīng)滿足的條件應(yīng)滿足的條件.由動(dòng)能定理得：由動(dòng)能定理得：mg(lh)qUAB0答案1.電場(chǎng)力做功與重力做功的特點(diǎn)類似，都與路徑無關(guān)電場(chǎng)力做功與重力做功的特點(diǎn)類似，都與路徑無關(guān).2.對(duì)于電場(chǎng)力做功或涉及電勢(shì)差的計(jì)算，選用動(dòng)能定理對(duì)于電場(chǎng)力做功或涉及電勢(shì)差的計(jì)算，選用動(dòng)能定理往往最簡(jiǎn)便快捷，但運(yùn)用動(dòng)能定理時(shí)要特別注意運(yùn)動(dòng)往往最簡(jiǎn)便快捷，但運(yùn)用動(dòng)能定理時(shí)要特別注意運(yùn)動(dòng)過程的選取過程的選取.以題說法針對(duì)

11、訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練2 如圖如圖3所示，在一傾角為所示，在一傾角為37的絕緣斜面下端的絕緣斜面下端O，固定有垂直于斜面的絕緣擋板固定有垂直于斜面的絕緣擋板.斜面斜面ON段粗糙，長(zhǎng)度段粗糙，長(zhǎng)度s0.02 m，NM段光滑，長(zhǎng)度段光滑，長(zhǎng)度L0.5 m.在斜面的所在區(qū)域有在斜面的所在區(qū)域有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為2105 N/C.有一小滑塊質(zhì)量有一小滑塊質(zhì)量為為2103 kg，帶正電，電量為，帶正電，電量為1107 C，小滑塊與，小滑塊與ON段表面的動(dòng)摩擦因數(shù)為段表面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75.將小滑塊從將小滑塊從M點(diǎn)由靜止釋點(diǎn)由靜止釋放，在運(yùn)動(dòng)過程中沒有電量損失，與擋板相碰后原速

12、返回放，在運(yùn)動(dòng)過程中沒有電量損失，與擋板相碰后原速返回.已知已知sin 370.6，cos 370.8，g取取10 m/s2.求：求：圖圖3解析小滑塊第一次過小滑塊第一次過N點(diǎn)的速度為點(diǎn)的速度為v，(1)小滑塊第一次過小滑塊第一次過N點(diǎn)的速度大??；點(diǎn)的速度大小；答案解析滑塊在滑塊在ON段運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦力段運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦力(2)小滑塊最后停在距離擋板多遠(yuǎn)的位置；小滑塊最后停在距離擋板多遠(yuǎn)的位置；f(mgcos 37qEcos 37)2.4102 N滑塊所受重力、電場(chǎng)力沿斜面的分力滑塊所受重力、電場(chǎng)力沿斜面的分力F1mgsin 37qEsin 372.4102 N因此滑塊沿因此滑塊沿ON下滑時(shí)

13、做勻速運(yùn)動(dòng)，上滑時(shí)做勻減速運(yùn)動(dòng)，下滑時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，上滑時(shí)做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度為零時(shí)可停下速度為零時(shí)可停下.設(shè)小滑塊與擋板碰撞設(shè)小滑塊與擋板碰撞n次后停在距擋板距離為次后停在距擋板距離為x處，處，答案0.01 m則由動(dòng)能定理得：則由動(dòng)能定理得：(mgqE)(Lsx)sin 37(mgqE)(2n1)sxcos 370由由0 x0.02 m，得：，得：12.5n13.5取取n13得：得：x0.01 m解析設(shè)滑塊每一次與擋板碰撞沿斜面上升的距離減少設(shè)滑塊每一次與擋板碰撞沿斜面上升的距離減少x，由能量守恒得：由能量守恒得：(3)小滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的總路程小滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的總路程.(mgqE)xsin

14、372(mgqE)scos 37代入數(shù)據(jù)得：代入數(shù)據(jù)得：x0.04 m滑塊第一次與擋板碰撞后沿斜面上升的距離滑塊第一次與擋板碰撞后沿斜面上升的距離s1Lsx0.48 m滑塊第滑塊第p次與擋板碰撞后沿斜面上升的距離次與擋板碰撞后沿斜面上升的距離sps1(p1)x由于由于sps0.02 m，得，得p12.5，取取p12代入上式得：代入上式得：s總總6.77 m.答案6.77 m熱點(diǎn)考向例析考向3功能觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)問題中的應(yīng)用功能觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)問題中的應(yīng)用例例3如圖如圖4甲所示，甲所示，MN、PQ是相距是相距d1 m的足夠長(zhǎng)平行光滑的足夠長(zhǎng)平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與水平面成某一夾角，導(dǎo)軌電阻不計(jì)；

