高考物理二轮复习-专题二-力与直线运动-第二讲-电磁学中的直线运动课件

1、第二讲电磁学中的直线运动,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,1. (2015全国理综,14)如图,两平行的带电金属板水平放置.若在两板中间a点从静止释放一带电微粒,微粒恰好保持静止状态.现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45,再由a点从静止释放一同样的微粒,该微粒将 () A.保持静止状态 B.向左上方做匀加速运动 C.向正下方做匀加速运动 D.向左下方做匀加速运动,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,解析:金属板水平放置时,静电力F=mg,如图甲所示;当金属板逆时针旋转45时,静电力F大小不变,方向逆时针转过45,如图乙所示.由平行四边形定则知,F合的方向沿左下方

2、,带电微粒从静止释放,故选项D正确. 答案:D,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,2.(多选)(2014浙江理综,20)如图甲所示,两根光滑平行导轨水平放置,间距为L,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒.从t=0时刻起,棒上有如图乙所示的持续交变电流I,周期为T,最大值为Im,图甲中I所示方向为电流正方向.则金属棒(),A.一直向右移动 B.速度随时间周期性变化 C.受到的安培力随时间周期性变化 D.受到的安培力在一个周期内做正功,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,解析:在 时间内,由左手定则可知,金属棒所受安培力方向向右,金属棒

3、向右加速,在 时间内,金属棒所受安培力方向向左,金属棒向右减速,t=T时,速度恰好减为零,以后又周期性重复上述运动,可知金属棒一直向右移动,其速度随时间周期性变化,受到的安培力随时间周期性变化,选项A、B、C正确;安培力在一个周期内对金属棒先做正功,后做负功,由动能定理可知安培力在一个周期内做的总功为零,选项D错误. 答案:ABC,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,3.(2014安徽理综,22) 如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为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处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽

4、略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g).求: (1)小球到达小孔处的速度; (2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量; (3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,真题模拟体验,名师诠释高考,1,2,3,4,真题模拟体验,名师诠释高考,在本讲中,高考命题主要涉及以下三个方面: 1.带电体在恒定电场力或变化电场力作用下的直线运动,以匀变速直线运动为主,考查应用动力学和功能观点解决直线运动问题的能力. 2.带电体在安培力或洛伦兹力作用下的直线运动,考查对洛伦兹力特点的理解,能正确分析与其他力相互制

5、约的动态变化过程. 3.导体棒做切割磁感线的直线运动,以匀速和匀变速直线运动为主,考查综合应用牛顿运动定律、功能关系和电路规律解决问题的能力.,考点一,考点二,考点三,考点四,1.条件:带电体所受合力方向与速度方向共线,若合力为恒力,则带电体做匀变速直线运动;若合力大小变化,则做变加速直线运动. 2.解决方法:与力学中处理直线运动的方法相同,即先进行受力分析、运动情况分析,根据已知和所求,再用牛顿运动定律和运动学规律(动力学规律)、动能定理、功能关系等求解.,考点一,考点二,考点三,考点四,(多选)(2015陕西宝鸡模拟)在地面附近,存在着一个有界电场,边界MN将空间分成上下两个区域 、,在区

6、域 中有竖直向上的匀强电场,在区域 中离边界某一高度由静止释放一个质量为m的带电小球,如图甲所示.小球运动的v-t图象如图乙所示.不计空气阻力,则() A.小球受到的重力与电场力之比为35 B.在t=5 s时,小球经过边界MN C.在小球向下运动的整个过程中,重力做的功大于电场力做的功 D.在14 s过程中,小球的机械能先减小后增大,考点一,考点二,考点三,考点四,思路点拨:根据题图可知,小球先做自由落体运动,进入电场后,做匀减速运动,当速度减为零时,再反向匀加速,离开电场后,做匀减速运动. 由题图可求小球进入电场前后的加速度,结合小球的受力情况,由牛顿第二定律可求重力与电场力之比;根据动能定

7、理分析选项C,根据电场力做功情况分析选项D.,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,对点训练1 1.(2015海南单科,5) 如图,一充电后的平行板电容器的两极板相距l.在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q0)的粒子;在负极板附近有另一质量为m、电荷量为-q的粒子.在电场力的作用下,两粒子同时从静止开始运动.已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距 的平面.若两粒子间相互作用力可忽略,不计重力,则Mm为() A.32B.21C.52D.31,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考

8、点四,考点一,考点二,考点三,考点四,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.其解决的方法: 1.根据力与运动的关系,分析一个变化周期内电场力、加速度、速度等量的变化规律. 2.画出v-t图象,借助图象进行运动过程分析.,考点一,考点二,考点三,考点四,(多选)一匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象如图所示.在该匀强电场中,有一个带电粒子于t=0时刻由静止释放,若带电粒子只受电场力作用,则下列说法中正确的是() A.带电粒子只向一个方向运动 B.02 s内,电场力所做的功等于零 C.4 s末带电粒子不会回到原出发点 D.2.54 s内,速度的改变等于

