2020高考物理二轮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学案.pdf
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1、【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】1/12 2020高考物理二轮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学案编 辑:_时 间:_教学资料范本【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】2/12 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 Flcos qElcos;若是非匀强电场,则一般利用W qU来求。2.静电力做的功等于电势能的变化,即WAB Ep。3.电流做功的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;安培力可以做正功、负功,还可以不做功。5.电磁感应中的能量问题(
2、1)能量转化:其他形式的能量电能电能焦耳热或其他形式能(2)焦耳热的三种求法:焦耳定律:Q I2Rt功能关系:Q W克服安培力能量转化:Q W其他能的减少量,备考策略动量观点和能量观点在电学中应用的题目,一般过程复杂且涉及多种性质不同的力,因此,要抓住4 点:(1)受力分析和运动过程分析是关键。(2)根据不同的运动过程中各力做功的特点来选择相应规律求解。(3)力学中的几个功能关系在电学中仍然成立。【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】3/12(4)感应电动势是联系电磁感应与电路的桥梁,要做好“源”的分析,电磁感应产生的电功率等于内、外电路消耗的功率之和,这是能量守恒分析这类问题的思路。
3、功能关系在电学中的应用【真题示例】(多选)(20 xx 全国卷,21)一匀强电场的方向平行于xOy 平面,平面内a、b、c 三点的位置如图1 所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是()图 1A.电场强度的大小为2.5 V/cmB.坐标原点处的电势为1 VC.电子在 a 点的电势能比在 b 点的低 7 eVD.电子从 b 点运动到 c 点,电场力做功为9 eV解析如图所示,设 a、c 之间的 d 点电势与 b 点电势相同,则,所以 d 点的坐标为(3.5 cm,6 cm),过 c 点作等势线 bd 的垂线,电场强度的方向由高电势指向低电势。由几何关系可得,cf 的长
4、度为 3.6 cm,电场强度的大小 E 2.5 V/cm,故选项 A正确;因为 Oacb是矩形,所以有 Uac UOb,可知坐标原点 O处的电势为 1 V,故选项 B正确;a 点电势比 b 点电势低 7 V,电子带负电,所以电子在a 点的电势能比在 b 点的高 7 eV,故选项 C错误;b 点电势比 c 点电势低 9 V,电子从 b 点运动到 c 点,电场力做功为9 eV,故选项 D正确。答案ABD真题感悟1.高考考查特点(1)本考点重在通过带电粒子在电场中的运动考查电场中的功能关系。(2)理解电场力做功与电势能的变化关系,是解题的关键。【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】4/12
5、2.常见误区及临考提醒(1)在进行电场力做功和电势能的判断时,要注意电荷的正负。(2)电场力做功只与始、末位置有关,与路径无关。(3)利用能量的转化和守恒解决电磁感应问题时要准确把握参与转化的能量的形式和种类,同时要确定各种能量的增减情况和增减原因。预测 1功能关系在电场中的应用预测 2功能关系在电磁感应中的应用预测 3应用动力学观点和功能观点处理电学综合问题1.(多选)如图 2 甲所示,一光滑绝缘细杆竖直放置,与细杆右侧距离为d 的 A 点处有一固定的正点电荷,细杆上套有一带电小环,设小环与点电荷的竖直高度差为h,将小环无初速度地从h 高处释放后,在下落至h0 的过程中,其动能Ek 随 h
6、的变化曲线如图乙所示,则()图 2A.小环可能带负电B.从 h 高处下落至 h0 的过程中,小环电势能增加C.从 h 高处下落至 h0 的过程中,小环经过了加速、减速、再加速三个阶段D.小环将做以 O点为中心的往复运动解析由题图乙中 Ek 随 h 的变化曲线可知,小环从h 高处下落至 h0的过程中,经过了加速、减速、再加速三个阶段,选项C 正确;合外力做功的情况是先做正功,再做负功,最后又做正功,而重力一直对小环做正功,故只有库仑力能对小环做负功,即小环带正电,选项A 错误;从 h 高处下落至 h0 的过程中,电场力做负功,故小环电势能增加,选项 B 正确;小环越过O点后,所受的电场力、重力及
7、杆对小环的弹力的合力方向向下,故小环将向下做加速运动,选项D错误。答案BC【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】5/12 2.(多选)在如图 3 所示的倾角为 的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小均为B 的匀强磁场,区域的磁场方向垂直斜面向上。区域的磁场方向垂直斜面向下,磁场的宽度均为L。一个质量为 m、电阻为 R、边长也为 L 的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑。当ab边刚越过 GH进入磁场区时,恰好以速度v1 做匀速直线运动;当ab 边下滑到 JP与MN 的中间位置时,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 的中间位置的过程中,线框的动能变化量
8、为Ek,重力对线框做功大小为W1,安培力对线框做功大小为W2,下列说法中正确的是()图 3A.在下滑过程中,由于重力做正功,所以有v2v1B.从 ab 进入 GH到 MN 与 JP的中间位置的过程中,机械能守恒C.从 ab 进入 GH到 MN 与 JP的中间位置的过程中,有(W1 Ek)的机械能转化为电能D.从 ab 进入 GH到 MN 到 JP的中间位置的过程中,线框动能的变化量为EkW1 W2解析由平衡条件,第一次匀速运动时,mgsin,第二次匀速运动时,mgsin,则 v2v1,选项 A错误;ab 进入磁场后,安培力做负功,机械能减少,选项B 错误;从 ab 进入 GH到 MN与 JP
9、的中间位置的过程中,由动能定理得,W1 W2 Ek,选项 D 正确;线框克服安培力做功为 W2,等于产生的电能,且W2 W1 Ek,选项 C正确。答案CD3.如图 4 所示,光滑绝缘水平面AB与倾角 37,长 L5 m 的固定绝缘斜面 BC在 B处平滑相连,在斜面的C处有一与斜面垂直的弹性绝缘挡板。质量 m 0.5 kg、带电荷量 q5105 C的绝缘带电小滑块【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】6/12(可看作质点)置于斜面的中点D,整个空间存在水平向右的匀强电场,场强 E2105 N/C,现让滑块以v014 m/s 的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
10、小不变,滑块和斜面间的动摩擦因数 0.1。(g 取 10 m/s2,sin 37 0.6,cos 37 0.8)求:图 4(1)滑块沿斜面向上运动的加速度大小;(2)滑块运动的总路程。解析(1)滑块与斜面之间的摩擦力f(mgcos 37qEsin 37)1 N根据牛顿第二定律可得qEcos 37mgsin 37 f ma解得 a8 m/s2。(2)由题可知,滑块最终停在C点。设滑块从 D 点开始运动到最终停在C点的过程中在斜面上运动的路程为s1,由动能定理有2 0mv0fs1mgsin 37 qEcos 37解得 s161.5 m设滑块第 1 次到 B时动能为 Ek1,从 D到 B由动能定理得
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