15、長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與水平面成某一夾角，導(dǎo)軌電阻不計(jì)；長(zhǎng)也為也為1 m的金屬棒的金屬棒ab垂直于垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌接觸良好，ab的質(zhì)量的質(zhì)量m0.1 kg、電阻、電阻R1 ；MN、PQ的上端連接右側(cè)電路，電路中的上端連接右側(cè)電路，電路中R2為一電阻箱；已知燈泡電阻為一電阻箱；已知燈泡電阻RL3 ，定值電阻，定值電阻R17 ，調(diào)節(jié)電阻箱使，調(diào)節(jié)電阻箱使R26 ，重力加速，重力加速度度g10 m/s2.現(xiàn)斷開開關(guān)現(xiàn)斷開開關(guān)S，在，在t0時(shí)刻由靜止釋放時(shí)刻由靜止釋放ab，在，在t0.5 s時(shí)刻閉合時(shí)刻閉合S，同時(shí)加上分布于整個(gè)導(dǎo)軌所在區(qū)域的

16、勻強(qiáng)磁，同時(shí)加上分布于整個(gè)導(dǎo)軌所在區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上；圖乙所示為場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上；圖乙所示為ab的速度隨的速度隨時(shí)間變化圖象時(shí)間變化圖象.圖圖4審題突破審題突破由乙圖可知閉合由乙圖可知閉合S前、后前、后ab分別做什么運(yùn)動(dòng)？可分別做什么運(yùn)動(dòng)？可以提取哪些信息？以提取哪些信息？ab由靜止下滑的過程中電流是否恒定，如由靜止下滑的過程中電流是否恒定，如何求電熱？何求電熱？(1)求斜面傾角求斜面傾角及磁感應(yīng)強(qiáng)度及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。坏拇笮。唤馕鯯斷開時(shí)，斷開時(shí)，ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從圖乙得做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從圖乙得a6 m/s2由牛頓第二定律有由牛頓第二定律有

17、mgsin ma，t0.5 s時(shí)，時(shí)，S閉合且加了磁場(chǎng)，分析可知，此后閉合且加了磁場(chǎng)，分析可知，此后ab將先做加速將先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到最大度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到最大(vm6 m/s)后接著做勻后接著做勻速運(yùn)動(dòng)速運(yùn)動(dòng).勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由平衡條件知?jiǎng)蛩龠\(yùn)動(dòng)時(shí)，由平衡條件知mgsin F安安，答案371 T(2)ab由靜止下滑由靜止下滑x50 m(此前已達(dá)到最大速度此前已達(dá)到最大速度)的過程中，求的過程中，求整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱；整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱；解析答案28.2 J解析 改變電阻箱改變電阻箱R2的值后，的值后，ab勻速下滑時(shí)有勻速下滑時(shí)有(3)若只改變電阻箱若只改變電阻箱R2的

18、值的值.當(dāng)當(dāng)R2為何值時(shí)，為何值時(shí)，ab勻速下滑中勻速下滑中R2消消耗的功率最大？消耗的最大功率為多少？耗的功率最大？消耗的最大功率為多少？mgsin BdIR2的功率為的功率為PI R222所以所以Pm0.27 W.答案3 0.27 W導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)棒中的感應(yīng)電流受到的安導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)棒中的感應(yīng)電流受到的安培力是變力，所以安培力做的功只能由動(dòng)能定理或能培力是變力，所以安培力做的功只能由動(dòng)能定理或能量守恒定律來求解量守恒定律來求解.以題說法針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練3 如圖如圖5所示，固定在同一水平面上的兩平所示，固定在同一水平面上的兩平行金屬導(dǎo)軌行金屬導(dǎo)軌AB、CD，兩端接有阻值相

19、同的兩個(gè)定值電阻，兩端接有阻值相同的兩個(gè)定值電阻.質(zhì)量為質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上，輕彈簧左端固定，右的導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上，輕彈簧左端固定，右端連接導(dǎo)體棒，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中端連接導(dǎo)體棒，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.當(dāng)導(dǎo)當(dāng)導(dǎo)體棒靜止在體棒靜止在OO位置時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)位置時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài).此時(shí)給導(dǎo)體此時(shí)給導(dǎo)體棒一個(gè)水平向右的初速度棒一個(gè)水平向右的初速度v0，它能向右運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)距離為，它能向右運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)距離為d，且能再次經(jīng)過且能再次經(jīng)過OO位置位置.已知導(dǎo)體棒所受的摩擦力大小恒已知導(dǎo)體棒所受的摩擦力大小恒為為f，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)過程中左側(cè)電阻產(chǎn)生的熱量為，導(dǎo)體棒向

