【步步高】（廣東專用）高考物理二輪復習 專題三 動力學觀點在電學中的應(yīng)用專題突破課件

專題三動力學觀點在電學

中的應(yīng)用

知識方法聚焦

熱點考向例析

審題破題真題演練欄目索引知識方法聚焦知識回扣1.垂直于2.勻速直線3.勻變速直線4.勻速直線

減小

減小知識方法聚焦規(guī)律方法1.帶電粒子在電場中做直線運動的問題：在電場中處理力學問題時，其分析方法與力學相同.首先進行

，然后看粒子所受的合力與

是否一致，其運動類型有電場內(nèi)的加速運動和在交變電場內(nèi)的往復運動.受力分析速度方向2.帶電粒子在交變電場中的直線運動，一般多以加速、減速交替出現(xiàn)的多運動過程的情景出現(xiàn).解決的方法：(1)根據(jù)運動學或動力學分析其中一個

內(nèi)相關(guān)物理量的變化規(guī)律.(2)借助運動圖象進行運動過程分析.變化周期熱點考向例析考向1電場內(nèi)動力學問題分析例1

如圖1所示，一光滑絕緣水平木板(木板足夠長)固定在水平向左、電場強度為E的勻強電場中，一電量為q(帶正電)的物體在水平恒力F作用下從A點由靜止開始向右加速運動，經(jīng)一段時間t撤去這個力，又經(jīng)時間2t物體返回A點，則(

)圖1(雙選)A.這一過程中帶電物體的電勢能先增加后減小，其變化量為0B.水平恒力與電場力的比為9∶5C.水平恒力與電場力的比為7∶3D.物體先向右加速到最右端，然后向左加速返回到A點審題突破

判斷電勢能變化的方法是什么？“經(jīng)時間2t物體返回A點”說明物體向右的位移大小和向左位移大小有什么關(guān)系？解析電場力先做負功后做正功，總功為零，所以帶電物體的電勢能先增加后減小，其變化量為0，故A正確；物體先向右加速然后向右減速到最右端，然后向左加速返回到A點，所以D錯誤.答案

AB帶電體在電場內(nèi)運動問題的分析關(guān)鍵在于受力分析，特別是電場力方向的確定，在電場力方向已確定的情況下，其動力學的分析和力學問題中的分析是一樣的.以題說法針對訓練1如圖2實線為電場場中一條豎豎直的電場線，有有一質(zhì)量為為m、電量為＋＋q的小球，由由該直線上A點靜止釋放放，小球向向下運動到到達B點減速為零零后返回A點，則下列列判斷正確確的是()A.該電場可能能是豎直向向上的勻強強電場，且且E>B.A點的電勢高高于B點電勢C.A點的場強小小于B點場強D.向下運動的的過程中，，重力勢能能的減少量量總是等于于電勢能的的增加量圖2(單選)解析該電場不可可能是豎直直向上的勻勻強電場且且E>，否則小球球從靜止開開始只能沿沿AB做單向直線線運動，回回不到A點，故A錯誤.小球向下應(yīng)應(yīng)先加速后后減速，所所受的電場場力方向必必定豎直向在A點，有qEA＜mg，在B點，有qEB＞mg，則得：EA＜EB，故C正確.向下運動的的過程中，，小球有動動能時，根根據(jù)能量守守恒定律可可知重力勢勢能的減少少量等于動動能增加量量和電勢能能的增加量量之和，故故D錯誤.答案C熱點考向例例析考向2磁場內(nèi)動力力學問題分分析例2如圖3所示，空間有一垂直紙面向外的磁感應(yīng)強度為0.5T的勻強磁場，一質(zhì)量為0.2kg且足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左端無初速度放置一質(zhì)量為0.1kg、電荷量q＝＋0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間動摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力.t＝0時對木板施加方向水平向左，大小為0.6N的恒力，g取10m/s2.則(

)圖3(雙選)A.木板和滑塊塊一直做加加速度為2m/s2的勻加速運運動B.滑塊開始做做加速度減減小的變加加速運動，，最后做速速度為10m/s勻速速運運動動C.木板板先先做做加加速速度度為為2m/s2勻加加速速運運動動，，再D.t＝5s末滑塊未脫離木板且有相對運動審題題突突破破滑塊塊與與木木板板一一直直保保持持相相對對靜靜止止嗎嗎？？最最終終各各自自是是什什么么運運動動狀狀態(tài)態(tài)？？解析

