专题(05)电学中的动量和能量问题(原卷版)

1、专题（05）电学中的动量和能量问题（原卷版）【专题考向】 动量与能量在电学中应用，主要是动力学知识和功能关系解决力电综合问题，在高考中常以压轴题的形式出现，题目综合性强，分值高，难度大。考查重点：（1）电场和磁场中的动量和能量问题；（2）电磁感应中的动量和能量问题。【知识、方法梳理】电场力9M电罕申的功能尤泵卷加I掘助T7；电能tnwte- *丄也班融iM徒吊何題【热点训练】1、（多选）图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V。一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为 6 eV。 下列说法正确的是（）hC1Iii&#

2、171;11114iii*i14t<ii41I1941I1 1111II>11申i1l|A .平面c上的电势为零B .该电子可能到达不了平面fC .该电子经过平面 d时，其电势能为 4 eVD 该电子经过平面 b时的速率是经过 d时的2倍2、如图所示，间距为 L的足够长光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，虚线MN右侧区域存在磁感应强度为 B、方向竖直向下的匀强磁场。质量均为 m、长度均为L、电阻均为R 的导体棒a、b,垂直导轨放置且保持与导轨接触良好.开始导体棒 b静止于与MN相距为xo处，导体棒a以水平速度vo从MN处进入磁场。不计导轨电阻，忽略因电流变化产生的 电磁辐射，运动过

3、程中导体棒 a、b没有发生碰撞。求：（1）导体棒b中产生的内能；导体棒a、b间的最小距离。3、（多选）一质量为m带正电何的小球由空中A点无初速自由下落， 在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到 A点。不计空气阻力且小球从未落地，则（ ）3A .整个过程中小球电势能变化了2mg2t2B 整个过程中小球速度增量的大小为2gtC 从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了mg2t2D .从A点到最低点小球重力势能变化了3mg2t23、如图所示，abed为一矩形金属线框，其中ab= cd= L, ab边接有定值电阻 R, cd边的质量为m,其他部分的电阻和质量均不计，整个

4、装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来。线框下方处在磁感应强度大小为 B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。初始时刻，使两弹簧处 于自然长度，且给线框一竖直向下的初速度vo,当cd边第一次运动至最下端的过程中，R产生的电热为 Q,此过程cd边始终未离开磁场，已知重力加速度大小为g，下列说法中正确的是（）XXXA 初始时刻cd边所受安培力的大小为B2L2voRmgB .线框中产生的最大感应电流可能为BLv oR1C. cd边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量大于-mv2 Q1D .在cd边反复运动过程中，R中产生的电热最多为 ？mv24、如图所示，ABC是处于竖直平面内的光滑绝缘固定斜劈

5、，/C= 30° / B = 60° D为AC的中点；质量为m、带正电的小滑块沿 AB面自A点由静止释放，滑到斜面底端B点时速度为vo,若空间加一与 ABC平面平行的匀强电场，滑块仍由静止释放，沿AB面滑下，滑到斜面底端B点时速度为,2vo，若滑块由静止沿 AC面滑下，滑到斜面底端 C点时速度A.电场方向由A指向CB . B点电势与D点电势相等1C 滑块滑到D点时机械能增加了 2mvo2D .小滑块沿AB面、AC面滑下过程中电势能变化量大小之比为2 : 35、如图所示，一竖直放置的足够大金属板正前方0点固定一正点电荷 Q, 表面绝缘的带正电小球（可视为质点且不影响 Q的电场

6、）从金属板的上端释放，由静止开始沿金属板下落先后运动到板面的 A、B两位置，0B垂直于金属板，已知小球的质量不可忽略，金属板表面粗糙，则小球在运动过程中 （）A 小球可能一直做加速运动B .小球在 A、B两点的电势能大小 Epb>EpaC .小球在A、B两点的电场强度大小 Eb<EaD .小球受到合力的冲量一定为 06、（多选）如图所示，固定的水平放置的平行导轨CD、EH足够长，在导轨的左端用导线连接一电阻R，导轨间距为L, 一质量为M、长为2L的金属棒放在导轨上，在平行于导轨的 水平力F作用下以速度v向右匀速运动，运动过程中金属棒与导轨保持垂直，金属棒与导轨间的动摩擦因数为卩，整

7、个装置处于竖直向下的匀强磁场中（图中未画出），磁场的磁感应强度大小为B,导轨单位长度的电阻为 r,其余电阻不计，重力加速度为g。若在0时刻水平力的大小为F。，则在0t时间内，以下说法正确的有 （）B .水平力和摩擦力的合力对金属棒的冲量为零C .合力对金属棒做的功为零D .若某时刻通过电阻R的电流为I，则此时水平力 F的功率为(BIL +卩Mg)v7、如图所示，质量 M = 1 kg的半圆弧形绝缘凹槽放置在光滑的水平面上，凹槽部分嵌有cd和ef两个光滑半圆形导轨，c与e端由导线连接，一质量m= 1 kg的导体棒自ce端的正上方h= 2 m处平行ce由静止下落，并恰好从ce端进入凹槽，整个装置处

8、于范围足够大的竖直方向的匀强磁场中，导体棒在槽内运动过程中与导轨接触良好。已知磁场的磁感应强度B=0.5 T ,导轨的间距与导体棒的长度均为L = 0.5 m ,导轨的半径r= 0.5 m,导体棒的电阻 R=1 Q,其余电阻均不计，重力加速度g = 10 m/s2,不计空气阻力。(1) 求导体棒刚进入凹槽时的速度大小；(2) 求导体棒从开始下落到最终静止的过程中系统产生的热量；16 J,求导体棒第(3) 若导体棒从开始下落到第一次通过导轨最低点的过程中产生的热量为 次通过最低点时回路中的电功率。&如图所示，一竖直光滑绝缘的管内有一劲度系数为k的轻质绝缘弹簧，其下端固定于地面，上端与一质

9、量为 m、带电荷量为+ q的小球A相连，整个空间存在一竖直向上的匀强电 场，小球A静止时弹簧恰为原长， 另一质量也为 m的不带电的绝缘小球 B从管内距A高为 X0处由静止开始下落，与 A发生碰撞后一起向下运动。若全过程中小球A的电荷量不发生变化，重力加速度为 g。B与A碰撞过程中损失的机械能AE;(2)若xo未知，且B与A 一起向上运动在最高点时恰未分离，试求A、B运动到最高点时弹簧的形变量x ；(3)在满足第(2)问的情况下，试求 A、B运动过程中的最大速度Vm o9、如图所示，ab、ef是固定在绝缘水平桌面上的平行光滑金属导轨，导轨足够长，导轨间距为d.在导轨ab、ef间放置一个阻值为 R的金属导体棒 PQ，其质量为m、长度恰好为d。另一质量为3m、长为d的金属棒MN也恰好能和导轨良好接触， 起初金属棒MN静止于PQ棒右侧某位置，整个装置处于方向垂直桌面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现有一质量为m、带电荷量为q的光滑绝缘小球在桌面上从0点(O为导轨上的一点)以与导轨ef成60。角的方向斜向右方进入磁场，随后小球垂直地打在金属棒MN的中点，小球与金属棒MN的碰撞过程中无机械能损失，不计导轨间电场的