20、右運(yùn)動(dòng)過程中左側(cè)電阻產(chǎn)生的熱量為Q，不，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻.則則()(雙選雙選)圖圖5解析當(dāng)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)的過程中，當(dāng)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)的過程中，故故A錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，B正確；正確；由于產(chǎn)生了電能和熱能，導(dǎo)體棒的機(jī)械能不斷減小，所以導(dǎo)由于產(chǎn)生了電能和熱能，導(dǎo)體棒的機(jī)械能不斷減小，所以導(dǎo)致棒在同一個(gè)位置時(shí)，向右的速度大于向左的速度，所以導(dǎo)致棒在同一個(gè)位置時(shí)，向右的速度大于向左的速度，所以導(dǎo)體棒向左運(yùn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生的電能小于導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)的過體棒向左運(yùn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生的電能小于導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生的電能，即程中產(chǎn)生的電能，即2Q2Q，當(dāng)導(dǎo)體棒向左運(yùn)動(dòng)的過程中，當(dāng)導(dǎo)體棒向左運(yùn)動(dòng)的

21、過程中，Ep mv22Qfd 答案BD審題破題 真題演練7.應(yīng)用動(dòng)力學(xué)和功能觀點(diǎn)處理電學(xué)綜合問題例例4 (16分分)如圖如圖6所示，水平絕緣粗糙的軌道所示，水平絕緣粗糙的軌道AB與處于豎直平與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑平滑連接，半圓形軌道的半徑R0.4 m，在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)線，在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)線與軌道所在的平面平行，電場(chǎng)強(qiáng)度與軌道所在的平面平行，電場(chǎng)強(qiáng)度E1.0104 N/C.現(xiàn)有一電現(xiàn)有一電荷量荷量q1.0104 C，質(zhì)量，質(zhì)量m0.1 kg的帶電體的帶電體(可視為可視為質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)

22、)，在水平軌道上的，在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，帶電體恰好能通過半點(diǎn)由靜止釋放，帶電體恰好能通過半圓形軌道的最高點(diǎn)圓形軌道的最高點(diǎn)C，然后落至水平軌道上的，然后落至水平軌道上的D點(diǎn)點(diǎn).取取g10 m/s2.試求：試求：(1)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓形軌道帶電體運(yùn)動(dòng)到圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大?。稽c(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大?。?2)D點(diǎn)到點(diǎn)到B點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離xDB；(3)帶電體在從帶電體在從P開始運(yùn)動(dòng)到落至開始運(yùn)動(dòng)到落至D點(diǎn)的過程中的最大動(dòng)能點(diǎn)的過程中的最大動(dòng)能.圖圖6思維導(dǎo)圖答題模板解析 (1)設(shè)帶電體通過設(shè)帶電體通過C點(diǎn)時(shí)的速度為點(diǎn)時(shí)的速度為v0，根據(jù)牛頓第二定律，根據(jù)牛頓第二定律得：得：mg(

23、2分分)設(shè)帶電體通過設(shè)帶電體通過B點(diǎn)時(shí)的速度為點(diǎn)時(shí)的速度為vB，設(shè)軌道對(duì)帶電體的支持力大，設(shè)軌道對(duì)帶電體的支持力大小為小為FB，從，從B到到C根據(jù)動(dòng)能定理：根據(jù)動(dòng)能定理：帶電體在帶電體在B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有：點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有：答題模板聯(lián)立解得：聯(lián)立解得：FB6.0 N(1分分)根據(jù)牛頓第三定律可知，帶電體對(duì)軌道的壓力根據(jù)牛頓第三定律可知，帶電體對(duì)軌道的壓力FB6.0 N (1分分)(2)設(shè)帶電體從最高點(diǎn)設(shè)帶電體從最高點(diǎn)C落至水平軌道上的落至水平軌道上的D點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為t，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解有根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解有2R gt2 (1分分)答題模板聯(lián)立解得聯(lián)立解得xDB0.8 m

