二輪專題一第3講

1、專 題 一 運動和力 第3講 動力學觀點在電學動力學觀點在電學 中的應用中的應用2015高三物理二輪高三物理二輪知識方法聚焦規(guī)律方法1.帶電粒子在電場中做直線運動的問題：在電場中處理力學問帶電粒子在電場中做直線運動的問題：在電場中處理力學問題時，其分析方法與力學相同題時，其分析方法與力學相同.首先進行首先進行 ，然后，然后看粒子所受的合力與看粒子所受的合力與 是否一致，其運動類型有電場是否一致，其運動類型有電場內的加速運動和在交變電場內的往復運動內的加速運動和在交變電場內的往復運動.受力分析受力分析速度方向速度方向2.帶電粒子在交變電場中的直線運動，一般多以加速、減速帶電粒子在交變電場中的直線

2、運動，一般多以加速、減速交替出現(xiàn)的多運動過程的情景出現(xiàn)交替出現(xiàn)的多運動過程的情景出現(xiàn).解決的方法：解決的方法：(1)根據(jù)運動學或動力學分析其中一個根據(jù)運動學或動力學分析其中一個 內相關內相關物理量的變化規(guī)律物理量的變化規(guī)律.(2)借助運動圖象進行運動過程分析借助運動圖象進行運動過程分析.變化周期變化周期熱點考向例析考向1電場內動力學問題分析例例1 1 如圖如圖1所示，一光滑絕緣水平木板所示，一光滑絕緣水平木板(木板足夠長木板足夠長)固定在水平向左、電場強度為固定在水平向左、電場強度為E的勻強電場中，一電量為的勻強電場中，一電量為q(帶帶正電正電)的物體在水平恒力的物體在水平恒力F作用下從作用下

3、從A點由靜止開始向右加速點由靜止開始向右加速運動，經(jīng)一段時間運動，經(jīng)一段時間t撤去這個力，又經(jīng)時間撤去這個力，又經(jīng)時間2t物體返回物體返回A點，點，則則()A.A.這一過程中帶電物體的電勢能這一過程中帶電物體的電勢能 先增加后減小，其變化量為先增加后減小，其變化量為0 0B.B.水平恒力與電場力的比為水平恒力與電場力的比為9595C.C.水平恒力與電場力的比為水平恒力與電場力的比為7373D.D.物體先向右加速到最右端，然后向左加速返回到物體先向右加速到最右端，然后向左加速返回到A A點點圖圖1(雙選雙選)AB 帶電體在電場內運動問題的分析帶電體在電場內運動問題的分析關鍵關鍵在于在于受力分受力

4、分析，特別是電場力方向的確定析，特別是電場力方向的確定，在電場力方向已確定，在電場力方向已確定的情況下，其動力學的分析和力學問題中的分析是一的情況下，其動力學的分析和力學問題中的分析是一樣的樣的.以題說法針對訓練針對訓練1 如圖如圖2實線為電場中一條豎直的實線為電場中一條豎直的電場線，有一質量為電場線，有一質量為m、電量為、電量為q的小球，由該直的小球，由該直線上線上A點靜止釋放，小球向下運動到達點靜止釋放，小球向下運動到達B點減速為零點減速為零后返回后返回A點，則下列判斷正確的是點，則下列判斷正確的是()A.該電場可能是豎直向上的勻強電場，且該電場可能是豎直向上的勻強電場，且EB.A點的電勢

5、高于點的電勢高于B點電勢點電勢C.A點的場強小于點的場強小于B點場強點場強D.向下運動的過程中，重力勢能的減少量總是等于電勢能向下運動的過程中，重力勢能的減少量總是等于電勢能的增加量的增加量圖圖2(單選單選)CA.木板和滑塊一直做加速度為木板和滑塊一直做加速度為2 m/s2的的勻加速運動勻加速運動B.滑塊開始做加速度減小的變加速運動，滑塊開始做加速度減小的變加速運動，最后做速度為最后做速度為10 m/s勻速運動勻速運動C.木板先做加速度為木板先做加速度為2 m/s2勻加速運動，勻加速運動，再做加速度增大的運動，最后做加速度為再做加速度增大的運動，最后做加速度為3 m/s2的勻加速運動的勻加速運

