2018年高考物理大二輪專題復(fù)習(xí)講學(xué)稿四第2功能關(guān)系在電學(xué)中應(yīng)用

2講201524題·計(jì)算題·12中201725題·計(jì)算題·20難W＝Flcosα＝Eqlcosα；若是非勻強(qiáng)電W＝qU來求．磁場(chǎng)力又可分為力和力．力在任何情況下對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷都不做功；安導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中切割磁感線時(shí)，棒中感應(yīng)電流受到的力對(duì)導(dǎo)體棒做負(fù)功，使機(jī)械能 例(2017山東省模擬如圖1所示平行板電容器水平放置兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為中間用一光滑絕緣細(xì)桿垂直連接，桿上套有帶正電荷的小球和絕緣彈簧，小球壓在彈簧上，但與彈簧不拴接，開始時(shí)對(duì)小球施加一豎直向下的外力，將小球壓至某位置使小球保持靜止撤去外力后小球從靜止開始向上運(yùn)動(dòng)上升h時(shí)恰與彈簧分離分離時(shí)小球的速度為v小球上過程不會(huì)撞擊到上極板已知小球的質(zhì)量為帶電荷量為q重力加速度為g，下列說法正確的是( )hA．與彈簧分離時(shí)小球的動(dòng)能為mgh＋qEhh22答案2Ek＝qEh－mgh＋Ep，A錯(cuò)誤；從開始運(yùn)動(dòng)到與彈簧分離，小球增加的機(jī)械2 D只受重力、電場(chǎng)力和空氣阻力三個(gè)力的作用．若重力勢(shì)能增加5J，機(jī)械能增加1.5J，電場(chǎng)力做功2J，則小球( A．重力做功為5 B．電勢(shì)能減少2C．空氣阻力做功0.5 D．動(dòng)能減少3.5答 小球的重力勢(shì)能增加5J，則小球克服重力做功5J，故A錯(cuò)誤；電場(chǎng)力對(duì)小球做功2J，則小球的電勢(shì)能減少2J，故B正確；小球共受到重力、電場(chǎng)力、空氣阻力三個(gè)力作用，小球的機(jī)械能增加1.5J，則除重力以外的力做功為1.5J，電場(chǎng)力對(duì)小球做功2J，則知，空氣阻力做功為－0.5J，即小球克服空氣阻力做功0.5J，故C錯(cuò)誤；重力、電場(chǎng)力、空氣阻力三力做功之和為－3.5J，根據(jù)動(dòng)能定理，小球的動(dòng)能減少3.5J，故D正確．37°E＝1×103V/m.物塊在電場(chǎng)力的作用下開始運(yùn)動(dòng)．物sin37°＝0.6，cos37°＝0.8g10m/s2.以下判斷正確的是(Aμ＝B．t＝2s56.25C．t＝3s5D5s100答 由題圖乙可知，t＝0時(shí)物塊的加速度a0＝10m/s2，且t＝0時(shí)物塊受到的空氣阻力為零，對(duì)物塊進(jìn)行受力分析可得，Eqcosθ－μ(mg＋Eqsinθ)＝ma0，解得μ＝3，故A選項(xiàng)正確；t＝2sa－t圖線圍成的面積可得，v2＝15m/s

1mv ＝56.25JBa－tt＝3sa3＝2.5m/s2，對(duì)物塊進(jìn)a－tt＝4sa－t圖線圍成vm＝20m/s，由動(dòng)能定理可知，合外力對(duì)物塊做的功等于物2m2m

2＝100J，故D 例2如圖3所示，兩根等高光滑的四分之一圓弧形軌道與一足夠長(zhǎng)水平軌道相連，圓弧L1m＝2kgR＝0.5Ωa、b，金屬棒bM＝1kgL2＝0.2mr＝0.05Ω的正av0＝5m/s沿軌道做MNh＝1m處的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)B3中，B3＝5TH>L2.g＝10m/s2.求：(1)B2的大小；從金屬線框開始下落到進(jìn)入磁場(chǎng)前，金屬棒a上產(chǎn)生的焦框離開磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦為Q1＝10.875J，則磁場(chǎng)的高度H為多少．答 (1)2 (2)2 (3)1.2 a、b ＝B2＝222

