功能关系在电磁学中的应用.ppt

真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 第5讲讲 功能关系在电电磁学中的应应用 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 1(2011新课标全国卷，18)(多选)电电磁轨轨道炮工作原理如图图25 1所示待发发射弹弹体可在两平行轨轨道之间间自由移动动，并与轨轨 道保持良好接触电电流I从一条轨轨道流入，通过导电弹过导电弹 体后从 另一条轨轨道流回轨轨道电电流可形成在弹弹体处处垂直于轨轨道面的 磁场场(可视为视为 匀强磁场场)，磁感应应强度的大小与I成正比通电电 的弹弹体在轨轨道上受到安培力的作用而高速射出现现欲使弹弹体的 出射速度增加至原来的2倍，理论论上可采用的办办法是( ) 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 图251 A只将轨轨道长长度L变为变为 原来的2倍 B只将电电流I增加至原来的2倍 C只将弹弹体质质量减至原来的一半 D将弹弹体质质量减至原来的一半，轨轨道长长度L变为变为 原来的 2倍，其他量不变变 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 答案 BD 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 答案 D 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 主要题型：选择题、计算题 热点聚焦 (1)静电电力做功的特点 (2)动动能定理在电电磁学中的应应用 (3)带电带电 体在磁场场中运动时动时 洛伦兹伦兹 力不做功，机械能也 可守恒 (4)功能关系、能量守恒在电电磁感应现应现 象中的应应用 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 命题趋势 高考常对电对电 学问题问题 中的功能关系进进行考查查，特别别是动动 能定理的应应用此类题类题 目的特点是过过程复杂杂、综综合性强，主 要考查查学生综综合分析问题问题 的能力预计预计 2014年高考此类题类题 目 仍会出现现 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 考向一 电场电场 中的功能关系的应应用 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 图252 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 (1)若加电场电场 后小滑块块受到的电场电场 力与滑动动摩擦力大小相等 ，求滑块块离开AB区域时时的速度 (2)要使小滑块块在AB区域内运动动的时间时间 达到最长长，电场电场 强 度应满应满 足什么条件？并求这这种情况下滑块块离开AB区域时时的速 度(设设最大静摩擦力大小等于滑动动摩擦力) 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 处处理此问题应问题应 注意以下几点： 电场电场 力做功与路径无关，可运用动动能定理对对全程列式 在运用动动能定理处处理电电学问题时应问题时应 注意运动过动过 程的选选取 ，特别应别应 注意电场电场 力和摩擦力做功的特点 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 【预测预测 1】 (2013嘉定区模拟)如图图253所示，在粗糙水平面上，彼此 靠近地放置两个带带同种电电荷的小物块块由静止释释放后，两个物 块块向相反方向运动动，并最终终停止在物块块运动过动过 程中，下列 表述正确的是( ) 图253 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 A两个物块块的机械能守恒 B物块块受到的库仑库仑 力不做功 C两个物块块的电势电势 能逐渐渐减少 D物块块受到的摩擦力始终终小于其受到的库仑库仑 力 答案 C 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 【预测预测 2】 如图图254所示，有三根长长度均为为L0.3 m的不可伸 长长的绝缘细线绝缘细线 ，其中两根的一端分别别固定在天花板上的P、Q 两点，另一端分别别拴有质质量均为为m0.12 kg的带电带电 小球A和B ，其中A球带带正电电，电电荷量为为q3106 CA、B之间间用第三 根线连线连 接起来在水平向左的匀强电场电场 E作用下，A、B保持 静止，悬线悬线 仍处处于竖竖直方向，且A、B间细线间细线 恰好伸直(静 电电力常量k9109 Nm2/C2，取g10 m/s2) 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 图254 (1)此匀强电场电场 的电场电场 强度E为为多大； (2)现现将PA之间间的线烧线烧 断，由于有空气阻力，A、B球最后 会达到新的平衡位置求此时细线时细线 QB所受的拉力FT的大小， 并求出A、B间细线间细线 与竖竖直方向的夹夹角； (3)求A球的电势电势 能与烧烧断前相比改变变了多少(不计计B球所带带 电电荷对对匀强电场电场 的影响) 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 (3)A球克服电场电场 力做功， WqEL(1sin )310631050.3(10.6) J 0.108 J 所以A球的电势电势 能增加了 EpW0.108 J 答案 (1)3105 N/C (2)2.4 N 37 (3)增加0.108 J 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 考向二 磁场场中的功能关系的应应用 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 【典例2】 (2012山东卷，20)如图图255所示，相距为为L的两条足够够 长长的光滑平行金属导轨导轨 与水平面的夹夹角为为，上端接有定值电值电 阻R，匀强磁场场垂直于导轨导轨 平面，磁感应应强度为为B.将质质量为为m 的导导体棒由静止释释放，当速度达到v时时开始匀速运动动，此时对时对 导导体棒施加一平行于导轨导轨 向下的拉力，并保持拉力的功率恒为为 P，导导体棒最终终以2v的速度匀速运动动导导体棒始终终与导轨导轨 垂直 且接触良好，不计导轨计导轨 和导导体棒的电电阻，重力加速度为为g.