2018年高考物理大二轮专题复习讲学稿四第2功能关系在电学中应用

2讲201524题·计算题·12中201725题·计算题·20难W＝Flcosα＝Eqlcosα；若是非匀强电W＝qU来求．磁场力又可分为力和力．力在任何情况下对运动的电荷都不做功；安导体棒在磁场中切割磁感线时，棒中感应电流受到的力对导体棒做负功，使机械能 例(2017山东省模拟如图1所示平行板电容器水平放置两极板间电场强度大小为中间用一光滑绝缘细杆垂直连接，杆上套有带正电荷的小球和绝缘弹簧，小球压在弹簧上，但与弹簧不拴接，开始时对小球施加一竖直向下的外力，将小球压至某位置使小球保持静止撤去外力后小球从静止开始向上运动上升h时恰与弹簧分离分离时小球的速度为v小球上过程不会撞击到上极板已知小球的质量为带电荷量为q重力加速度为g，下列说法正确的是( )hA．与弹簧分离时小球的动能为mgh＋qEhh22答案2Ek＝qEh－mgh＋Ep，A错误；从开始运动到与弹簧分离，小球增加的机械2 D只受重力、电场力和空气阻力三个力的作用．若重力势能增加5J，机械能增加1.5J，电场力做功2J，则小球( A．重力做功为5 B．电势能减少2C．空气阻力做功0.5 D．动能减少3.5答 小球的重力势能增加5J，则小球克服重力做功5J，故A错误；电场力对小球做功2J，则小球的电势能减少2J，故B正确；小球共受到重力、电场力、空气阻力三个力作用，小球的机械能增加1.5J，则除重力以外的力做功为1.5J，电场力对小球做功2J，则知，空气阻力做功为－0.5J，即小球克服空气阻力做功0.5J，故C错误；重力、电场力、空气阻力三力做功之和为－3.5J，根据动能定理，小球的动能减少3.5J，故D正确．37°E＝1×103V/m.物块在电场力的作用下开始运动．物sin37°＝0.6，cos37°＝0.8g10m/s2.以下判断正确的是(Aμ＝B．t＝2s56.25C．t＝3s5D5s100答 由题图乙可知，t＝0时物块的加速度a0＝10m/s2，且t＝0时物块受到的空气阻力为零，对物块进行受力分析可得，Eqcosθ－μ(mg＋Eqsinθ)＝ma0，解得μ＝3，故A选项正确；t＝2sa－t图线围成的面积可得，v2＝15m/s

1mv ＝56.25JBa－tt＝3sa3＝2.5m/s2，对物块进a－tt＝4sa－t图线围成vm＝20m/s，由动能定理可知，合外力对物块做的功等于物2m2m

2＝100J，故D 例2如图3所示，两根等高光滑的四分之一圆弧形轨道与一足够长水平轨道相连，圆弧L1m＝2kgR＝0.5Ωa、b，金属棒bM＝1kgL2＝0.2mr＝0.05Ω的正av0＝5m/s沿轨道做MNh＝1m处的水平匀强磁场B3中，B3＝5TH>L2.g＝10m/s2.求：(1)B2的大小；从金属线框开始下落到进入磁场前，金属棒a上产生的焦框离开磁场过程中产生的焦为Q1＝10.875J，则磁场的高度H为多少．答 (1)2 (2)2 (3)1.2 a、b ＝B2＝222