6、動D.t5 s末滑塊未脫離木板且有相對運動末滑塊未脫離木板且有相對運動熱點考向例析考向2磁場內動力學問題分析例例2 如圖如圖3所示，空間有垂直紙面向外的磁感應強度為所示，空間有垂直紙面向外的磁感應強度為0.5 T的勻強磁場，質量為的勻強磁場，質量為0.2 kg且足夠長的絕緣木板靜止在且足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平面上，木板左端無初速度放置質量為光滑水平面上，木板左端無初速度放置質量為0.1 kg、電荷量、電荷量q0.2 C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間動摩擦因數(shù)為的滑塊，滑塊與絕緣木板之間動摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力滑塊受到的最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力.t

7、0時對木時對木板施加方向水平向左，大小為板施加方向水平向左，大小為0.6 N的恒力，的恒力，g取取10 m/s2.則則( )(雙選雙選)CD 1.對于對于磁場磁場內的動力學問題，要內的動力學問題，要特別注意洛倫茲力特別注意洛倫茲力的特性的特性，因，因F洛洛qvB，則速度，則速度v的變化影響受力，受力的變化影響受力，受力的變化又反過來影響運動的變化又反過來影響運動. 2.此類問題也常出現(xiàn)此類問題也常出現(xiàn)臨界問臨界問題，如本題中有兩個臨題，如本題中有兩個臨界：滑塊與木板相對運動的臨界和滑塊與木板間彈力界：滑塊與木板相對運動的臨界和滑塊與木板間彈力為零的臨界為零的臨界.以題說法針對訓練針對訓練2 如

8、圖如圖4所示，帶電平行板中勻強磁場方所示，帶電平行板中勻強磁場方向水平垂直紙面向里，某帶電小球從光滑絕緣軌道上的向水平垂直紙面向里，某帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點點自由滑下，經(jīng)過軌道端點自由滑下，經(jīng)過軌道端點P進入板間后恰能沿水平方向做直進入板間后恰能沿水平方向做直線運動線運動.現(xiàn)使小球從較低的現(xiàn)使小球從較低的b點開始下滑，經(jīng)點開始下滑，經(jīng)P點進入板間，點進入板間，在板間的運動過程中在板間的運動過程中()A.其電勢能將會增大其電勢能將會增大B.其機械能將會增大其機械能將會增大C.小球所受的洛倫茲力的大小將會增大小球所受的洛倫茲力的大小將會增大D.小球受到的電場力將會增大小球受到的電場力將會增

9、大圖圖4(雙選雙選)AC熱點考向例析考向3電磁感應中的動力學問題分析電磁感應中的動力學問題分析例例3如圖如圖5 5所示，平行金屬導軌所示，平行金屬導軌PQPQ、MNMN相距相距d d2 m2 m，導軌平，導軌平面與水平面間的夾角面與水平面間的夾角3030，導軌上端接一個，導軌上端接一個R R6 6 的的電阻，導軌電阻不計，磁感應強度電阻，導軌電阻不計，磁感應強度B B0.5 T0.5 T的勻強磁場垂直的勻強磁場垂直導軌平面向上導軌平面向上. .一根質量為一根質量為m m0.2 kg0.2 kg、電阻、電阻r r4 4 的金屬的金屬棒棒efef垂直導軌垂直導軌PQPQ、MNMN靜止放置，距離導軌