下 列选项选项 正确的是( ) 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 图255 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 解析 导导体棒由静止释释放，速度达到v时时，回路中的电电流 为为I，则则根据共点力的平衡条件，有mgsin BIL.对导对导 体棒施 加一平行于导轨导轨 向下的拉力，以2v的速度匀速运动时动时 ，则则回 路中的电电流为为2I，则则根据平衡条件，有Fmgsin 2BIL所 以拉力Fmgsin ，拉力的功率PF2v2mgvsin ，故选选 项项A正确，选项选项 B错误错误 ； 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 答案 AC 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 1功能关系在电电学中应应用的题题目，一般过过程复杂杂且涉及多 种性质质不同的力，因此，通过审题过审题 ，抓住受力分析和运动过动过 程分析是关键键，然后根据不同的运动过动过 程各力做功的特点来选选 择规择规 律求解 2动动能定理和能量守恒定律在处处理电电学中能量问题时问题时 仍然 是首选选的规规律 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 【预测预测 3】 如图图256所示，水平固定放置的足够长够长 的U形金属 导轨处导轨处 于竖竖直向上的匀强磁场场中，在导轨导轨 上放着金属棒ab， 开始时时ab棒以水平初速度v0向右运动动，最后静止在导轨导轨 上，就 导轨导轨 光滑和导轨导轨 粗糙的两种情况相比较较，这这个过过程( ) A安培力对对ab棒所做的功相等 B电电流所做的功相等 C产产生的总总内能相等 D通过过ab棒的电电荷量相等 图256 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 【预测预测 4】 如图图257所示，宽宽度为为d的有界匀强磁场竖场竖 直向下 穿过过光滑的水平桌面，一质质量为为m的椭圆椭圆 形导导体框平放在桌 面上，椭圆椭圆 的长轴长轴 平行于磁场边场边 界，短轴轴小于d.现给导现给导 体框 一个向右的初速度v0(v0垂直于磁场边场边 界)，已知导导体框全部在 磁场场中时时速度为为v，导导体框全部出磁场场后的速度为为v1，导导体框 进进入磁场过场过 程中产产生的焦耳热为热为 Q1，导导体框离开磁场过场过 程中 产产生的焦耳热为热为 Q2，下列说说法正确的是 ( ) 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 在物理变变化的过过程中，常存在着某些不变变的关系或不变变的 量，在讨论讨论 一个物理变变化过过程时时，对对其中的各个量或量的变变 化关系进进行分析，寻寻找到整个过过程中或过过程发发生前后存在着 不变变关系或不变变的量，则则成为为研究这这一变变化过过程的中心和关 键键这这就是物理学中最常用的一种思维维方法守恒思维维法， 简简称守恒法 技法五 守恒思维维法 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 人们们在认识认识 客观观世界的过过程中积积累了丰富的经验经验 ，总结总结 出 许许多守恒定律建立在守恒定律之下的具体的解题题方法可分为为 ：能量守恒法、机械能守恒法、电电荷守恒法、质质量守恒法及动动 量守恒法等能量守恒定律是物理学中普遍适用的规规律之一， 是物理教材的知识识主干，也是历历年高考各种题题型正面考查查或 侧侧面渗透的重点，且常见见于高考压轴题压轴题 中 由于守恒定律适用范围围广，处处理问题问题 方便，因此，寻寻求“守 恒量”已成为为物理研究的一个重要方面 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 【典例】 如图图258所示，两平行金属导轨导轨 相距l0.6 m，其 倾倾角为为37，导轨电导轨电 阻不计计，底端接有阻值为值为 R3 的定 值电值电 阻，磁感应应强度为为B1 T的匀强磁场场垂直穿过导轨过导轨 平面 有一质质量m0.2 kg、长为长为 l的导导体棒固定在ab位置，导导体 棒的电电阻为为R01 ，导导体棒与导轨导轨 之间间的动动摩擦因数为为 0.3.现导现导 体棒获获得平行斜面向上的初速度v010 m/s滑行最远远 至ab位置，所滑行距离为为s4 m(sin 370.6，cos 37 0.8，重力加速度g10 m/s2) 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 图258 (1)把导导体棒视为电视为电 源，最大输输出功率是多少？ (2)导导体棒向上滑行至ab过过程中所受的安培力做了多少功？ (3)以ab位置为为重力势势能的零点，若导导体棒从ab沿导轨导轨 面向 上滑行d3 m过过程中电电阻R产产生的热热量QR2.1 J，此时导时导 体 棒的机械能E为为多大？ 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 答案 (1)6.75 W (2)3.28 J (3)5.76 J 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 【即学即练练】 (2013浙江卷，24) “电电子能量分析器”主要由处处于真空中的 电电子偏转转器和探测测板组组成偏转转器是由两个相互绝缘绝缘 、半径 分别为别为 RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势值为电势值 不等的等势势面，其过过球心的截面如图图259所示一束电电荷 量为为e、质质量为为m的电电子以不同的动动能从偏转转器左端M板正中 间间小孔垂直入射，进进入偏转电场转电场 区域，最后到达偏转转器右端 的探测测板N，其中动动能为为Ek0的电电子沿等势势面C做匀速圆圆周运 动动到达N板的正中间间忽略电场电场 的边缘边缘 效应应 真题题与定位考向与预测预测方法与技巧 图259 (1)判断半球面A、B的电势电势 高低，并说说明理由； (2)求等势势面C所在处电场处电场 强度E的大小； (3)若半球面A、B和等势势面C的电势电势 分别为别为 A、B和C， 则则到达N板左、右边缘处边缘处 的电电子，经过经过 偏转电场转电场 前、后的动动 能改变变量Ek左和Ek右分别为别为 多少？ (4)比较较|Ek左|与|Ek右|的大小，并说说明理由 真题题