第2讲 动量观点和能量观点在电磁学中的应用.pptx

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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“物理观念”构建一、电势能变化的规律1.电场力做正功(负功)，电势能减小(增大)；正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低处电势能大。2.电场力做功的过程是电势能和其他形式的能相互转化，而能量总和应保持不变。(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。二、电磁感应中的功能关系三、备考策略1.洛伦兹力对运动电荷不做功。2.安培力可做正功，也可做负功。3.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。“科学思维

2、”展示一、电磁感应中求解焦耳热的三种方法二、电磁感应中动力学问题的“两分析、两状态”1.分析受力情况、分析运动情况(1)导体切割磁感线运动产生感应电动势，在电路中产生感应电流，导体在磁场中受安培力，安培力将阻碍导体运动。(2)安培力一般是变力，导体做切割磁感线运动的加速度发生变化，当加速度为零时，导体达到稳定状态，最后做匀速直线运动。2.两种状态的处理方法(1)导体处于平衡状态——根据导体所受合力等于零列式分析。(2)导体处于非平衡状态——根据牛顿第二定律、动量定理进行动态分析或结合功能关系分析。应用能量观点解决力电综合问题考向一　电场中的功能关

3、系【典例1】(多选)(2018·全国卷Ⅰ，21)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10eV，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倍答案AB考向二　能量观点在电磁场中的应用【典例2】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

4、给小球一初速度，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段克服摩擦力做的功不等，选项B正

5、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考向三　动力学观点和能量观点在电磁感应中的应用【典例3】(2016·浙江理综)小明设计的电磁健身器的简化装置如图3所示，两根平行金属导轨相距l＝0.50m，倾角θ＝53°，导轨上端串接一个R＝0.05Ω的电阻。在导轨间长d＝0.56m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0T。质量m＝

6、4.0kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s＝0.24m。一位健身者用恒力F＝80N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)。求：图3(1)CD棒进入磁场时速度v的大小；(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小；(3)在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q。(3)健

7、身者做功W＝F(s＋d)＝64J⑦由牛顿第二定律F－mgsinθ－FA＝0⑧CD棒在磁场区做匀速运动答案(1)2.4m/s(2)48N(3)64J26.88J1.动能定理在力学和电场中应用时的“三同一异”2.功能关系在力学和电磁感应中应用时的“三同三异”1.(多选)(2018·湖南十二校第二次联考)如图4所示，两个倾角分别为30°和60°的光滑斜面固定于水平地面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中。两个质量均为m、带电荷量为＋q的滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放，运动一段时间后，两滑块都将飞离斜面。此过程中()图4A.甲滑

8、块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大B.甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短C.甲滑块在斜面上运动的位移与乙