2＋2mv2

1＝ 2＝Q＝2

3＝H＝1.2W＝UItQ＝I2Rt若電流變化，則：(1)利用力做的功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服力所dRB的m(質(zhì)量分布均勻)ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良μ.F作用下從靜l時(shí)，速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動(dòng)過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直)．設(shè)桿rg，則此過程中()桿的速度最大值 RF恒力F做的功與力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化答 解 當(dāng)桿達(dá)到最大速度vm時(shí)，F(xiàn)－μmg－R＋r＝0得 ，A錯(cuò)和等于桿動(dòng)能的變化量與克服摩擦力做的功之和，D對(duì)．B＝1.0Tm＝0.2kgr＝0.1ΩabF作用下從靜止開始x＝9m時(shí)離開磁場(chǎng)，在離開磁場(chǎng)前已達(dá)到最大速度．當(dāng)金屬棒離Fh＝0.8m處．已知金屬棒與μ＝0.1，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與軌道垂直且與軌道保持g＝10m/s2.求：v金屬棒在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦答 (1)4 (2)1 (3)1.52 2由①得：v＝2gh＝4II 聯(lián)立②③④F＝0.6v 第二定律I ＝I ＝2聯(lián)立②⑤⑥⑦解得：a＝12設(shè)金屬棒在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)過程中，回路中產(chǎn)生的焦為Q，根據(jù)功能關(guān)系：2R則電阻R上的 Q＝RR聯(lián)立⑤⑧⑨解得：QR＝1.5 例3 (2017·卷Ⅱ·25)如圖6，兩水平面(虛線)之間的距離為H，其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)．自該區(qū)域上方的A點(diǎn)將質(zhì)量均為m、電荷量分別為q和－q(q>0)的帶電小球MN先后以相同的初速度沿平行于電場(chǎng)的方向射出小球在重力作用下進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，并從該區(qū)域的下邊界離開．已知N離開電場(chǎng)時(shí)的速度方向豎直向下；M在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)，剛離開電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為N剛離開電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能的1.5倍．不計(jì)空氣阻力，重力加速度大g.求：MNA答

(3)解析(1)設(shè)小球M、N在A點(diǎn)水平射出時(shí)的初速度大v0，則它們進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的水平速小均為a，在電場(chǎng)中沿水平方向的位移分別為s1和s2.由題給條件和運(yùn)動(dòng)學(xué)得

1＋2at1－2at聯(lián)立①②③ss2Ahhvy式

1＋2gtM進(jìn)入電場(chǎng)后做直線運(yùn)動(dòng)，由幾何關(guān)系知 聯(lián)立①②⑤⑥⑦1設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大E，小球M進(jìn)入電場(chǎng)后做直線運(yùn)動(dòng)， M、NEk1、Ek2 k1＝2m(v0＋vy k2＝2m(v0＋vy聯(lián)立④⑤⑦⑧⑨⑩??2q5.(2017·揭陽市模擬)如圖7，空間有一豎直向下沿x軸方向的靜電場(chǎng)，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大＝4qLx分布(xO點(diǎn)的距離)．xL電的兩個(gè)小球A、B，兩球質(zhì)量均為m，B球帶電荷量大q，A球距O點(diǎn)的距離為L(zhǎng).兩AB球下落速度達(dá)到最大時(shí)，BOB答 A解 (1)對(duì)A、B由整體法得：2mg－qmgL－qmgA (2)Bmg＝qE＝qmgx0x0＝4L.q mgq

6．(2017·山西省重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體一模)m、帶電量為＋qh處以L28(1)v0Eh答 (1)2Lh

解 v0＝m 豎直方向上：2＝2v0

＝m聯(lián)立得：v0＝

h qh22小球落地時(shí)動(dòng)能：Ek＝2 卷精

P．小孔正上方2電粒子，該粒子從靜止開始下落，經(jīng)過小孔進(jìn)入電容器，并在下極板處(未與極板接觸)d回．若將下極板向上平移3，則從P點(diǎn)開始下落的相同粒子將 B．在下極板處返 ．在距上極板2處返 D．在距上極板5d處返答 解

＝dh能定理

U

·h＝0.h＝5dD2．(多選)(2012·新課標(biāo)·18)如圖9，平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度，兩 答 mg，方向豎直向下；二DA、CB動(dòng)，A、B為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)．已知該粒子在A點(diǎn)的速度大v0，方向與電場(chǎng)方向的答 設(shè)帶電粒子在B點(diǎn)的速度大vB.粒子在垂直于電場(chǎng)方向的速度分量不變，即vBsin30°＝v0sin60°①vB＝A、BUAB AB＝2m(vB－v0聯(lián)立②③