由于動摩擦因數(shù)為0.5，靜摩擦力能提供的最大加速度為5m/s2，所以當0.6N的恒力作用于木板時，系統(tǒng)一起以a＝

的加速度一起運動，當滑塊獲得向左的速度以后又產(chǎn)生一個方向向上的洛倫茲力，當洛倫茲力等于重力時滑塊與木板之間的彈力為零，此時Bqv＝mg，解得：v＝10m/s，此時摩擦力消失，滑塊做勻速運動，而木板在在恒恒力力作作用用下下做做勻勻加加速速運運動動，，可知知滑滑塊塊先先與與木木板板一一起起做做勻勻加加速速直直線線運運動動，，然然后后發(fā)發(fā)生生相相對對滑滑動動，，做做加加速速度度減減小小的的變變加加速速運運動動，，最最后后做做速速度度為為10m/s的勻勻速速運運動動，，故故A、B錯誤誤，，C正確確.木塊塊開開始始的的加加速速度度為為2m/s2，一一段段時時間間后后加加速速度度逐逐漸漸減減小小，，當當減減小小到到零零時時，，與與木木板板脫脫離離做做勻勻速速直直線線運運動動，，知知5s末答案案CD1.對于于2.此類問題也常出現(xiàn)臨界問題，如本題中有兩個臨界：滑塊與木板相對運動的臨界和滑塊與木板間彈力為零的臨界.以題題說說法法針對對訓訓練練2如圖4所示，帶帶電平行板中勻勻強磁場場方向水水平垂直直紙面向向里，某帶電小小球從光光滑絕緣緣軌道上上的a點自由滑下，經(jīng)經(jīng)過軌道道端點P進入板間間后恰能能沿水平方向向做直線線運動.現(xiàn)使小球球從較低低的b點開始下下滑，經(jīng)經(jīng)P點進入板板間，在在板間的的運動過過程中()A.其電勢能能將會增增大B.其機械能能將會增增大C.小球所受受的洛倫倫茲力的的大小將將會增大大D.小球受到到的電場場力將會會增大圖4(雙選)答案AC解析小球從a點下滑經(jīng)經(jīng)過P點進入平平行板間間后受到到重力、、電場力力、洛倫倫茲力做做勻速直直線運動動，洛倫倫茲力和和電場力力同向，，故都向向上且小小球帶正正電；小小球從稍稍低的b點下滑時時到達P點的速度度會變小小，洛倫倫茲力減減小，小小球會向向下偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，電場場力做負負功，電電勢能增增加，而而機械能能會減小小，水平平方向速速度不變變，但豎豎直方向向的速度度增加，，所以動動能將會會增大，，導致洛洛倫茲力力也會增增大，電電場力不不變，故故A、C正確.熱點考考向例例析考向3電磁感感應(yīng)中中的動動力例3

