能量和动量观点在电磁学中的应用.pptVIP

3.如图9所示，质量为100 g的铝框，用细线悬挂起来，框中央离地面h为0.8 m，有一质量为200 g的磁铁以10 m/s的水平速度射入并穿过铝框，落在距铝框原位置水平距离3.6 m处，则在磁铁与铝框发生相互作用时，求： 图9 (1)铝框向哪边偏斜，它能上升多高； (2)在磁铁穿过铝框的整个过程中，框中产生了多少热量。 答案　(1)0.2 m　(2)1.7 J 高频考点六　应用动力学方法和功能关系解决力、电综合问题 [满分策略] 应用动力学知识和功能关系解决力、电综合问题与解决纯力学问题的分析方法相似，动力学中的物理规律在电磁学中同样适用，分析受力时只是多了个安培力或电场力或洛伦兹力。 [满分示例] (18分) (2016·渝中区二模)如图10，电阻不计的相同的光滑弯折金属轨道MON与M′O′N′均固定在竖直面内，二者平行且正对，间距为L＝1 m，构成的斜面NOO′N′与MOO′M′跟水平面夹角均为α＝30°，两边斜面均处于垂直于斜面的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B＝0.1 T。t＝0时，将长度也为L，电阻R＝0.1 Ω的金属杆ab在轨道上无初速度释放。金属杆与轨道接触良好，轨道足够长。(g取10 m/s2，不计空气阻力，轨道与地面绝缘)求： 图10 (1)t时刻杆ab产生的感应电动势的大小E； (2)在t＝2 s时将与ab完全相同的金属杆cd放在MOO′M′上，发现cd恰能静止，求ab杆的质量m以及放上杆cd后ab杆每下滑位移s＝1 m回路产生的焦耳热Q。 [审题指导] 1.读题→抓关键点→提取信息 (1)“光滑弯折金属轨道”不计杆与轨道间摩擦力 (2)“与ab完全相同的金属杆cd”杆ab、cd的电阻、质量均相同 (3)“cd恰能静止”cd受力平衡，那么ab杆受力也平衡 2.再读题→过程分析→选取规律 [满分模板] 解析　(1)只放ab杆在导轨上，ab杆做匀加速直线运动， 由牛顿第二定律得mgsin α＝ma①(2分) t时刻速度为v＝at②(1分) 由法拉第电磁感应定律得E＝BLv③(1分) 联立解得E＝0.5t V④(1分) 答案　(1)0.5t V　(2)0.1 kg　0.5 J 解题指导　(1)根据运动过程要列定律、定理的原始方程，不能写成变形式，否则不得分。 (2)题目中如果有隐含的条件，计算完成一定要进行必要的文字说明，否则将影响步骤分。 [满分体验] (18分)(2016·福建省毕业班质量检查)如图11，轨道CDGH位于竖直平面内，其中圆弧段DG与水平段CD及倾斜段GH分别相切于D点和G点，圆弧段和倾斜段均光滑，在H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板，整个轨道绝缘且处于水平向右的匀强电场中。一带电物块由C处静止释放，经挡板碰撞后滑回CD段中点P处时速度恰好为零。已知物块的质量m＝4×10－3 kg,所带的电荷量q＝＋3× 10－6 C；电场强度E＝1×104 N/C；CD段的长度L＝0.8 m，圆弧DG的半径r＝0.2 m，GH段与水平面的夹角为θ，且sin θ＝0.6，cos θ＝0.8；不计物块与挡板碰撞时的动能损失，物块可视为质点，重力加速度g取10 m/s2。 图11 (1)求物块与轨道CD段的动摩擦因数μ； (2)求物块第一次碰撞挡板时的动能Ek； (3)物块在水平轨道上运动的总路程； (4)物块碰撞挡板时的最小动能。 (3)物块最终会在DGH间来回往复运动，物块在D点的速度为0 设物块能在水平轨道上运动的总路程为s，由能量转化与守恒定律可得qEL＝μmgs⑥(2分) 由②③⑥式代入数据得s＝2.4 m⑦(2分) (4)物块碰撞挡板的最小动能E0等于往复运动时经过G点的动能，由动能定理得 qErsin θ－mgr(1－cos θ)＝E0－0⑧(2分) 由③⑧式代入数据得E0＝0.002 J⑨(2分) 答案　(1)0.25　(2)0.018 J　(3)2.4 m　(4)0.002 J 聚焦高考真题 突破热点考向 指导满分答题 第2讲　能量和动量观点在电磁学中的应用 1.(多选)(2016·全国卷Ⅰ，20)如图1，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知(　　) 图1 A.Q点的电势比P点高 B.油滴在Q点的动能比它在P点的大 C.油滴在Q点的电势能比它在P点的大 D.油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小 解析　由于油滴受到的电场力和重力都是恒力，所以合外力为恒力，加速度恒定不变，所以D选项错；由于油滴轨迹相对于过P的竖直线对称且合外力总是指向轨迹弯曲内侧，所以油滴所受合外力沿竖直向上的方向，因此电场力竖直向上，且qEmg，则电场方向竖直向下，所以Q点的电势比P点的高，A选项正确；当油滴从P点运动到Q点时，电场力做正功，电势能减小