10、底端靜止放置，距離導軌底端s s1 13.2 m.3.2 m.另另一根絕緣塑料棒一根絕緣塑料棒ghgh與金屬棒與金屬棒efef平行放置，平行放置，絕緣塑料棒絕緣塑料棒ghgh從導從導軌底端以初速度軌底端以初速度v v0 010 10 m/sm/s沿導軌上滑并與金屬棒正碰沿導軌上滑并與金屬棒正碰( (碰撞時間碰撞時間極短極短) )，碰后絕緣塑料棒，碰后絕緣塑料棒ghgh沿導軌下滑，金屬沿導軌下滑，金屬棒棒efef沿導軌上滑沿導軌上滑s s2 20.5 m0.5 m后停下，在此過程后停下，在此過程中電阻中電阻R R上產(chǎn)生的電熱為上產(chǎn)生的電熱為Q Q0.36 J.0.36 J.已知兩已知兩棒與導軌間

11、的動摩擦因數(shù)均為棒與導軌間的動摩擦因數(shù)均為 ，g g10 m/s10 m/s2 2. .求：求：圖圖5 (1)絕緣塑料棒絕緣塑料棒gh與金屬棒與金屬棒ef碰撞前瞬間，碰撞前瞬間，絕緣塑料棒的速率；絕緣塑料棒的速率；33解析絕緣塑料棒與金屬棒相碰前，做勻減速直線運動，絕緣塑料棒與金屬棒相碰前，做勻減速直線運動，由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得Mgsin 30Mgcos 30Ma1解得解得v16 m/s.審題突破審題突破絕緣塑料棒絕緣塑料棒gh沿導軌上滑時，受到哪些力的作用，沿導軌上滑時，受到哪些力的作用，做什么性質的運動？碰撞后金屬棒做什么性質的運動？碰撞后金屬棒ef向上做什么性質的運動，向上做

12、什么性質的運動，何時加速度最大？何時加速度最大？(2)碰撞后金屬棒碰撞后金屬棒ef向上運動過程中的最大加速度；向上運動過程中的最大加速度；解析 設金屬棒剛開始運動時速度為設金屬棒剛開始運動時速度為v，由能量守恒定律得，由能量守恒定律得金屬棒剛開始運動時加速度最大，此時感應電動勢金屬棒剛開始運動時加速度最大，此時感應電動勢EBdv4 V解得解得v4 m/s安培力安培力FBId0.4 N由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得: mgsin 30mgcos 30Fmam解得解得am12 m/s2. 對于導體棒在磁場中動力學問題的分析要對于導體棒在磁場中動力學問題的分析要特別注意特別注意棒中的感應電流受到的

13、安培力一定是阻力棒中的感應電流受到的安培力一定是阻力.一般導體棒一般導體棒在安培力和其他恒力作用下做的變速運動是加速度逐在安培力和其他恒力作用下做的變速運動是加速度逐漸減小的變速運動，但在一定的條件下，也可以做勻漸減小的變速運動，但在一定的條件下，也可以做勻變速直線運動變速直線運動.以題說法針對訓練針對訓練3 如圖如圖6甲所示，甲所示，MN、PQ是相距是相距d1.0 m足夠長足夠長的平行光滑金屬導軌，導軌平面與水平面間的夾角為的平行光滑金屬導軌，導軌平面與水平面間的夾角為，導，導軌電阻不計，整個導軌處在方向垂直于導軌平面向上的勻強軌電阻不計，整個導軌處在方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，金屬

14、棒磁場中，金屬棒ab垂直于導軌垂直于導軌MN、PQ放置，且始終與導軌放置，且始終與導軌接觸良好，已知金屬棒接觸良好，已知金屬棒ab的質量的質量m0.1 kg，其接入電路的，其接入電路的電阻電阻r1 ，小燈泡電阻，小燈泡電阻RL9 ，重力加速度，重力加速度g取取10 m/s2.現(xiàn)斷開開關現(xiàn)斷開開關S，將棒，將棒ab由靜止釋放并開始計時，由靜止釋放并開始計時，t0.5 s時刻時刻閉合開關閉合開關S，圖乙為，圖乙為ab的速度隨時間變化的圖象的速度隨時間變化的圖象.求：求： (1)金屬棒金屬棒ab開始下滑時開始下滑時的加速度大小、斜面傾角的加速度大小、斜面傾角的正弦值；的正弦值； (2)(2)磁感應強

