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.ppt

专题三动力学观点在电学中的应用 栏目索引 知识方法聚焦 知识回扣 知识方法聚焦 规律方法 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 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 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实线为电场中一条竖直的电场线 有一质量为m 电量为 q的小球 由该直线上a点静止释放 小球向下运动到达b点减速为零后返回a点 则下列判断正确的是 a 该电场可能是竖直向上的匀强电场 且e b a点的电势高于b点电势c a点的场强小于b点场强d 向下运动的过程中 重力势能的减少量总是等于电势能的增加量 图2 单选 解析该电场不可能是竖直向上的匀强电场且e 否则小球从静止开始只能沿ab做单向直线运动 回不到a点 故a错误 小球向下应先加速后减速 所受的电场力方向必定竖直向上 则电场线方向从b指向a 所以a点的电势低于b点电势 故b错误 在a点 有qea mg 在b点 有qeb mg 则得 ea eb 故c正确 向下运动的过程中 小球有动能时 根据能量守恒定律可知重力势能的减少量等于动能增加量和电势能的增加量之和 故d错误 答案c 热点考向例析 考向2磁场内动力学问题分析 双选 a 木板和滑块一直做加速度为2m s2的匀加速运动b 滑块开始做加速度减小的变加速运动 最后做速度为10m s匀速运动c 木板先做加速度为2m s2匀加速运动 再做加速度增大的运动 最后做加速度为3m s2的匀加速运动d t 5s末滑块未脱离木板且有相对运动 审题突破滑块与木板一直保持相对静止吗 最终各自是什么运动状态 板在恒力作用下做匀加速运动 可知滑块先与木板一起做匀加速直线运动 然后发生相对滑动 做加速度减小的变加速运动 最后做速度为10m s的匀速运动 故a b错误 c正确 木块开始的加速度为2m s2 一段时间后加速度逐渐减小 当减小到零时 与木板脱离做匀速直线运动 知5s末的速度小于10m s 知此时摩擦力不为零 还未脱离木板 故d正确 答案cd 1 对于磁场内的动力学问题 要特别注意洛伦兹力的特性 因f洛 qvb 则速度v的变化影响受力 受力的变化又反过来影响运动 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 以题说法 针对训练2如图4所示 带电平行板中匀强磁场方向水平垂直纸面向里 某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下 经过轨道端点p进入板间后恰能沿水平方向做直线运动 现使小球从较低的b点开始下滑 经p点进入板间 在板间的运动过程中 a 其电势能将会增大b 其机械能将会增大c 小球所受的洛伦兹力的大小将会增大d 小球受到的电场力将会增大 图4 双选 答案ac 解析小球从a点下滑经过p点进入平行板间后受到重力 电场力 洛伦兹力做匀速直线运动 洛伦兹力和电场力同向 故都向上且小球带正电 小球从稍低的b点下滑时到达p点的速度会变小 洛伦兹力减小 小球会向下偏转 电场力做负功 电势能增加 而机械能会减小 水平方向速度不变 但竖直方向的速度增加 所以动能将会增大 导致洛伦兹力也会增大 电场力不变 故a c正确 热点考向例析 考向3电磁感应中的动力学问题分析 绝缘塑料棒gh从导轨底端以初速度v0 10m s沿导轨上滑并与金属棒正碰 碰撞时间极短 碰后绝缘塑料棒gh沿导轨下滑 金属棒ef沿导轨上滑s2 0 5m后停下 在此过程中电阻r上产生的电热为q 0 36j 已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为 g 10m s2 求 审题突破绝缘塑料棒gh沿导轨上滑时 受到哪些力的作用 做什么性质的运动 碰撞后金属棒ef向上做什么性质的运动 何时加速度最大 1 绝缘塑料棒gh与金属棒ef碰撞前瞬间 绝缘塑料棒的速率 mgsin30 mgcos30 ma1 解得v1 6m s 答案6m s 2 碰撞后金属棒ef向上运动过程中的最大加速度 金属棒刚开始运动时加速度最大 此时感应电动势 e bdv 4v 解得v 4m s 答案12m s2 安培力f bid 0 4n 由牛顿第二定律得mgsin30 mgcos30 f mam 解得am 12m s2 3 金属棒ef向上运动过程中通过电阻r的电荷量 解得q 0 05c 答案0 05c 对于导体棒在磁场中动力学问题的分析要特别注意棒中的感应电流受到的安培力一定是阻力 一般导体棒在安培力和其他恒力作用下做的变速运动是加速度逐渐减小的变速运动 但在一定的条件下 也可以做匀变速直线运动 以题说法 针对训练3如图6甲所示 mn pq是相距d 1 0m足够长的平行光滑金属导轨 导轨平面与水平面间的夹角为 导轨电阻不计 整个导轨处在方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中 金属棒ab垂直于导轨mn pq放置 且始终与导轨接触良好 已知金属棒ab的质量m 0 1kg 其接入电路的电阻r 1 小灯泡电阻rl 9 重力加速度g取10m s2 现断开开关s 将棒ab由静止释放并开始计时 t 0 5s时刻闭合开关s 图乙为ab的速度随时间变化的图象 求 图6 1 金属棒ab开始下滑时的加速度大小 斜面倾角的正弦值 根据牛顿第二定律有 mgsin ma 所以sin 答案6m s2 2 磁感应强度b的大小 根据平衡条件有mgsin f安 又f安 bide bdvmi 解得b 1t 答案1t 审题破题真题演练 3 应用动力学方法处理电学综合问题 直于棒且与导轨共面的轻绳绕过光滑的定滑轮与质量为m的物块a相连 开始时系统处于静止状态 现在物块a上轻放一质量为的小物块b 使ab一起运动 若从小物块b放上物块a开始到系统运动速度恰达到稳定值的过程中 ab未着地 电阻r通过的电量为q 已知重力加速度为g 求此过程中 1 导体棒运动的最大速度 2 导体棒速度达到最大速度一半时 导体棒加速度的大小 答题模板 解析 1 开始时 由平衡条件mg mgsin30 得m 2m 1分 导体棒达到最大速度vm时满足 m g mgsin30 biml 2分 此时em blvm 1分 答题模板 导体棒受到的安培力为f安 bil 1分 导体棒和ab组成的系统 据牛顿第二定律得 答题模板 点睛之笔 若题目中出现两个以及两个以上物体用绳 杆之类物体连接时 要特别注意找出各物体的位移大小 加速度大小 速度大小的关系 这些关系往往就是解决问题的突破口 高考现场 限时 15分钟 满分14分 2014 安徽 22 如图8所示 充电后的平行板电容器水平放置 电容为c 极板间的距离为d 上极板正中有一小孔 质量为m 电荷量为 q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下