【步步高】2015高考物理二輪廣東專用專題突破課件專題三-動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)在電學(xué)中的應(yīng)用

1、專題三　動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)在電學(xué) 中的應(yīng)用,,,欄目索引,知識(shí)方法聚焦,,,知識(shí)回扣,,知識(shí)方法聚焦,規(guī)律方法,受力分析,速度方向,,2.帶電粒子在交變電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)，一般多以加速、減速交替出現(xiàn)的多運(yùn)動(dòng)過(guò)程的情景出現(xiàn).解決的方法：(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)或動(dòng)力學(xué)分析其中一個(gè) 內(nèi)相關(guān)物理量的變化規(guī)律.(2)借助運(yùn)動(dòng)圖象進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析.,變化周期,,熱點(diǎn)考向例析,考向1　電場(chǎng)內(nèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析,A.這一過(guò)程

2、中帶電物體的電勢(shì)能先增加后減小，其變化量為0B.水平恒力與電場(chǎng)力的比為9∶5C.水平恒力與電場(chǎng)力的比為7∶3D.物體先向右加速到最右端，然后向左加速返回到A點(diǎn),審題突破 　判斷電勢(shì)能變化的方法是什么？“經(jīng)時(shí)間2t物體返回A點(diǎn)”說(shuō)明物體向右的位移大小和向左位移大小有什么關(guān)系？,,物體先向右加速然后向右減速到最右端，然后向左加速返回到A點(diǎn)，所以D錯(cuò)誤.,答案　AB,,帶電體在電場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析關(guān)鍵在于受力分析，特別是電場(chǎng)力方向的確定

3、，在電場(chǎng)力方向已確定的情況下，其動(dòng)力學(xué)的分析和力學(xué)問(wèn)題中的分析是一樣的.,以題說(shuō)法,,,針對(duì)訓(xùn)練1 如圖2實(shí)線為電場(chǎng)中一條豎直的電場(chǎng)線，有一質(zhì)量為m、電量為＋q的小球，由該直線上A點(diǎn)靜止釋放，小球向下運(yùn)動(dòng)到達(dá)B點(diǎn)減速為零后返回A點(diǎn)，則下列判斷正確的是(　　)A.該電場(chǎng)可能是豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且E>B.A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)C.A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)D.向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，重力勢(shì)能的減少

4、量總是等于電勢(shì)能的增加量,圖2,(單選),,解析　該電場(chǎng)不可能是豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)且E> ，否則小球從靜止開始只能沿AB做單向直線運(yùn)動(dòng)，回不到A點(diǎn)，故A錯(cuò)誤.,小球向下應(yīng)先加速后減速，所受的電場(chǎng)力方向必定豎直向上，則電場(chǎng)線方向從B指向A，所以A點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì)，故B錯(cuò)誤.,,在A點(diǎn)，有qEA＜mg，在B點(diǎn)，有qEB＞mg，則得：EA＜EB，故C正確.,向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小球有動(dòng)能時(shí)，根據(jù)能量守恒定律可知重力勢(shì)能的減少量等于

5、動(dòng)能增加量和電勢(shì)能的增加量之和，故D錯(cuò)誤.,答案　C,,熱點(diǎn)考向例析,考向2　磁場(chǎng)內(nèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析,(雙選),A.木板和滑塊一直做加速度為2 m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)B.滑塊開始做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，最后做速度為10 m/s勻速運(yùn)動(dòng)C.木板先做加速度為2 m/s2勻加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度增大的運(yùn)動(dòng)，最后做加速度為3 m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)D.t＝5 s末滑塊未脫離木板且有相對(duì)運(yùn)動(dòng),,,審題突破　滑塊與木板一直保持相對(duì)靜止嗎？最終各自是

6、什么運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？,板在恒力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)， 可知滑塊先與木板一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，最后做速度為10 m/s的勻速運(yùn)動(dòng)，故A、B錯(cuò)誤，C正確.,木塊開始的加速度為2 m/s2，一段時(shí)間后加速度逐漸減小，當(dāng)減小到零時(shí)，與木板脫離做勻速直線運(yùn)動(dòng)，知5 s末的速度小于10 m/s，知此時(shí)摩擦力不為零，還未脫離木板，故D正確.,答案　CD,,1.對(duì)于磁場(chǎng)內(nèi)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，要特別注意洛倫

7、茲力的特性，因F洛＝qvB，則速度v的變化影響受力，受力的變化又反過(guò)來(lái)影響運(yùn)動(dòng).2.此類問(wèn)題也常出現(xiàn)臨界問(wèn)題，如本題中有兩個(gè)臨界：滑塊與木板相對(duì)運(yùn)動(dòng)的臨界和滑塊與木板間彈力為零的臨界.,以題說(shuō)法,,,針對(duì)訓(xùn)練2 如圖4所示，帶電平行板中勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平垂直紙面向里，某帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點(diǎn)自由滑下，經(jīng)過(guò)軌道端點(diǎn)P進(jìn)入板間后恰能沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng).現(xiàn)使小球從較低的b點(diǎn)開始下滑，經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)