如圖5所示，平行金屬導軌PQ、MN相距d＝2m，導軌平面與水平面間的夾角α＝30°，導軌上端接一個R＝6Ω的電阻，導軌電阻不計，磁感應(yīng)強度B＝0.5T的勻強磁場垂直導軌平面向上.一根質(zhì)量為m＝0.2kg、電阻r＝4Ω的金屬棒ef垂直導軌PQ、MN靜止放置，距離導軌底端s1＝3.2m.另一根絕緣塑料棒gh與金屬棒ef平行放置，圖5絕緣塑塑料棒棒gh從導軌軌底端端以初初速度度v0＝10m/s沿導軌軌上滑滑并與與金屬屬棒正正碰(碰撞時時間極極短)，碰后后絕緣緣塑料料棒gh沿導軌軌下滑滑，金金屬棒棒ef沿導軌軌上滑滑s2＝0.5m后停下下，在在此過過程中中電阻阻R上產(chǎn)生生的電電熱為為Q＝0.36J.已知兩兩棒與與導軌軌間的的動摩摩擦因因數(shù)均均為μ＝，g＝10m/s2.求：審題突突破絕緣塑塑料棒棒gh沿導軌軌上滑滑時，，受到到哪些些力的的作用用，做做什么么性質(zhì)質(zhì)的運運動？？碰撞撞后金金屬棒棒ef向上做做什么么性質(zhì)質(zhì)的運運動，，何時時加速速度最最大？？(1)絕緣塑塑料棒棒gh與金屬屬棒ef碰撞前前瞬間間，絕絕緣塑塑料棒棒的速速率；；解析絕緣塑料棒與金屬棒相碰前，做勻減速直線運動，由牛頓第二定律得Mgsin30°°＋μMgcos30°°＝Ma1解得v1＝6m/s.答案6m/s(2)碰撞后后金屬屬棒ef向上運運動過過程中中的最最大加加速度度；解析設(shè)金屬棒剛開始運動時速度為v，由能量守恒定律得金屬棒棒剛開開始運運動時時加速速度最最大，，此時時感應(yīng)應(yīng)電動動勢E＝Bdv＝4V解得v＝4m/s答案12m/s2安培力力F＝BId＝0.4N由牛頓頓第二二定律律得mgsin30°°＋μmgcos30°°＋F＝mam解得am＝12m/s2.(3)金屬棒棒ef向上運運動過過程中中通過過電阻阻R的電荷荷量.解得q＝0.05C.答案0.05C對于導導體棒棒在磁磁場中中動力力學問問題的的分析析要特特別注注意棒棒中的的感應(yīng)應(yīng)電流流受到到的安安培力力一定定是阻阻力.一般導體棒棒在安培力力和其他恒恒力作用下下做的變速速運動是加加速度逐漸漸減小的變變速運動，，但在一定定的條件下下，也可以以做勻變速速直線運動動.以題說法針對訓練3如圖6甲所示，MN、PQ是相距d＝1.0m足夠長的平平行光滑金金屬導軌，，導軌平面面與水平面面間的夾角角為θ，導軌電阻阻不計，整整個導軌處處在方向垂垂直于導軌軌平面向上上的勻強磁磁場中，金金屬棒ab垂直于導軌軌MN、PQ放置，且始始終與導軌軌接觸良好好，已知金金屬棒ab的質(zhì)量m＝0.1kg，其接入電電路的電阻阻r＝1Ω，小燈泡電電阻RL＝9Ω，重力加速速度g取10m/s2.現(xiàn)斷開開關(guān)關(guān)S，將棒ab由靜止釋放放并開始計計時，t＝0.5s時刻閉合開開關(guān)S，圖乙為ab的速度隨時間間變化的圖象象.求：圖6解析

S斷開時ab做勻加速直線運動(1)金屬棒ab開始下滑時的的加速度大小小、斜面傾角角的正弦值；；根據(jù)牛頓第二二定律有：mgsinθ＝ma所以sinθ＝答案

6m/s2解析

t＝0.5s時S閉合，ab先做加速度減小的加速運動，當速度達到最大vm＝6m/s后做勻速直線運動(2)磁感應(yīng)強度B的大小．根據(jù)平衡條件件有mgsinθ＝F安又F安＝BId

E＝Bdvm

I＝解得B＝1T.答案1T審題破題真真題演演練3.應(yīng)用動力學方方法處理電學學綜合問題例4

(14分)如圖7所示，兩光滑平行的金屬導軌EF和GH，相距為l，軌道平面與水平面成θ＝30°，導軌足夠長，軌道的底端接有阻值為R的電阻，導軌電阻不計.磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導軌平面，導體棒MN電阻為r，垂直于導軌放置且與導軌接觸良好，導體棒通過垂圖7直于棒且與導導軌共面的輕輕繩繞過光滑滑的定滑輪與與質(zhì)量為m的物塊A相連，開始時時系統(tǒng)處于靜靜止狀態(tài)，現(xiàn)現(xiàn)在物塊A上輕放一質(zhì)量量為的小物塊B，使AB一起運動，若若從小物塊B放上物塊A開始到系統(tǒng)運運動速度恰達達到穩(wěn)定值的的過程中(AB未著地)，電阻R通過的電量為為q.已知重力加速速度為g，求此過程中中：(1)導體棒運動的的最大速度；；(2)導體棒速度達達到最大速度度一半時，導導體棒加速度度的大小.答題模板解析(1)開始時，由平平衡條件mg＝Mgsin30°得M＝2m①(1分)導體棒達到最最大速度vm時滿足：(m＋

)g＝Mgsin30°＋BIml ②(2分)此時Em＝Blvm③(1分)答題模板導