15、度磁感應強度B B的大小的大小解析1) S斷開時斷開時ab做勻加速直線運動做勻加速直線運動根據(jù)牛頓第二定律有：根據(jù)牛頓第二定律有：mgsin ma所以所以sin 2) t0.5 s時時S閉合，閉合，ab先做加速度減小的加速運動，當速先做加速度減小的加速運動，當速度達到最大度達到最大vm6 m/s后做勻速直線運動后做勻速直線運動根據(jù)平衡條件有根據(jù)平衡條件有mgsin F安安又又F安安BIdEBdvmI解得解得B1 T.審題破題 真題演練3.應用動力學方法處理電學綜合問題例例4 4(14(14分分) )如圖如圖7 7所示，兩光滑平行的金屬導軌所示，兩光滑平行的金屬導軌EFEF和和GHGH，相距為，

16、相距為l l，軌道平面與水平面成軌道平面與水平面成3030，導軌足夠長，軌道的底端接有阻，導軌足夠長，軌道的底端接有阻值為值為R R的電阻，導軌電阻不計的電阻，導軌電阻不計. .磁感應強度為磁感應強度為B B的勻強磁場垂直于的勻強磁場垂直于導軌平面，導體棒導軌平面，導體棒MNMN電阻為電阻為r r，垂直于導軌放置且與導軌接觸良，垂直于導軌放置且與導軌接觸良好，導體棒通過垂直于棒且與導軌共面的輕繩繞過光滑的定滑輪好，導體棒通過垂直于棒且與導軌共面的輕繩繞過光滑的定滑輪與質量為與質量為m m的物塊的物塊A A相連，開始時系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)在物塊相連，開始時系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)在物塊A A上輕放一

17、質量為上輕放一質量為m/2m/2的小物塊的小物塊B B，使，使ABAB一起運動，若從小物塊一起運動，若從小物塊B B放放上物塊上物塊A A開始到系統(tǒng)運動速度恰達到穩(wěn)定值開始到系統(tǒng)運動速度恰達到穩(wěn)定值的過程中的過程中(AB(AB未著地未著地).).已知重力加速度為已知重力加速度為g g，求此過程中：求此過程中：圖圖7(1)導體棒運動的最大速度；導體棒運動的最大速度；(2)導體棒速度達到最大速度一半時，導導體棒速度達到最大速度一半時，導體棒加速度的大小體棒加速度的大小.答題模板解析(1)開始時，由平衡條件開始時，由平衡條件mgMgsin 30得得M2m (1分分)導體棒達到最大速度導體棒達到最大速

18、度vm時滿足：時滿足：(m )gMgsin 30BIml (2分分)此時此時EmBlvm (1分分)答題模板導體棒受到的安培力為導體棒受到的安培力為F安安BIl (1分分)導體棒和導體棒和AB組成的系統(tǒng)，據(jù)牛頓第二定律得組成的系統(tǒng)，據(jù)牛頓第二定律得點睛之筆 若題目中若題目中出現(xiàn)兩個以及兩個以上物體用繩、桿之出現(xiàn)兩個以及兩個以上物體用繩、桿之類物體連接類物體連接時，要時，要特別注意找出各物體的位移大小、特別注意找出各物體的位移大小、加速度大小、速度大小的關系加速度大小、速度大小的關系，這些關系往往就是解，這些關系往往就是解決問題的決問題的突破口突破口.高 考 現(xiàn) 場 (限時：15分鐘，滿分14分) (2014安徽安徽22)如圖如圖8所示，充電后的平行板電容器水所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為平放置，電容為C，極板間的距離為，極板間的距離為d，上極板正中有一小，上極板正中有一小孔孔.質量為質量為m、電荷量為、電荷量為q的小球從小孔正上方高的小球從小孔正上方高h處由靜處由靜止開始下落，穿過小孔到達下極板處速度恰為零止開始下落，穿過小孔到達下極板處速度恰為零(空氣阻空氣阻力忽略不計，極板間電場可視為勻強電場，重力加速度為力忽略不計，極板間電場可視為勻強電場，重力加速度為g).求：求：圖圖8