（新课标）2020版高考物理大二轮复习专题三动量和能量第二讲电磁学中的动量和能量问题教学案.docx

《（新课标）2020版高考物理大二轮复习专题三动量和能量第二讲电磁学中的动量和能量问题教学案.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二讲　电磁学中的动量和能量问题[知识建构][备考点睛](注1)……(注2)：详见答案部分1.两种常考题型(1)带电粒子在电场和磁场中的碰撞问题.(2)电磁感应中“导轨＋棒”模型.2.三大观点动力学、动量、能量观点是解决力电综合问题的首选方法.　[答案]　(1)动量定理、动能定理(2)动量定理、动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律、功能关系热点考向一　电场中的动量和能量问题17【典例】　(2019·太原一模)如右图所示，LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道，MN水平且足够长，LM下端与MN相切．质量为

2、m的带正电小球B静止在水平面上，质量为2m的带正电小球A从LM上距水平面高为h处由静止释放，在A球进入水平轨道之前，由于A、B两球相距较远，相互作用力可认为零，A球进入水平轨道后，A、B两球间相互作用视为静电作用，带电小球均可视为质点．已知A、B两球始终没有接触．重力加速度为g.求：(1)A球刚进入水平轨道的速度大小；(2)A、B两球相距最近时，A、B两球系统的电势能Ep；(3)A、B两球最终的速度vA、vB的大小．[思路引领]　(1)A球下滑过程满足机械能守恒条件．(2)A球进入水平轨道，A、B球组

3、成的系统所受合外力为零，动量守恒．当两球最近时，速度相等．(3)两球距离足够远时，相互作用力为零，系统电势能为零．[解析]　(1)对A球下滑的过程，据机械能守恒得2mgh＝·2mv解得v0＝(2)A球进入水平轨道后，两球组成的系统动量守恒，当两球相距最近时共速，有2mv0＝(2m＋m)v解得v＝v0＝据能量守恒定律得2mgh＝(2m＋m)v2＋Ep解得Ep＝mgh(3)当两球相距最近之后，在静电斥力作用下相互远离，两球距离足够远时，相互作用力为零，系统电势能也为零，速度达到稳定．则2mv0＝2mvA＋

4、mvB×2mv＝×2mv＋mv解得vA＝v0＝，vB＝v0＝17[答案]　(1)　(2)mgh　(3)　　电场中动量和能量问题的解题技巧动量守恒定律与其他知识综合应用类问题的求解，与一般的力学问题求解思路并无差异，只是问题的情景更复杂多样，分析清楚物理过程，正确识别物理模型是解决问题的关键．　(2019·武汉毕业生调研)有一质量为M、长度为l的矩形绝缘板放在光滑的水平面上，另一质量为m、带电荷量的绝对值为q的物块(视为质点)，以初速度v0从绝缘板的上表面的左端沿水平方向滑入，绝缘板所在空间有范围足够大

5、的匀强电场，其场强大小E＝，方向竖直向下，如右图所示．已知物块与绝缘板间的动摩擦因数恒定，物块运动到绝缘板的右端时恰好相对于绝缘板静止；若将匀强电场的方向改变为竖直向上，场强大小不变，且物块仍以原初速度从绝缘板左端的上表面滑入，结果两者相对静止时，物块未到达绝缘板的右端．求：(1)场强方向竖直向下时，物块在绝缘板上滑动的过程中，系统产生的热量；(2)场强方向竖直向下时与竖直向上时，物块受到的支持力之比；(3)场强方向竖直向上时，物块相对于绝缘板滑行的距离．[解析]　(1)场强方向向下时，根据动量守恒定

6、律得mv0＝(M＋m)v所以v＝v0根据能量守恒定律得热量Q＝mv－(M＋m)v2＝(2)场强向下时FN＝mg－qE场强向上时FN′＝mg＋qE17所以＝(3)两次产生的热量相等μFN′l′＝Q，μFNl＝Q所以l′＝.[答案]　(1)　(2)1∶4　(3)(1)对于电场中的动量问题，判断所研究的系统动量是否守恒是解题关键．(2)对于电场中的能量问题，要熟练掌握电场力做功与电势能变化的关系，结合功能关系和能量守恒定律解题.热点考向二　磁场中的动量和能量问题【典例】　(2019·陕西西安市四模)如右图所

7、示，将带电荷量Q＝＋0.3C、质量m′＝0.3kg的滑块放在小车的水平绝缘板的右端，小车的质量M＝0.5kg，滑块与绝缘板间的动摩擦因数μ＝0.4，小车的绝缘板足够长，它们所在的空间存在磁感应强度B＝20T的水平方向的匀强磁场(垂直于纸面向里)．开始时小车静止在光滑水平面上，一摆长L＝1.25m、质量m＝0.15kg的摆球从水平位置由静止释放，摆球到最低点时与小车相撞，碰撞后摆球恰好静止，g取10m/s2.求：(1)与小车碰撞前摆球到达最低点时对摆线的拉力；(2)摆球与小车的碰撞过程中系统损失的机械能

8、ΔE；(3)碰撞后小车的最终速度．[思路引领]　(1)当F洛>m′g时滑块与车之间的弹力变为零．(2)摆球与小车碰撞瞬间摆球与小车组成的系统水平方向动量守恒．17[解析]　(1)摆球下落过程，由动能定理有mgL＝mv2，解得v＝5m/s，摆球在最低点时，由牛顿第二定律得T－mg＝m，解得T＝4.5N，由牛顿第三定律可知摆球对摆线的拉力T′＝4.5N，方向竖直向下．(2)摆球与小车碰撞瞬间，摆球与小车组成的系统水平方向动量守恒，以水平向右为正方向，有mv＝