浙江专用2020版高考物理二轮复习专题二第2讲动量观点和能量观点在电磁学中的应用讲义增分练含解析.doc

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1、第2讲　动量观点和能量观点在电磁学中的应用网络构建备考策略1.若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变。2.若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变。3.洛伦兹力对运动电荷不做功。4.安培力可做正功，也可做负功。5.力学中的三大观点(动力学、动量、能量观点)仍是解决力电综合问题首选的方法。　应用能量观点解决力、电综合问题　电场中的功能关系【典例1】(2018·全国卷Ⅰ，21)(多选)图1中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为1

2、0eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。下列说法正确的是(　　)图1A.平面c上的电势为零B.该电子可能到达不了平面fC.该电子经过平面d时，其电势能为4eVD.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍解析　电子在等势面b时的电势能为E＝qφ＝－2eV，电子由a到d-20-的过程电场力做负功，电势能增加6eV，由于相邻两等势面之间的距离相等，故相邻两等势面之间的电势差相等，则电子由a到b、由b到c、由c到d、由d到f电势能均增加2eV，则电子在等势面c的电势能为零，等势面c的电势为零，A正确；由以上分析

3、可知，电子在等势面d的电势能应为2eV，C错误；电子在等势面b的动能为8eV，电子在等势面d的动能为4eV，由公式Ek＝mv2可知，该电子经过平面b时的速率为经过平面d时速率的倍，D错误；如果电子的速度与等势面不垂直，则电子在该匀强电场中做曲线运动，所以电子可能到达不了平面f就返回平面a，B正确。答案　AB　能量观点在电磁场中的应用【典例2】(2019·浙江宁海选考模拟)如图2所示，一带正电小球穿在一根绝缘粗糙直杆上，杆与水平方向夹角为θ，整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，先给小球一初速度，

4、使小球沿杆向下运动，在A点时的动能为100J，在C点时动能减为零，D为AC的中点，那么带电小球在运动过程中(　　)图2A.到达C点后小球不可能沿杆向上运动B.小球在AD段克服摩擦力做的功与在DC段克服摩擦力做的功不等C.小球在D点时的动能为50JD.小球电势能的增加量等于重力势能的减少量解析　如果电场力大于重力，则速度减为零后小球可能沿杆向上运动，选项A错误；小球受重力、电场力、洛伦兹力、弹力和滑动摩擦力，由于F洛＝qvB，故洛伦兹力减小，导致支持力和滑动摩擦力变化，故小球在AD段克服摩擦力做的功与在DC段克服摩擦

5、力做的功不等，选项B正确；由于小球在AD段克服摩擦力做的功与在DC段克服摩擦力做的功不等，故小球在D点时的动能也就不一定为50J，选项C错误；该过程是小球的重力势能、电势能、动能和系统的内能之和守恒，故小球电势能的增加量不等于重力势能的减少量，选项D错误。答案　B　动力学观点和能量观点在电磁感应中的应用【典例3】(2019·温州九校高三上学期模拟)如图3甲所示，两条相互平行的光滑金属导轨，相距L＝0.2m，左侧轨道的倾斜角θ＝30°，右侧轨道为圆弧线，轨道端点间接有电阻R-20-＝1.5Ω，轨道中间部分水平，MP、

6、NQ间距离为d＝0.8m，水平轨道间充满方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图乙所示。一质量为m＝10g、导轨间电阻为r＝1.0Ω的导体棒a从t＝0时刻无初速释放，初始位置与水平轨道间的高度差H＝0.8m。另一与a棒完全相同的导体棒b静置于磁场外的水平轨道上，靠近磁场左边界PM。a棒下滑后平滑进入水平轨道(转角处无机械能损失)，并与b棒发生碰撞而粘合在一起，此后作为一个整体运动。导体棒始终与导轨垂直并接触良好，轨道的电阻和电感不计，重力加速度大小g取10m/s2。求：图3(1)导体棒进入磁场前，流过R的

7、电流大小；(2)导体棒刚进入磁场瞬间受到的安培力大小；(3)导体棒最终静止的位置离PM的距离；(4)全过程电阻R上产生的焦耳热。解析　(1)由法拉第电磁感应定律可知E0＝＝kdL＝0.2V由闭合电路欧姆定律有I0＝＝0.1A。(2)a棒滑到底端时的速度为vD，由动能定理有mgH＝mv与b发生完全非弹性碰撞后的速度为v由动量守恒定律有mvD＝2mv由于t＝＝0.8s此后磁场不再变化，电动势为E＝BLv，I＝所以安培力大小为F＝BIL＝0.04N。-20-(3)导体棒直到静止，由动量定理有BqL＝2mv其中q＝，s为导

8、体棒在水平轨道上滑过的路程由以上各式解得s＝2m，因此导体棒停在距离PM为0.4m处。(4)滑入磁场前有QR1＝IRt，解得QR1＝1.2×10－2J碰后有Q＝×2mv2＝QR2＋Q＝，解得QR2＝3×10－2J，QR＝QR1＋QR2由以上各式解得QR＝0.042J。答案　(1)0.1A　(2)0.04N　(3)0.4m　(4)0.042J1.动能定理在力学