【步步高】（广东专用）高考物理二轮复习 专题三 动力学观点在电学中的应用专题突破课件

专题三动力学观点在电学

中的应用

知识方法聚焦

热点考向例析

审题破题真题演练栏目索引知识方法聚焦知识回扣1.垂直于2.匀速直线3.匀变速直线4.匀速直线

减小

减小知识方法聚焦规律方法1.带电粒子在电场中做直线运动的问题：在电场中处理力学问题时，其分析方法与力学相同.首先进行

，然后看粒子所受的合力与

是否一致，其运动类型有电场内的加速运动和在交变电场内的往复运动.受力分析速度方向2.带电粒子在交变电场中的直线运动，一般多以加速、减速交替出现的多运动过程的情景出现.解决的方法：(1)根据运动学或动力学分析其中一个

内相关物理量的变化规律.(2)借助运动图象进行运动过程分析.变化周期热点考向例析考向1电场内动力学问题分析例1

如图1所示，一光滑绝缘水平木板(木板足够长)固定在水平向左、电场强度为E的匀强电场中，一电量为q(带正电)的物体在水平恒力F作用下从A点由静止开始向右加速运动，经一段时间t撤去这个力，又经时间2t物体返回A点，则(

)图1(双选)A.这一过程中带电物体的电势能先增加后减小，其变化量为0B.水平恒力与电场力的比为9∶5C.水平恒力与电场力的比为7∶3D.物体先向右加速到最右端，然后向左加速返回到A点审题突破

判断电势能变化的方法是什么？“经时间2t物体返回A点”说明物体向右的位移大小和向左位移大小有什么关系？解析电场力先做负功后做正功，总功为零，所以带电物体的电势能先增加后减小，其变化量为0，故A正确；物体先向右加速然后向右减速到最右端，然后向左加速返回到A点，所以D错误.答案

AB带电体在电场内运动问题的分析关键在于受力分析，特别是电场力方向的确定，在电场力方向已确定的情况下，其动力学的分析和力学问题中的分析是一样的.以题说法针对训练1如图2实线为电场场中一条竖竖直的电场线，有有一质量为为m、电量为＋＋q的小球，由由该直线上A点静止释放放，小球向向下运动到到达B点减速为零零后返回A点，则下列列判断正确确的是()A.该电场可能能是竖直向向上的匀强强电场，且且E>B.A点的电势高高于B点电势C.A点的场强小小于B点场强D.向下运动的的过程中，，重力势能能的减少量量总是等于于电势能的的增加量图2(单选)解析该电场不可可能是竖直直向上的匀匀强电场且且E>，否则小球球从静止开开始只能沿沿AB做单向直线线运动，回回不到A点，故A错误.小球向下应应先加速后后减速，所所受的电场场力方向必必定竖直向在A点，有qEA＜mg，在B点，有qEB＞mg，则得：EA＜EB，故C正确.向下运动的的过程中，，小球有动动能时，根根据能量守守恒定律可可知重力势势能的减少少量等于动动能增加量量和电势能能的增加量量之和，故故D错误.答案C热点考向例例析考向2磁场内动力力学问题分分析例2如图3所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速度放置一质量为0.1kg、电荷量q＝＋0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.t＝0时对木板施加方向水平向左，大小为0.6N的恒力，g取10m/s2.则(

)图3(双选)A.木板和滑块块一直做加加速度为2m/s2的匀加速运运动B.滑块开始做做加速度减减小的变加加速运动，，最后做速速度为10m/s匀速速运运动动C.木板板先先做做加加速速度度为为2m/s2匀加加速速运运动动，，再D.t＝5s末滑块未脱离木板且有相对运动审题题突突破破滑块块与与木木板板一一直直保保持持相相对对静静止止吗吗？？最最终终各各自自是是什什么么运运动动状状态态？？解析

由于动摩擦因数为0.5，静摩擦力能提供的最大加速度为5m/s2，所以当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起以a＝

的加速度一起运动，当滑块获得向左的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时Bqv＝mg，解得：v＝10m/s，此时摩擦力消失，滑块做匀速运动，而木板在在恒恒力力作作用用下下做做匀匀加加速速运运动动，，可知知滑滑块块先先与与木木板板一一起起做做匀匀加加速速直直线线运运动动，，然然后后发发生生相相对对滑滑动动，，做做加加速速度度减减小小的的变变加加速速运运动动，，最最后后做做速速度度为为10m/s的匀匀速速运运动动，，故故A、B错误误，，C正确确.木块块开开始始的的加加速速度度为为2m/s2，一一段段时时间间后后加加速速度度逐逐渐渐减减小小，，当当减减小小到到零零时时，，与与木木板板脱脱离离做做匀匀速速直直线线运运动动，，知知5s末答案案CD1.对于于2.此类问题也常出现临界问题，如本题中有两个临界：滑块与木板相对运动的临界和滑块与木板间弹力为零的临界.以题题说说法法针对对训训练练2如图4所示，带带电平行板中匀匀强磁场场方向水水平垂直直纸面向向里，某带电小小球从光光滑绝缘缘轨道上上的a点自由滑下，经经过轨道道端点P进入板间间后恰能能沿水平方向向做直线线运动.现使小球球从较低低的b点开始下下滑，经经P点进入板板间，在在板间的的运动过过程中()A.其电势能能将会增增大B.其机械能能将会增增大C.小球所受受的洛伦伦兹力的的大小将将会增大大D.小球受到到的电场场力将会会增大图4(双选)答案AC解析小球从a点下滑经经过P点进入平平行板间间后受到到重力、、电场力力、洛伦伦兹力做做匀速直直线运动动，洛伦伦兹力和和电场力力同向，，故都向向上且小小球带正正电；小小球从稍稍低的b点下滑时时到达P点的速度度会变小小，洛伦伦兹力减减小，小小球会向向下偏转转，电场场力做负负功，电电势能增增加，而而机械能能会减小小，水平平方向速速度不变变，但竖竖直方向向的速度度增加，，所以动动能将会会增大，，导致洛洛伦兹力力也会增增大，电电场力不不变，故故A、C正确.热点考考向例例析考向3电磁感感应中中的动动力例3