q題組2市精PMN水平．a(chǎn)、b是兩個(gè)完全相同的帶正電小球視為點(diǎn)電荷)，bM點(diǎn)，a從NPQ(圖中未畫出)a(ANQBNPCNQDPQ答 aNPQ點(diǎn)速度為零，整D錯(cuò)誤．()A．MNB．M帶負(fù)電荷，N帶正電荷C．靜止時(shí)M受到的合力比N的大D．移動(dòng)過程中勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)M做負(fù)功 匝數(shù)為n，磁極正對(duì)區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于線圈平面豎直向下，大B，區(qū)域外終相等，某時(shí)刻線圈中電流從P流向Q，大I.求此時(shí)線圈所受力的大小和方向若此時(shí)線圈水平向右運(yùn)動(dòng)的速度大v，求力的功率．答 方向水平向右解 (1)線圈所受的力為右邊所受的力，由力(2)力的功率為聯(lián)立①②中的軌跡如圖1所示，a、b為軌跡上的兩點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，下列判斷正確的是( abab答 解析小球做曲線運(yùn)動(dòng)，向合外力方向偏轉(zhuǎn)，合外力方向向上，小球受重力和電場(chǎng)力，故電場(chǎng)力逆著電場(chǎng)線方向，小球帶負(fù)電，故A正確；小球受力方向與運(yùn)動(dòng)方向成銳角，電場(chǎng)力2．(多選)(2017·名校模擬)如圖2所示，表面光滑的絕緣細(xì)桿傾斜固定放置，Q點(diǎn)處固P點(diǎn)處由靜止釋放，沿細(xì)桿上滑O點(diǎn)時(shí)靜止．把帶電小圓環(huán)當(dāng)作點(diǎn)電荷，則()2答案解析小圓環(huán)從P點(diǎn)由靜止上滑，說明固定點(diǎn)電荷給小圓環(huán)排斥力，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；排斥力讓小圓環(huán)上滑，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．3.(多選)(2017·銀川市二模)如圖3所示，絕緣輕彈簧上端固定，下端拴著一帶正電小球Q，QA處時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，QCqC正()A．QC處時(shí)速率最大CQ的機(jī)械能不斷減小D．Q、q答案解析qC正下方某處時(shí)，QBA錯(cuò)誤；QB處加速度為零，QACB正確；Q的機(jī)＝0QEkD4．(多選)(2017·山東日照市一模)mA點(diǎn)無初速度自由下落．tAg，則()BA3CA點(diǎn)到最低點(diǎn)的距離是3DA答案C 小球先自由下落，然后勻到0，再向上做勻加速運(yùn)動(dòng)回到A點(diǎn)．設(shè)加上電場(chǎng)后小球的加速度大a，規(guī)定向下為正方向．整個(gè)過程中小球的位移為0，1 1由2gt＋gt·t－2at＝0F合＝F電－mg＝ma得，F(xiàn)電＝4mgAtsA點(diǎn)的速度A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是

2k＝2mvA＝2m(－2gt)＝2mgt，故B2Ah1＝1gt22v1 1v1 下降的高度h＝

＝6gtAh＝h1＋h2＝1gt2＋1gt2＝2gt2C AΔEp＝Fh2＝4mg×1gt2＝2mg2t2 D0.1kgr＝0.05Ω2A．以下判斷正確的是(Ax＝3m0.5Bx＝3m0.75C．金屬棒從x＝0運(yùn)動(dòng)到x＝3m過程中克服力做的功為1.6D．金屬棒從x＝0運(yùn)動(dòng)到x＝3m過程中克服力做的功為3.0答 x＝3mB＝2TI2A，由閉合電路歐姆E＝I(R＋r)＝0.4VE＝BlvF安－x圖的面積或平均作用力來求功，可得金屬棒在此過程中克服安3.0J，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．界上無磁場(chǎng))BLm，電阻為下列說法正確的是()A2、3、43B．線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的電熱Q＝mg(d－L)C24的過程中加速度一直減小D．線框在即將到達(dá)位置3的瞬間克服力做功的瞬時(shí)功率

R答 解析線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程做加速度減小的運(yùn)動(dòng)完全進(jìn)入磁場(chǎng)后做加速度為g的勻加3A24過為g的勻加速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；因?yàn)檫M(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)要，即此時(shí)的力大于重力，速度 力做功的瞬時(shí)功率

＝ D面的、大v的初速度向上運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)到達(dá)a′b′的位置，上滑的整個(gè)過程中流過電阻RqRμ.則() 力為2B．上滑過程中導(dǎo)體棒克 力做的功為2C．上滑過程中導(dǎo)體棒克 力產(chǎn)生的熱量

＋μcos －Bl(sin

－ sin答 解 導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流最大所受的力最大E 由E＝Blv、I＝2R、F＝BIl得，最 力為F＝2R，故A正確．上滑過程中重力、2 力所做的功不等于1mv2，故B錯(cuò)誤；根據(jù)2力產(chǎn)生的熱量Q＝1mv2－mgs(sinθ＋μcos

＋μcosθ)C

— (sin誤．上滑過程動(dòng)能減小，而重力勢(shì)能增加，故損失的機(jī)械能W＝1mv2－mgssin sinθD8．(2017·海淀區(qū)模擬)如圖7所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，水平軌道AB連接著一Bm、q的帶正電荷的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))BLC點(diǎn)由靜止gq保持不變，不計(jì)ECBODg答 (1)

解 ＝解得＝CBa，由運(yùn)動(dòng) 可得 g聯(lián)立可解得 gRCD22

DD解得：vD＝9．(2017·遼寧省重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作校模擬)8L、電阻不計(jì)的平行光滑導(dǎo)軌強(qiáng)度大B；在區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示．t＝0ab從圖示位置由靜止開始沿導(dǎo)軌EF處之前，cdcdmR，區(qū)域Ⅱ.g.求：ab棒在區(qū)域Ⅱ內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中，cdabEFabEFm2g2Rsin2答 (3)4mgLsin (1)由