功能关系在电学的应用

1、功能关系在电学的应用姓名 学号 班级 【知识回顾】1.电场力做功与路径无关，若电场为匀强电场，则 若是非匀强电场，则一般利用 求功；电场力做正功电势能 ，克服电场力做功电势能增加，电场力做功与电势能增量之间的关系为 .2.磁场力可分为 和 ，洛伦兹力在任何情况下对运动电荷都 ，安培力可以做正功、负功，还可以不做功.3.电流做功的实质是电场力移动电荷做功，即 .4.导体棒在磁场中切割磁感线时，棒中感应电流收到的安培力对棒做负功（或者说棒克服磁场力做功），使机械能转化为 ，若在纯电阻电路里将进一步转化为 .方法点拨做功的过程是 的过程，应用能量守恒解题的两条思路：某种形式能的减小量一定等于其他形式

2、能的增加量；或某物体能量的减小量一定等于其他物体能量的增加量.【典型例题】类型一 功能关系在电场中的应用例1 如图1所示，l1、l2、l3为等势面，两相邻等势面间电势差相同，取l2的电势为零，有一负电荷在l1处动能为30 j,运动到l3处动能为10 j，则电荷的电势能为4 j时，它的动能是（不计重力和空气阻力）（）a.6 jb.4 jc.16 jd.14 j类型二 功能关系在复合场中的应用例2 如图，空间内存在水平向右的匀强电场，在虚线mn的右侧有垂直纸面向里、磁感应强度为b的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为+q的小颗粒自a点由静止开始运动，刚好沿直线运动至光滑绝缘的水平面c点，与水平面碰撞的

3、瞬间小颗粒的竖直分速度立即减为零，而水平分速度不变，小颗粒运动至d处刚好离开水平面，然后沿图示曲线dp轨迹运动，ac与水平面夹角=30,重力加速度为g,求：（1）匀强电场的场强e；（2）ad之间的水平距离d;（3）已知小颗粒在轨迹dp上某处的最大速度为vm,该处轨迹的曲率半径是距水平面高度的k倍，则该处的高度为多大？类型三 功能关系在电磁感应中的应用例3 如图所示，abcd为一足够长的光滑绝缘斜面，efgh范围内存在方向垂直斜面的匀强磁场，磁场边界ef、hg与斜面底边ab平行，一正方形金属框abcd放在斜面上，ab边平行于磁场边界，现使金属框从斜面上某处由静止释放，金属框从开始运动到cd边离开

4、磁场的过程中，其运动的vt图象如图6所示，已知金属框电阻为r，质量为m，重力加速度为g,图乙中金属框运动的各个时刻及对应的速度均为已知量，求：（1）斜面倾角的正弦值和磁场区域的宽度；（2）金属框cd边到达磁场边界ef前瞬间的加速度；（3）金属框穿过磁场过程中产生的焦耳热.四随堂巩固：1.如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻r，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力f作用下加速上升的一段时间内，力f做的功与安培力做的功的代数和等于（）a.棒的机械能增加量 b.棒的动能增加

5、量c.棒的重力势能增加量d.电阻r上放出的热量2.空间某一静电场的电势 在x轴上分布如图9所示，x轴上两点b、c的电场强度在x方向上的分量分别是ebx、ecx，下列说法中正确的有（）a.ebx的大小大于ecx的大小b.ebx的方向沿x轴正方向c.电荷在o点受到的电场力在x方向上的分量最大d.负电荷沿x轴从b移到c的过程中，电场力先做 正功，后做负功3.如图所示，一u形光滑导轨串有一电阻r，放置在匀强磁场中，导轨平面与磁场方向垂直.一电阻可忽略不计但有一定质量的金属杆ab跨接在导轨上，可沿导轨方向平移.现从静止开始对ab杆施以向右的恒力f，则杆在运动过程中，下列说法中正确的是（ ）a.外力f对杆ab所做的功数值上总是等于电阻r上消耗的电能b.磁场对杆ab的作用力的功率与电阻r上消耗的功率大小是相等的c.电阻r上消耗的功率存在最大值d.若导轨不光滑，外力f对杆ab所做的功数值上总 是大于电阻r上消耗的电能4、如图所示，在x轴上方有水平向左的匀强电场e1，在x轴下方有竖直向上的匀强电场e2，且e1=e2= ，在x轴下方的虚线（虚线与y轴成45）右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为b.有一长为l的轻绳一端固定在第一象限内的o点，且可绕o点在竖直平面内转动，另一端栓有一质量为m的小球，小球带电量为+q,oo与x轴成45，oo的长度为l.先将小球放在o正