2＋2mv2

1＝ 2＝Q＝2

3＝H＝1.2W＝UItQ＝I2Rt若电流变化，则：(1)利用力做的功求解：电磁感应中产生的电能等于克服力所dRB的m(质量分布均匀)ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良μ.F作用下从静l时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)．设杆rg，则此过程中()杆的速度最大值 RF恒力F做的功与力做的功之和大于杆动能的变化答 解 当杆达到最大速度vm时，F－μmg－R＋r＝0得 ，A错和等于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和，D对．B＝1.0Tm＝0.2kgr＝0.1ΩabF作用下从静止开始x＝9m时离开磁场，在离开磁场前已达到最大速度．当金属棒离Fh＝0.8m处．已知金属棒与μ＝0.1，导轨电阻不计，棒在运动过程中始终与轨道垂直且与轨道保持g＝10m/s2.求：v金属棒在磁场区域运动过程中，电阻R上产生的焦答 (1)4 (2)1 (3)1.52 2由①得：v＝2gh＝4II 联立②③④F＝0.6v 第二定律I ＝I ＝2联立②⑤⑥⑦解得：a＝12设金属棒在磁场区域运动过程中，回路中产生的焦为Q，根据功能关系：2R则电阻R上的 Q＝RR联立⑤⑧⑨解得：QR＝1.5 例3 (2017·卷Ⅱ·25)如图6，两水平面(虚线)之间的距离为H，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场．自该区域上方的A点将质量均为m、电荷量分别为q和－q(q>0)的带电小球MN先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开．已知N离开电场时的速度方向竖直向下；M在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍．不计空气阻力，重力加速度大g.求：MNA答

(3)解析(1)设小球M、N在A点水平射出时的初速度大v0，则它们进入电场时的水平速小均为a，在电场中沿水平方向的位移分别为s1和s2.由题给条件和运动学得

1＋2at1－2at联立①②③ss2Ahhvy式

1＋2gtM进入电场后做直线运动，由几何关系知 联立①②⑤⑥⑦1设电场强度的大E，小球M进入电场后做直线运动， M、NEk1、Ek2 k1＝2m(v0＋vy k2＝2m(v0＋vy联立④⑤⑦⑧⑨⑩⑪⑫2q5.(2017·揭阳市模拟)如图7，空间有一竖直向下沿x轴方向的静电场，电场的场强大＝4qLx分布(xO点的距离)．xL电的两个小球A、B，两球质量均为m，B球带电荷量大q，A球距O点的距离为L.两AB球下落速度达到最大时，BOB答 A解 (1)对A、B由整体法得：2mg－qmgL－qmgA (2)Bmg＝qE＝qmgx0x0＝4L.q mgq

6．(2017·山西省重点中学协作体一模)m、带电量为＋qh处以L28(1)v0Eh答 (1)2Lh

解 v0＝m 竖直方向上：2＝2v0

＝m联立得：v0＝

h qh22小球落地时动能：Ek＝2 卷精

P．小孔正上方2电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)d回．若将下极板向上平移3，则从P点开始下落的相同粒子将 B．在下极板处返 ．在距上极板2处返 D．在距上极板5d处返答 解

＝dh能定理

U

·h＝0.h＝5dD2．(多选)(2012·新课标·18)如图9，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两 答 mg，方向竖直向下；二DA、CB动，A、B为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A点的速度大v0，方向与电场方向的答 设带电粒子在B点的速度大vB.粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即vBsin30°＝v0sin60°①vB＝A、BUAB AB＝2m(vB－v0联立②③

