学案8电学中的功能关系

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1、学案电学中的功能关系知识回顾1.电场力做功与路径无关，若电场为匀强电场，则若是非匀强电场，则一般利用求功；电场力做正功电势能，克服电场力做功电势能增加，电场力做功与电势能增量之间的关系为.2.磁场力可分为和，洛伦兹力在任何情况下对运动电荷都，安培力可以做正功、负功，还可以不做功.W=Flcosθ=EqlcosθW=qU减小W=-ΔEp洛伦兹力安培力不做功3.电流做功的实质是电场力移动电荷做功，即.4.导体棒在磁场中切割磁感线时，棒中感应电流收到的安培力对棒做负功（或者说棒克服磁场力做功），使机械能转化为，若在纯电阻电路里将进一步转化为.W=UIt=qU电能焦耳热

2、能方法点拨做功的过程是的过程，应用能量守恒解题的两条思路：某种形式能的减小量一定等于其他形式能的增加量；或某物体能量的减小量一定等于其他物体能量的增加量.能量转化类型一功能关系在电场中的应用例1如图1所示，L1、L2、L3为等势面，两相邻等势面间电势差相同，取L2的电势为零，有一负电荷在L1处动能为30J,运动到L3处动能为10J，则电荷的电势能为4J时，它的动能是（不计重力和空气阻力）（）A.6JB.4JC.16JD.14J图1解析由题意可知L2处电荷的动能为20J.由动能和电势能之和保持不变，则E总=20J+0=20J，所以20J=4J+Ek，得Ek=16J

3、，选C项.答案C解题归纳从能量的观点分析物体运动与相互作用规律是物理学常用的一种重要的研究方法，应用能量转化与守恒定律解题时要注意：（1）明确研究对象：单个物体还是系统（系统是否包括弹簧）；（2）明确研究过程；（3）弄清楚能量转化和损失的去向；（4）研究对象在研究过程中能量的减小量等于所转化成的其他形式的能量.预测1（2009·沈阳模拟）如图2所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为ab的中点.已知a、b两点的电势分别为a=3V,b=9V,则下列叙述正确的是（）A.该电场在c点处的电势一定为6VB.a点处的场强Ea一定小于b点处的场强EbC.正电荷

4、从a点运动到b点的过程中电势能一定增大D.正电荷只受电场力作用从a点运动到b点的过程中动能一定增大解析一条电场线不可以判断场强的大小，且U=Ed的定量计算只适用于匀强电场，所以A、B错；从a到b电场力对正电荷做负功，所以正电荷的电势能增大而动能减小，C对，D错.图2C类型二功能关系在复合场中的应用例2（2009·温州市第三次调研）如图3，空间内存在水平向右的匀强电场，在虚线MN的右侧有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为+q的小颗粒自A点由静止开始运动，刚好沿直线运动至光滑绝缘的水平面C点，与水平面碰撞的瞬间小颗粒的竖直分速度立即减为零

5、，而水平分速度不变，小颗粒运动至D处刚好离开水平面，然后沿图示曲线DP轨迹运动，AC与水平面夹角α=30°,重力加速度为g,求：（1）匀强电场的场强E；（2）AD之间的水平距离d;（3）已知小颗粒在轨迹DP上某处的最大速度为vm,该处轨迹的曲率半径是距水平面高度的k倍，则该处的高度为多大？图3解析（1）小球受力如图所示qE=mgcotαE=mg/q（2）设小球在D点速度为vD,在水平方向由牛顿第二定律得：qE=max，2axd=vD2小球在D点离开水平面的条件是：qvDB=mg得：d=（3）当速度方向与电场力和重力合力方向垂直时，速度最大，则：qvmB-R=kh

6、h=答案（1）mg/q（2）（3）预测2（2009·扬州市调研）如图4所示，在x轴上方有水平向左的匀强电场E1，在x轴下方有竖直向上的匀强电场E2，且E1=E2=，在x轴下方的虚线（虚线与y轴成45°）右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.有一长为L的轻绳一端固定在第一象限内的O′点，且可绕O′点在竖直平面内转动，另一端栓有一质量为m的小球，小球带电量为+q,OO′与x轴成45°，OO′的长度为L.先将小球放在O′正上方，从绳恰好绷直处由静止释放，小球刚进入磁场时将绳子断开，求：图4（1）绳子第一次绷紧后小球的速度大小；（2）小球刚进入磁场区域时的速度；

7、（3）小球从进入磁场到第一次打在x轴上经过的时间.解析（1）小球一开始受到的合力为mg,做匀加速直线运动，绷紧之前的速度为v1,绳子恰好处于水平状态，mg·L=mv12即v1=2绷紧后小球速度为v2=v1=（2）接下来小球做圆周运动，刚进入磁场时的速度为v3,mg（1-cos）L=mv32-mv22v3=（3）如图所示，带电小球垂直于磁场边界进入磁场，做匀速圆周运动，半径r=;经过半圆后出磁场，后做匀速直线运动，运动的距离d=2r设经过的时间为t,t=答案（1）（2）（3）类型三功能关系在电磁感应中的应用例3（2009·南通二调）如图5所示，ABCD为一足够长的

8、光滑绝缘斜面，EFGH范