9、零,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,对点训练2 1.(2015安徽合肥三模)如图甲所示,一对长为L的金属板,平行正对放置,质量为m的电子从平行板左侧以速度v0沿两板的中线不断进入平行板之间.两板间所加交流电压UAB如图乙所示,交流电压的周期T= ,已知所有电子都能穿过平行板,不考虑电子的重力和电子间的相互作用,则 (),考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,(1)定性分析在t=0时刻从O点进入的粒子,在垂直于金属板的方向上的运动情况. (2)

10、在距靶MN的中心O点多远的范围内有粒子击中? (3)要使粒子能全部打在靶MN上,电压U0的数值应满足什么条件?(写出U0、m、d、q、T的关系式即可),考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,1.带电粒子在磁场中运动时,洛伦兹力的方向始终垂直于粒子的速度方向,洛伦兹力永不做功. 2.带电粒子在恒定电场力、重力和洛伦兹力共同作用下的直线运动只能是匀速直线运动. 3.带电粒子在恒力、洛伦兹力共同作用下的直线运动只能是匀速直线运动.,考点一,考点二,考点三,考点四,(多选)(2015江苏南京、盐城模拟)如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度

11、为0.5 T的匀强磁场,一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端放置一质量为m=0.1 kg、带正电q=0.2 C的滑块,滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.现对木板施加方向水平向左、大小为F=0.6 N的恒力,g取10 m/s2.则滑块 () A.开始做匀加速运动,然后做加速度减小的加速运动,最后做匀速直线运动 B.一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动,直到滑块飞离木板为止 C.速度为6 m/s时,滑块开始减速 D.最终做速度为10 m/s的匀速运动,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,考

12、点一,考点二,考点三,考点四,对点训练3,(多选)如图所示,一个质量为m、电荷量为+q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,圆环与杆的动摩擦因数为,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中,不计空气阻力.现给环一个向右的初速度v0,在以后的运动过程中,环的速度图象可能是图中的(),考点一,考点二,考点三,考点四,解析:根据左手定则知,圆环受向上的洛伦兹力.若Bqv0=mg,圆环做匀速运动,选项A正确;若Bqv0mg,圆环受向下的压力FN=Bqv-mg,向左的滑动摩擦力Ff=FN=(Bqv-mg),圆环做减速运动,洛伦兹力减小,压力减小,摩擦力减小,加速度减小,当Bqv=mg时,圆环做匀速运动

13、,选项D正确;若Bqv0mg,圆环受向上的压力FN=mg-Bqv,向左的滑动摩擦力Ff=FN=(mg-Bqv),圆环做减速运动,洛伦兹力减小,压力增大,摩擦力增大,加速度增大,圆环做加速度增大的减速运动,选项B正确,C错误. 答案:ABD,考点一,考点二,考点三,考点四,电磁感应中导体棒在安培力和其他恒力作用下的三种运动类型:匀速直线运动、加速度逐渐减小的减速直线运动、加速度逐渐减小的加速直线运动. 电磁感应中导体棒在安培力和其他变力作用下的两种运动类型:匀速直线运动、匀变速直线运动.,考点一,考点二,考点三,考点四,(2015山东潍坊一模) 如图所示,平行光滑金属导轨OD、AC固定在水平的x

14、Oy直角坐标系内,OD与x轴重合,间距L=0.5 m.在AO间接一R=20 的电阻,将阻值为r=5 、质量为2 kg的导体棒横放在导轨上,且与y轴重合.导轨所在区域有方向竖直向下的磁场,磁感应强度B随横坐标x的变化关系为B= T.现用沿x轴正向的水平力拉导体棒,使其沿x轴正向以2 m/s2的加速度做匀加速直线运动,不计导轨电阻.求: (1)t时刻电阻R两端的电压; (2)拉力随时间的变化关系. 思路点拨:导体棒匀加速直线运动v、x随时间t变化B、F安随t变化F-F安=maF-t关系.,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,考点一,考点二,考点三,考点四,对点训练4 1

15、. (2015辽宁大连二模)如图所示,两平行导轨间距L=0.1 m,足够长光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接(连接处能量损失不计),倾斜部分与水平面间的夹角=30,导轨的倾斜部分处于方向垂直斜面向上、磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中,水平部分没有磁场.金属棒ab质量m=0.005 kg、电阻r=0.02 ,运动中与导轨始终接触良好,并且与导轨垂直,电阻R=0.08 ,其余电阻不计,当金属棒从斜面上距地面高h=1.0 m以上(含1.0 m)任何地方由静止释放后,在水平面上滑行的最大距离x都是1.25 m,g取10 m/s2.求: (1)金属棒在斜面上运动的最大速度; (2)金属棒与水平面间的动摩擦因数; (3)金属棒从高度h=1.0 m处由静止滑至倾斜轨道底端过程中电阻R上产生的热量.,考点一,考点二,考点三,考点四,解析:(1)金属棒从离地高h=1.0 m以上任何地方由静止释放后,在到达水平面之前已经开始匀速运动,设最大速度为v, 则感应电动势E=BLv 感应电流I= 安培力F=BIL (1)匀速运动时,有mgsin =F,得v=1.0 m/s. (2)在水平面上运动时,金属棒所受滑动摩擦力Ff=mg 金属棒在摩擦力作用下做匀减速运动,有Ff=ma v2=2ax得=0.04.,考点一,考点二,考点三,考点四,考点