24、 (1分分)(3)由由P到到B帶電體做加速運(yùn)動(dòng)，故最大速度一定出現(xiàn)在從帶電體做加速運(yùn)動(dòng)，故最大速度一定出現(xiàn)在從B經(jīng)經(jīng)C到到D的過程中，在此過程中只有重力和電場(chǎng)力做功，這兩個(gè)的過程中，在此過程中只有重力和電場(chǎng)力做功，這兩個(gè)力大小相等，其合力與重力方向成力大小相等，其合力與重力方向成45夾角斜向右下方，故夾角斜向右下方，故最大速度必出現(xiàn)在最大速度必出現(xiàn)在B點(diǎn)右側(cè)對(duì)應(yīng)圓心角為點(diǎn)右側(cè)對(duì)應(yīng)圓心角為45處處. (1分分)設(shè)小球的最大動(dòng)能為設(shè)小球的最大動(dòng)能為Ekm，根據(jù)動(dòng)能定理有：，根據(jù)動(dòng)能定理有：答題模板答案(1)6.0 N(2)0.8 m(3)1.17 J高 考 現(xiàn) 場(chǎng) (限時(shí)：15分鐘，滿分17分)(

25、2014四川四川10)在如圖在如圖7所示的豎直平面內(nèi)，水平軌道所示的豎直平面內(nèi)，水平軌道CD和傾和傾斜軌道斜軌道GH與半徑與半徑 的光滑圓弧軌道分別相切于的光滑圓弧軌道分別相切于D點(diǎn)點(diǎn)和和G點(diǎn)，點(diǎn)，GH與水平面的夾角與水平面的夾角37.過過G點(diǎn)、垂直于紙面的豎點(diǎn)、垂直于紙面的豎直平面左側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)直平面左側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度B1.25 T；過；過D點(diǎn)、垂直于紙面的豎直平面右側(cè)有勻強(qiáng)點(diǎn)、垂直于紙面的豎直平面右側(cè)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)度E1104 N/C.小物體小物體P1質(zhì)量質(zhì)量m2103

26、 kg、電荷量、電荷量q8106 C，受到水，受到水平向右的推力平向右的推力F9.98103 N的作用，沿的作用，沿CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)D點(diǎn)點(diǎn)后撤去推力后撤去推力.當(dāng)當(dāng)P1到達(dá)傾斜軌道底到達(dá)傾斜軌道底端端G點(diǎn)時(shí)，不帶電的小物體點(diǎn)時(shí)，不帶電的小物體P2在在GH頂端靜止釋放，經(jīng)過時(shí)間頂端靜止釋放，經(jīng)過時(shí)間t0.1 s與與P1相遇相遇.P1和和P2與軌與軌道道CD、GH間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，取，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，物體電荷量保持不變，不計(jì)空，物體電荷量保持不變，不計(jì)空氣阻力氣阻力.求：求：圖圖7(1)小物體

27、小物體P1在水平軌道在水平軌道CD上運(yùn)動(dòng)速度上運(yùn)動(dòng)速度v的大小；的大小；解析設(shè)小物體設(shè)小物體P1在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為v，受到向上，受到向上的洛倫茲力為的洛倫茲力為F1，受到的摩擦力為，受到的摩擦力為f，則，則F1qvBf(mgF1)由題意，水平方向合力為零由題意，水平方向合力為零Ff0聯(lián)立聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得式，代入數(shù)據(jù)解得v4 m/s答案4 m/s(2)傾斜軌道傾斜軌道GH的長(zhǎng)度的長(zhǎng)度s.解析 設(shè)設(shè)P1在在G點(diǎn)的速度大小為點(diǎn)的速度大小為vG，由于洛倫茲力不做功，由于洛倫茲力不做功，根據(jù)動(dòng)能定理根據(jù)動(dòng)能定理P1在在GH上運(yùn)動(dòng)，受到重力、電場(chǎng)力和摩擦力的作用，設(shè)加速上運(yùn)動(dòng)，受到重力、電場(chǎng)力和摩擦力的作用，設(shè)加速度為度為a1，根據(jù)牛頓第二定律，根據(jù)牛頓第二定律qEcos mgsin (mgcos qEsin )ma1設(shè)設(shè)P2質(zhì)量為質(zhì)量為m2，在，在GH上運(yùn)動(dòng)的加速度為上運(yùn)動(dòng)的加速度為a2，則，則m2gsin m2gcos m2a2P1與與P2在在GH上相遇時(shí)，設(shè)上相遇時(shí)，設(shè)P2在在GH上運(yùn)動(dòng)的距離為上運(yùn)動(dòng)的距離為s2，則，則又又ss1s2聯(lián)立聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得式，代入數(shù)據(jù)得s0.56 m答案 0.56 m