2018版高考物理复习专题七计算题题型强化第5讲加试计算题24题动量和电学知识的综合应用课件.pptx

1、第5讲加试计算题24题 动量和电学知识的综合应用,专题七计算题题型强化,题型2动量观点在电磁感应中的应用,题型1动量观点在电场、磁场中的应用,命题预测,1.如图1所示，在足够大的空间范围内，同时存在着竖直向上的 匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度B1.57 T.小球1带正电， 其电荷量与质量之比 4 C/kg.当小球1无速度时可处于静止状态；小球2不带电， 静止放置于固定的水平悬空支架(图中未画出)上.使小球1向 右以v023.59 m/s的水平速度与小球2正碰，碰后经过0.75 s 再次相碰.设碰撞前后两小球带电情况不发生改变，且始终 保持在同一竖直平面内.问：(g取10 m/

2、s2) (1)电场强度E的大小是多少？,图1,答案2.5 N/C,解析小球1所受的重力与电场力始终平衡m1gq1E，E2.5 N/C.,1,2,答案,解析,(2)小球2与小球1的质量之比是多少？(计算结果取整数),答案,解析,1,2,答案11,LR1v2t,解析相碰后小球1做匀速圆周运动，,1,2,代入数据，解得v23.75 m/s. 两小球第一次碰撞前后的动量守恒， 以水平向右为正方向m1v0m1v1m2v2 因R1v2t2.812 5 m，则,1,2,2.当金属的温度升高到一定程度时就会向四周发射电子，这种电子叫热电子，通常情况下，热电子的初始速度可以忽略不计.如图2所示，相距为L的两块固

3、定平行金属板M、N接在输出电压恒为U的高压电源E2上，M、N之间的电场近似为匀强电场，K是与M板距离很近的灯丝， 通过小孔穿过M板与外部电源E1连接，电源E1给K加热 从而产生热电子，不计灯丝对内部匀强电场的影响. 热电子经高压加速后垂直撞击N板，瞬间成为金属板 的自由电子，速度近似为零.电源接通后，电流表的 示数稳定为I，已知电子的质量为m、电荷量为e.求：,模拟训练,图2,1,2,1,2,(1)电子达到N板前瞬间的速度vN大小；,答案,解析,答案见解析,(2)N板受到电子撞击的平均作用力F大小.,答案见解析,解析设t时间经过N板的电荷量为Q，QIt,1,2,答案,解析,命题预测,1.如图3

4、所示，PQ和MN是固定于倾角为30斜面内的平行光滑金属轨道，轨道足够长，其电阻可忽略不计.金属棒ab、cd放在轨道上，始终与轨道垂直且接触良好.金属棒ab的质量为2m、cd的质量为m，长度均为L、电阻均为R；两金属棒的长度恰好等于轨道的间距，并与轨道形成闭合回路.整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，若锁定金属 棒ab不动，使金属棒cd在与其垂直且沿斜面向上的恒力 F2mg作用下，沿轨道向上做匀速运动.重力加速度为g. (1)试推导论证：金属棒cd克服安培力做功的功率P安等 于电路获得的电功率P电；,图3,答案见解析,1,2,答案,解析,解析设金属棒cd做匀速运动的速度为v，

5、EBLv,Fmgsin 30F安IBL 金属棒cd克服安培力做功的功率P安F安v,所以P安P电,1,2,(2)设金属棒cd做匀速运动中的某时刻t00，恒力大小变为F1.5mg，方向不变，同时解锁、静止释放金属棒ab，直到t时刻金属棒ab开始做匀速运动.求： t时刻以后金属棒ab的热功率Pab；,答案见解析,答案,解析,1,2,解析金属棒ab做匀速运动，则有I1BL2mgsin 30 金属棒ab的热功率PabI12R,0t时刻内通过金属棒ab的电荷量q；,答案见解析,答案,解析,1,2,解析设t时刻后金属棒ab做匀速运动的速度为v1，金属棒cd也做匀速运动，速度为v2；由金属棒ab、金属棒cd组

6、成的系统动量守恒：mv2mv1mv2,0t时刻内对金属棒ab分析：在电流为i的很短的时间t内，速度的改变量为v，由动量定理得 BiLt2mgsin 30t2mv 对式进行求和，得BLqmgt2mv1,1,2,2.两足够长且不计其电阻的光滑金属轨道，如图4甲所示放置，间距为d1 m，在左端弧形轨道部分高h1.25 m处放置一金属杆a，弧形轨道末端与平直轨道相切，在平直轨道右端放置另一金属杆b，杆a、b电阻Ra2 、Rb5 ，在平直轨道区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B2 T.现杆b以初速度v05 m/s开始向左滑动，同时由静止释放杆a，杆a由静止滑到水平轨道的过程中，通过杆b的平均电流为0.3 A；从a下滑到水平轨道时开始计时，a、b杆运动速度时间图象如图乙所示(以a运动方向为正)，其中 ma2 kg，mb1 kg，g10 m/s2，a、b杆 与轨道始终接触良好且互相垂直，求：,模拟训练,图4,1,2,(1)杆a在弧形轨道上运动的时间；,答案5 s,解析对b棒运用动量定理，有：Bd tmb(v0vb0)， 其中vb02 m/s，代入数据解得：t5 s,答案,解析,1,2,(2)杆a在水平轨道上运动过程中通过其截面的电荷量；,设最后两杆共同的速度为v，由动量守恒得mavambvb0(mamb)v,杆a动量