8、入板間，在板間的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(　　)A.其電勢(shì)能將會(huì)增大B.其機(jī)械能將會(huì)增大C.小球所受的洛倫茲力的大小將會(huì)增大D.小球受到的電場(chǎng)力將會(huì)增大,圖4,(雙選),,答案　AC,解析　小球從a點(diǎn)下滑經(jīng)過(guò)P點(diǎn)進(jìn)入平行板間后受到重力、電場(chǎng)力、洛倫茲力做勻速直線運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力和電場(chǎng)力同向，故都向上且小球帶正電；小球從稍低的b點(diǎn)下滑時(shí)到達(dá)P點(diǎn)的速度會(huì)變小，洛倫茲力減小，小球會(huì)向下偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，而機(jī)械能會(huì)減小，水平方向速度不變，

9、但豎直方向的速度增加，所以動(dòng)能將會(huì)增大，導(dǎo)致洛倫茲力也會(huì)增大，電場(chǎng)力不變，故A、C正確.,,熱點(diǎn)考向例析,考向3　電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析,絕緣塑料棒gh從導(dǎo)軌底端以初速度v0＝10 m/s沿導(dǎo)軌上滑并與金屬棒正碰(碰撞時(shí)間極短)，碰后絕緣塑料棒gh沿導(dǎo)軌下滑，金屬棒ef沿導(dǎo)軌上滑s2＝0.5 m后停下，在此過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的電熱為Q＝0.36 J.已知兩棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝ ，g＝10 m/s2.求：,,審題突破　絕緣塑

10、料棒gh沿導(dǎo)軌上滑時(shí)，受到哪些力的作用，做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？碰撞后金屬棒ef向上做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，何時(shí)加速度最大？,(1)絕緣塑料棒gh與金屬棒ef碰撞前瞬間，絕緣塑料棒的速率；,Mgsin 30°＋μMgcos 30°＝Ma1,解得v1＝6 m/s.,答案　6 m/s,(2)碰撞后金屬棒ef向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度；,金屬棒剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度最大，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),E＝Bdv＝4 V,解得v＝4 m/s,,答案　12

11、 m/s2,安培力F＝BId＝0.4 N,由牛頓第二定律得mgsin 30°＋μmgcos 30°＋F＝mam,解得am＝12 m/s2.,(3)金屬棒ef向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)電阻R的電荷量.,,解得q＝0.05 C.,答案　0.05 C,,對(duì)于導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的分析要特別注意棒中的感應(yīng)電流受到的安培力一定是阻力.一般導(dǎo)體棒在安培力和其他恒力作用下做的變速運(yùn)動(dòng)是加速度逐漸減小的變速運(yùn)動(dòng)，但在一定的條件下，也可以

12、做勻變速直線運(yùn)動(dòng).,以題說(shuō)法,,,針對(duì)訓(xùn)練3 如圖6甲所示，MN、PQ是相距d＝1.0 m足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為θ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，整個(gè)導(dǎo)軌處在方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌MN、PQ放置，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，已知金屬棒ab的質(zhì)量m＝0.1 kg，其接入電路的電阻r＝1 Ω，小燈泡電阻RL＝9 Ω，重力加速度g取10 m/s2.現(xiàn)斷開開關(guān)S，將棒ab由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)，t＝0.

13、5 s時(shí)刻閉合開關(guān)S，圖乙為ab的速度隨時(shí)間變化的圖象.求：,,圖6,(1)金屬棒ab開始下滑時(shí)的加速度大小、斜面傾角的正弦值；,根據(jù)牛頓第二定律有：mgsin θ＝ma,所以sin θ＝,答案　6 m/s2,(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?根據(jù)平衡條件有mgsin θ＝F安,又F安＝BId　E＝Bdvm　I＝解得B＝1 T.,答案　1 T,,審題破題 真題演練,3.應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方法處理電學(xué)綜合問(wèn)題,直于棒且與導(dǎo)軌共面的輕繩繞過(guò)光滑的

14、定滑輪與質(zhì)量為m的物塊A相連，開始時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)在物塊A上輕放一質(zhì)量為 的小物塊B，使AB一起運(yùn)動(dòng)，若從小物塊B放上物塊A開始到系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)速度恰達(dá)到穩(wěn)定值的過(guò)程中(AB未著地)，電阻R通過(guò)的電量為q.已知重力加速度為g，求此過(guò)程中：,,(1)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度；(2)導(dǎo)體棒速度達(dá)到最大速度一半時(shí)，導(dǎo)體棒加速度的大小.,,答題模板,,,解析　(1)開始時(shí)，由平衡條件mg＝Mgsin 30°,得M＝2m

15、 ①(1分),導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度vm時(shí)滿足：,(m＋ )g＝Mgsin 30°＋BIml ②(2分),此時(shí)Em＝Blvm ③(1分),,答題模板,,,導(dǎo)體棒受到的安培力為F安＝BIl ⑧(1分),導(dǎo)體棒和AB組成的系統(tǒng)，據(jù)牛頓第二定律得,,答題模板,,,,點(diǎn)睛之筆,,若題目中出現(xiàn)兩個(gè)以及兩個(gè)以上物體用繩、桿之類物體連接

16、時(shí)，要特別注意找出各物體的位移大小、加速度大小、速度大小的關(guān)系，這些關(guān)系往往就是解決問(wèn)題的突破口.,高 考 現(xiàn) 場(chǎng) (限時(shí)：15分鐘，滿分14分),,(2014·安徽·22)如圖8所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間的距離為d，上極板正中有一小孔.質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球從小孔正上方高h(yuǎn)處由靜止開始下落，穿