q题组2市精PMN水平．a、b是两个完全相同的带正电小球视为点电荷)，bM点，a从NPQ(图中未画出)a(ANQBNPCNQDPQ答 aNPQ点速度为零，整D错误．()A．MNB．M带负电荷，N带正电荷C．静止时M受到的合力比N的大D．移动过程中匀强电场对M做负功 匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大B，区域外终相等，某时刻线圈中电流从P流向Q，大I.求此时线圈所受力的大小和方向若此时线圈水平向右运动的速度大v，求力的功率．答 方向水平向右解 (1)线圈所受的力为右边所受的力，由力(2)力的功率为联立①②中的轨迹如图1所示，a、b为轨迹上的两点，不计空气阻力，下列判断正确的是( abab答 解析小球做曲线运动，向合外力方向偏转，合外力方向向上，小球受重力和电场力，故电场力逆着电场线方向，小球带负电，故A正确；小球受力方向与运动方向成锐角，电场力2．(多选)(2017·名校模拟)如图2所示，表面光滑的绝缘细杆倾斜固定放置，Q点处固P点处由静止释放，沿细杆上滑O点时静止．把带电小圆环当作点电荷，则()2答案解析小圆环从P点由静止上滑，说明固定点电荷给小圆环排斥力，A项正确，B项错误；排斥力让小圆环上滑，电场力做正功，电势能减小，C项正确，D项错误．3.(多选)(2017·银川市二模)如图3所示，绝缘轻弹簧上端固定，下端拴着一带正电小球Q，QA处时弹簧处于原长状态，QCqC正()A．QC处时速率最大CQ的机械能不断减小D．Q、q答案解析qC正下方某处时，QBA错误；QB处加速度为零，QACB正确；Q的机＝0QEkD4．(多选)(2017·山东日照市一模)mA点无初速度自由下落．tAg，则()BA3CA点到最低点的距离是3DA答案C 小球先自由下落，然后匀到0，再向上做匀加速运动回到A点．设加上电场后小球的加速度大a，规定向下为正方向．整个过程中小球的位移为0，1 1由2gt＋gt·t－2at＝0F合＝F电－mg＝ma得，F电＝4mgAtsA点的速度A点时的动能是

2k＝2mvA＝2m(－2gt)＝2mgt，故B2Ah1＝1gt22v1 1v1 下降的高度h＝

＝6gtAh＝h1＋h2＝1gt2＋1gt2＝2gt2C AΔEp＝Fh2＝4mg×1gt2＝2mg2t2 D0.1kgr＝0.05Ω2A．以下判断正确的是(Ax＝3m0.5Bx＝3m0.75C．金属棒从x＝0运动到x＝3m过程中克服力做的功为1.6D．金属棒从x＝0运动到x＝3m过程中克服力做的功为3.0答 x＝3mB＝2TI2A，由闭合电路欧姆E＝I(R＋r)＝0.4VE＝BlvF安－x图的面积或平均作用力来求功，可得金属棒在此过程中克服安3.0J，选项C错误，D正确．界上无磁场)BLm，电阻为下列说法正确的是()A2、3、43B．线框进入磁场过程中产生的电热Q＝mg(d－L)C24的过程中加速度一直减小D．线框在即将到达位置3的瞬间克服力做功的瞬时功率

R答 解析线框进入磁场的过程做加速度减小的运动完全进入磁场后做加速度为g的匀加3A24过为g的匀加速运动，故C错误；因为进入磁场时要，即此时的力大于重力，速度 力做功的瞬时功率

＝ D面的、大v的初速度向上运动，最远到达a′b′的位置，上滑的整个过程中流过电阻RqRμ.则() 力为2B．上滑过程中导体棒克 力做的功为2C．上滑过程中导体棒克 力产生的热量

＋μcos －Bl(sin

－ sin答 解 导体棒开始运动时速度最大产生的感应电动势和感应电流最大所受的力最大E 由E＝Blv、I＝2R、F＝BIl得，最 力为F＝2R，故A正确．上滑过程中重力、2 力所做的功不等于1mv2，故B错误；根据2力产生的热量Q＝1mv2－mgs(sinθ＋μcos

＋μcosθ)C

— (sin误．上滑过程动能减小，而重力势能增加，故损失的机械能W＝1mv2－mgssin sinθD8．(2017·海淀区模拟)如图7所示，在水平向右的匀强电场中，水平轨道AB连接着一Bm、q的带正电荷的小球(可视为质点)BLC点由静止gq保持不变，不计ECBODg答 (1)

解 ＝解得＝CBa，由运动 可得 g联立可解得 gRCD22

DD解得：vD＝9．(2017·辽宁省重点中学协作校模拟)8L、电阻不计的平行光滑导轨强度大B；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度大小B1随时间t变化的规律如图乙所示．t＝0ab从图示位置由静止开始沿导轨EF处之前，cdcdmR，区域Ⅱ.g.求：ab棒在区域Ⅱ内运动的过程中，cdabEFabEFm2g2Rsin2答 (3)4mgLsin (1)由