高考物理复习专题二动量与能量第2讲动量观点和能量观点在电学中的应用市赛课公开课一等奖省名师获奖

第2讲动量观点和能量观点在电学中应用1/36知识必备1.静电力做功与路径无关。若电场为匀强电场，则W＝Flcosα＝qElcosα；若是非匀强电场，则普通利用W＝qU来求。2.静电力做功等于电势能改变，即WAB＝－ΔEp。3.电流做功实质是电场对移动电荷做功，即W＝UIt＝qU。4.磁场力又可分为洛伦兹力和安培力。洛伦兹力在任何情况下对运动电荷都不做功；安培力能够做正功、负功，还能够不做功。2/365.电磁感应中能量问题3/36备考策略动量观点和能量观点在电学中应用题目，普通过程复杂且包括各种性质不一样力，所以，要抓住4点：(1)受力分析和运动过程分析是关键。(2)依据不一样运动过程中各力做功特点来选择对应规律求解。(3)力学中几个功效关系在电学中依然成立。(4)感应电动势是联络电磁感应与电路桥梁，要做好“源”分析，电磁感应产生电功率等于内、外电路消耗功率之和，这是能量守恒分析这类问题思绪。4/36功效关系在电学中应用【真题示例】(多项选择)(·全国卷Ⅲ，21)一匀强电场方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点位置如图1所表示，三点电势分别为10V、17V、26V。以下说法正确是(

)图15/36A.电场强度大小为2.5V/cmB.坐标原点处电势为1VC.电子在a点电势能比在b点低7eVD.电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV6/36答案ABD7/36真题感悟1.高考考查特点(1)本考点重在经过带电粒子在电场中运动考查电场中功效关系。(2)了解电场力做功与电势能改变关系，是解题关键。2.常见误区及临考提醒(1)在进行电场力做功和电势能判断时，要注意电荷正负。(2)电场力做功只与始、末位置相关，与路径无关。(3)利用能量转化和守恒处理电磁感应问题时要准确把握参加转化能量形式和种类，同时要确定各种能量增减情况和增减原因。8/36预测1功效关系在电场中应用预测2功效关系在电磁感应中应用预测3应用动力学观点和功效观点处理电学综合问题9/361.(多项选择)如图2甲所表示，一光滑绝缘细杆竖直放置，与细杆右侧距离为dA点处有一固定正点电荷，细杆上套有一带电小环，设小环与点电荷竖直高度差为h，将小环无初速度地从h高处释放后，在下落至h＝0过程中，其动能Ek随h改变曲线如图乙所表示，则(

)图210/36A.小环可能带负电B.从h高处下落至h＝0过程中，小环电势能增加C.从h高处下落至h＝0过程中，小环经过了加速、减速、再加速三个阶段D.小环将做以O点为中心往复运动11/36答案BC12/362.(多项选择)在如图3所表示倾角为θ光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B匀强磁场，区域Ⅰ磁场方向垂直斜面向上。区域Ⅱ磁场方向垂直斜面向下，磁场宽度均为L。一个质量为m、电阻为R、边长也为L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Ⅰ区时，恰好以速度v1做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN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中间位置过程中，线框动能改变量为ΔEk，重力对线框做功大小为W1，安培力对线框做功大小为W2，以下说法中正确是(

)13/36图3A.在下滑过程中，因为重力做正功，所以有v2>v1B.从ab进入GH到MN与JP中间位置过程中，机械能守恒C.从ab进入GH到MN与JP中间位置过程中，有(W1－ΔEk)机械能转化为电能D.从ab进入GH到MN到JP中间位置过程中，线框动能改变量为ΔEk＝W1－W214/36答案CD15/363.如图4所表示，光滑绝缘水平面AB与倾角θ＝37°，长L＝5m固定绝缘斜面BC在B处平滑相连，在斜面C处有一与斜面垂直弹性绝缘挡板。质量m＝0.5kg、带电荷量q＝＋5×10－5C绝缘带电小滑块(可看作质点)置于斜面中点D，整个空间存在水平向右匀强电场，场强E＝2×105N/C，现让滑块以v0＝14m/s速度沿斜面向上运动。设滑块与挡板碰撞前后所带电荷量不变、速度大小不变，滑块和斜面间动摩擦因数μ＝0.1。(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：图416/36(1)滑块沿斜面向上运动加速度大小；(2)滑块运动总旅程。17/3618/36答案(1)8m/s2

(2)72.9m19/36应用动量观点和能量观点处理力电综合问题【真题示例】

(·天津理综，12)电磁轨道炮利用电流和磁场作用使炮弹取得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮示意图如图5所表示，图中直流电源电动势为E，电容器电容为C。两根固定于水平面内光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计。炮弹可视为一质量为m、电阻为R金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1，使电容器完全充电。然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B匀强磁场(图中未画出)，MN开始向右加速运动。当MN上感应电动势与电容器两极板间电压相等时，回路中电流为零，MN到达最大速度，之后离开导轨。问：20/36图5(1)磁场方向；(2)MN刚开始运动时加速度a大小；(3)MN离开导轨后电容器上剩下电荷量Q是多少。21/3622/3623/36真题感悟1.高考考查特点(1)本考点知识点覆盖面广、综合性强，还有复杂代数运算和推理，难度较大。(2)年全国卷在此处没考题，年出题可能性很大，要引发关注。2.常见误区及临考提醒(1)处理本考点问题要靠基本方法和经典物理模型来支撑。(2)注意数学知识灵活选取。24/36预测1动量和能量观点在电场中应用预测2动量和能量观点在电磁感应中应用预测3应用动量和能量观点处理电学综合问题25/361.在匀强电场中，将质子和α粒子分别由静止开始加速(不计重力)，当它们取得相同动能时，质子经历时间为t1，α粒子经历时间为t2，则t1∶t2为(

)A.1∶1 B.1∶2C.2∶1 D.4∶1答案A26/362.如图6所表示，两根足够长固定平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间距离为L，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，组成矩形回路，两根导体棒质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上匀强磁场，磁感应强度为B。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd初速度v0，若两导体棒在运动中一直不接触，求：图627/3628/3629/3630/36图7(1)碰撞后物体A速度大小；(2)物体A从进入MN右侧区域到运动到C点过程中克服摩擦力所做功W。31/3632/3633/36归纳总结1.用力学观点处理力电综合问题能够从以下三条线索展开(1)力和运动关系——依据带电粒子受到电场力，用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式确定带电粒子速度、位移等，这条线索通常适合用于粒子在恒力作用下做匀变速直线运动情况。(2)功和能关系——依据电场力对带电粒子所做功引发带电粒子能量改变，利用动能定理研究全过程中能转化，研究带电粒子速度改变、位移等。(3)冲量和动量关系——依据电场力对带电粒子冲量引发带电粒子动量改变，利用动量定理研究全过程中动量改变，研究带电粒子速度改变、经历时间等。34/362.电磁感应与动量和能量综合问题思绪(1)从动量角度着手，利用动量定理或动量守恒定律。①应用动量定理能够由动量改变来求解变力冲量，如在导体棒做非匀变速运动问题中，应用动量定理能够处理牛顿运动定律不易解答问题。②在