如图5所示，平行金属导轨PQ、MN相距d＝2m，导轨平面与水平面间的夹角α＝30°，导轨上端接一个R＝6Ω的电阻，导轨电阻不计，磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场垂直导轨平面向上.一根质量为m＝0.2kg、电阻r＝4Ω的金属棒ef垂直导轨PQ、MN静止放置，距离导轨底端s1＝3.2m.另一根绝缘塑料棒gh与金属棒ef平行放置，图5绝缘塑塑料棒棒gh从导轨轨底端端以初初速度度v0＝10m/s沿导轨轨上滑滑并与与金属属棒正正碰(碰撞时时间极极短)，碰后后绝缘缘塑料料棒gh沿导轨轨下滑滑，金金属棒棒ef沿导轨轨上滑滑s2＝0.5m后停下下，在在此过过程中中电阻阻R上产生生的电电热为为Q＝0.36J.已知两两棒与与导轨轨间的的动摩摩擦因因数均均为μ＝，g＝10m/s2.求：审题突突破绝缘塑塑料棒棒gh沿导轨轨上滑滑时，，受到到哪些些力的的作用用，做做什么么性质质的运运动？？碰撞撞后金金属棒棒ef向上做做什么么性质质的运运动，，何时时加速速度最最大？？(1)绝缘塑塑料棒棒gh与金属属棒ef碰撞前前瞬间间，绝绝缘塑塑料棒棒的速速率；；解析绝缘塑料棒与金属棒相碰前，做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得Mgsin30°°＋μMgcos30°°＝Ma1解得v1＝6m/s.答案6m/s(2)碰撞后后金属属棒ef向上运运动过过程中中的最最大加加速度度；解析设金属棒刚开始运动时速度为v，由能量守恒定律得金属棒棒刚开开始运运动时时加速速度最最大，，此时时感应应电动动势E＝Bdv＝4V解得v＝4m/s答案12m/s2安培力力F＝BId＝0.4N由牛顿顿第二二定律律得mgsin30°°＋μmgcos30°°＋F＝mam解得am＝12m/s2.(3)金属棒棒ef向上运运动过过程中中通过过电阻阻R的电荷荷量.解得q＝0.05C.答案0.05C对于导导体棒棒在磁磁场中中动力力学问问题的的分析析要特特别注注意棒棒中的的感应应电流流受到到的安安培力力一定定是阻阻力.一般导体棒棒在安培力力和其他恒恒力作用下下做的变速速运动是加加速度逐渐渐减小的变变速运动，，但在一定定的条件下下，也可以以做匀变速速直线运动动.以题说法针对训练3如图6甲所示，MN、PQ是相距d＝1.0m足够长的平平行光滑金金属导轨，，导轨平面面与水平面面间的夹角角为θ，导轨电阻阻不计，整整个导轨处处在方向垂垂直于导轨轨平面向上上的匀强磁磁场中，金金属棒ab垂直于导轨轨MN、PQ放置，且始始终与导轨轨接触良好好，已知金金属棒ab的质量m＝0.1kg，其接入电电路的电阻阻r＝1Ω，小灯泡电电阻RL＝9Ω，重力加速速度g取10m/s2.现断开开关关S，将棒ab由静止释放放并开始计计时，t＝0.5s时刻闭合开开关S，图乙为ab的速度随时间间变化的图象象.求：图6解析

S断开时ab做匀加速直线运动(1)金属棒ab开始下滑时的的加速度大小小、斜面倾角角的正弦值；；根据牛顿第二二定律有：mgsinθ＝ma所以sinθ＝答案

6m/s2解析

t＝0.5s时S闭合，ab先做加速度减小的加速运动，当速度达到最大vm＝6m/s后做匀速直线运动(2)磁感应强度B的大小．根据平衡条件件有mgsinθ＝F安又F安＝BId

E＝Bdvm

I＝解得B＝1T.答案1T审题破题真真题演演练3.应用动力学方方法处理电学学综合问题例4

(14分)如图7所示，两光滑平行的金属导轨EF和GH，相距为l，轨道平面与水平面成θ＝30°，导轨足够长，轨道的底端接有阻值为R的电阻，导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，导体棒MN电阻为r，垂直于导轨放置且与导轨接触良好，导体棒通过垂图7直于棒且与导导轨共面的轻轻绳绕过光滑滑的定滑轮与与质量为m的物块A相连，开始时时系统处于静静止状态，现现在物块A上轻放一质量量为的小物块B，使AB一起运动，若若从小物块B放上物块A开始到系统运运动速度恰达达到稳定值的的过程中(AB未着地)，电阻R通过的电量为为q.已知重力加速速度为g，求此过程中中：(1)导体棒运动的的最大速度；；(2)导体棒速度达达到最大速度度一半时，导导体棒加速度度的大小.答题模板解析(1)开始时，由平平衡条件mg＝Mgsin30°得M＝2m①(1分)导体棒达到最最大速度vm时满足：(m＋

)g＝Mgsin30°＋BIml ②(2分)此时Em＝Blvm③(1分)答题模板导