2014届高考物理(广东专用)二轮专题复习课件：第5讲-能量和动量在电磁学中的应用m.pptVIP

人们在认识客观世界的过程中积累了丰富的经验，总结出许多守恒定律．建立在守恒定律之下的具体的解题方法可分为：能量守恒法、机械能守恒法、电荷守恒法、质量守恒法及动量守恒法等．能量守恒定律是物理学中普遍适用的规律之一，是物理教材的知识主干，也是历年高考各种题型正面考查或侧面渗透的重点，且常见于高考压轴题中． 由于守恒定律适用范围广，处理问题方便，因此，寻求“守恒量”已成为物理研究的一个重要方面． 如图2－5－8所示，两平行金属导轨相距l＝0.6 m，其倾角为θ＝37°，导轨电阻不计，底端接有阻值为R＝3 Ω的定值电阻，磁感应强度为B＝1 T的匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一质量m＝0.2 kg、长为l的导体棒固定在ab位置，导体棒的电阻为R0＝1 Ω，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ＝0.3.现导体棒获得平行斜面向上的初速度v0＝10 m/s滑行最远至a′b′位置，所滑行距离为s＝4 m．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2) 【典例】 (1)把导体棒视为电源，最大输出功率是多少？ (2)导体棒向上滑行至a′b′过程中所受的安培力做了多少功？ (3)以ab位置为重力势能的零点，若导体棒从ab沿导轨面向上滑行d＝3 m过程中电阻R产生的热量QR＝2.1 J，此时导体棒的机械能E′为多大？ 图2-5-8 答案　(1)6.75 W　(2)3.28 J　(3)5.76 J (2013·浙江卷，24) “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成．偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势 【即学即练】 图2-5-9 值不等的等势面，其过球心的截面如图2－5－9所示．一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M板正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间．忽略电场的边缘效应． (1)判断半球面A、B的电势高低，并说明理由； (2)求等势面C所在处电场强度E的大小； (3)若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC，则到达N板左、右边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量ΔEk左和ΔEk右分别为多少？ (4)比较|ΔEk左|与|ΔEk右|的大小，并说明理由． 解析　(1)电子(带负电)做圆周运动，电场力方向指向球心，电场方向从B指向A，B板电势高于A板． (2)据题意，电子在电场力作用下做圆周运动，考虑到圆轨道上的电场强度E大小相同，有： (3)电子运动时只有电场力做功，根据动能定理，有 ΔEk＝qU 对到达N板左边缘的电子，电场力做正功，动能增加，有 ΔEk左＝e(φB－φC) 对到达N板右边缘的电子，电场力做负功，动能减小，有 ΔEk右＝e(φA－φC) (4)根据电场线特点，等势面B与C之间的电场强度大于C与A 之间的电场强度，考虑到等势面间距相等，有 |φB－φC|＞|φA－φC|，即|ΔEk左|＞|ΔEk右|. 答案　见解析 真题与定位 考向与预测 方法与技巧 第5讲　能量和动量在电磁学中的应用 1．(2011·广东理综，36)如图2－5－1所示，以A、B和C、D为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内，一滑板静止在光滑水平地面上，左端紧靠B点，上表面所在平面与两半圆分别相切于B、C.一物块被轻放在水平匀速运动的传送带上E点，运动到A时刚好与传送带速度相同，然后经A沿半圆轨道滑下，再经B滑上滑板．滑板运动到C时被牢固粘住．物块可视为质点，质量为m，滑板质量M＝2m，两半圆半径均为R，板长l＝6.5R，板右端到C的距离L在R＜L＜5R范围内取值，E距A为s＝5R，物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因数均为μ＝0.5，重力加速度取g. (1)求物块滑到B点的速度大小； (2)试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中，克服摩擦力做的功Wf与L的关系，并判断物块能否滑到CD轨道的中点． 图2-5-1 主要题型：选择题、计算题 热点聚焦 (1)静电力做功的特点 (2)动能定理在电磁学中的应用 (3)带电体在磁场中运动时洛伦兹力不做功，机械能也可 守恒 (4)动量守恒、能量守恒在电磁感应现象中的应用 命题趋势 高考常对电学问题中能量守恒，动量守恒考查，解决此类题目的特点是过程复杂、综合性强，主要考查学生综合分析问题的能力．预计2014年高考此类题目仍会出现. 1．电场力的大小计算 电场力做功与路径无关．其计算方法一般有如下四种． (1)由公式W＝Flcos α计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W＝Eqlcos α. (2)由W＝qU计算，此公式适用于任何电场． (3)由电势能的变化计算