高考物理二輪復習 專題二 力與直線運動 第二講 電磁學中的直線運動課件.ppt

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第二講電磁學中的直線運動 真題模擬體驗 名師詮釋高考 1 2 3 4 1 2015全國理綜 14 如圖 兩平行的帶電金屬板水平放置 若在兩板中間a點從靜止釋放一帶電微粒 微粒恰好保持靜止狀態(tài) 現(xiàn)將兩板繞過a點的軸 垂直于紙面 逆時針旋轉(zhuǎn)45 再由a點從靜止釋放一同樣的微粒 該微粒將 A 保持靜止狀態(tài)B 向左上方做勻加速運動C 向正下方做勻加速運動D 向左下方做勻加速運動 真題模擬體驗 名師詮釋高考 1 2 3 4 解析 金屬板水平放置時 靜電力F mg 如圖甲所示 當金屬板逆時針旋轉(zhuǎn)45 時 靜電力F大小不變 方向逆時針轉(zhuǎn)過45 如圖乙所示 由平行四邊形定則知 F合的方向沿左下方 帶電微粒從靜止釋放 故選項D正確 答案 D 真題模擬體驗 名師詮釋高考 1 2 3 4 2 多選 2014浙江理綜 20 如圖甲所示 兩根光滑平行導軌水平放置 間距為L 其間有豎直向下的勻強磁場 磁感應強度為B 垂直于導軌水平對稱放置一根均勻金屬棒 從t 0時刻起 棒上有如圖乙所示的持續(xù)交變電流I 周期為T 最大值為Im 圖甲中I所示方向為電流正方向 則金屬棒 A 一直向右移動B 速度隨時間周期性變化C 受到的安培力隨時間周期性變化D 受到的安培力在一個周期內(nèi)做正功 真題模擬體驗 名師詮釋高考 1 2 3 4 解析 在時間內(nèi) 由左手定則可知 金屬棒所受安培力方向向右 金屬棒向右加速 在時間內(nèi) 金屬棒所受安培力方向向左 金屬棒向右減速 t T時 速度恰好減為零 以后又周期性重復上述運動 可知金屬棒一直向右移動 其速度隨時間周期性變化 受到的安培力隨時間周期性變化 選項A B C正確 安培力在一個周期內(nèi)對金屬棒先做正功 后做負功 由動能定理可知安培力在一個周期內(nèi)做的總功為零 選項D錯誤 答案 ABC 真題模擬體驗 名師詮釋高考 1 2 3 4 3 2014安徽理綜 22 如圖所示 充電后的平行板電容器水平放置 電容為C 極板間距離為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處由靜止開始下落 穿過小孔到達下極板處速度恰為零 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g 求 1 小球到達小孔處的速度 2 極板間電場強度大小和電容器所帶電荷量 3 小球從開始下落運動到下極板處的時間 真題模擬體驗 名師詮釋高考 1 2 3 4 真題模擬體驗 名師詮釋高考 1 2 3 4 真題模擬體驗 名師詮釋高考 1 2 3 4 真題模擬體驗 名師詮釋高考 在本講中 高考命題主要涉及以下三個方面 1 帶電體在恒定電場力或變化電場力作用下的直線運動 以勻變速直線運動為主 考查應用動力學和功能觀點解決直線運動問題的能力 2 帶電體在安培力或洛倫茲力作用下的直線運動 考查對洛倫茲力特點的理解 能正確分析與其他力相互制約的動態(tài)變化過程 3 導體棒做切割磁感線的直線運動 以勻速和勻變速直線運動為主 考查綜合應用牛頓運動定律 功能關系和電路規(guī)律解決問題的能力 考點一 考點二 考點三 考點四 1 條件 帶電體所受合力方向與速度方向共線 若合力為恒力 則帶電體做勻變速直線運動 若合力大小變化 則做變加速直線運動 2 解決方法 與力學中處理直線運動的方法相同 即先進行受力分析 運動情況分析 根據(jù)已知和所求 再用牛頓運動定律和運動學規(guī)律 動力學規(guī)律 動能定理 功能關系等求解 考點一 考點二 考點三 考點四 多選 2015陜西寶雞模擬 在地面附近 存在著一個有界電場 邊界MN將空間分成上下兩個區(qū)域 在區(qū)域 中有豎直向上的勻強電場 在區(qū)域 中離邊界某一高度由靜止釋放一個質(zhì)量為m的帶電小球 如圖甲所示 小球運動的v t圖象如圖乙所示 不計空氣阻力 則 A 小球受到的重力與電場力之比為3 5B 在t 5s時 小球經(jīng)過邊界MNC 在小球向下運動的整個過程中 重力做的功大于電場力做的功D 在1 4s過程中 小球的機械能先減小后增大 考點一 考點二 考點三 考點四 思路點撥 根據(jù)題圖可知 小球先做自由落體運動 進入電場后 做勻減速運動 當速度減為零時 再反向勻加速 離開電場后 做勻減速運動 由題圖可求小球進入電場前后的加速度 結(jié)合小球的受力情況 由牛頓第二定律可求重力與電場力之比 根據(jù)動能定理分析選項C 根據(jù)電場力做功情況分析選項D 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 對點訓練11 2015海南單科 5 如圖 一充電后的平行板電容器的兩極板相距l(xiāng) 在正極板附近有一質(zhì)量為M 電荷量為q q 0 的粒子 在負極板附近有另一質(zhì)量為m 電荷量為 q的粒子 在電場力的作用下 兩粒子同時從靜止開始運動 已知兩粒子同時經(jīng)過一平行于正極板且與其相距的平面 若兩粒子間相互作用力可忽略 不計重力 則M m為 A 3 2B 2 1C 5 2D 3 1 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 帶電粒子在交變電場中的直線運動 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) 其解決的方法 1 根據(jù)力與運動的關系 分析一個變化周期內(nèi)電場力 加速度 速度等量的變化規(guī)律 2 畫出v t圖象 借助圖象進行運動過程分析 考點一 考點二 考點三 考點四 多選 一勻強電場的電場強度E隨時間t變化的圖象如圖所示 在該勻強電場中 有一個帶電粒子于t 0時刻由靜止釋放 若帶電粒子只受電場力作用 則下列說法中正確的是 A 帶電粒子只向一個方向運動B 0 2s內(nèi) 電場力所做的功等于零C 4s末帶電粒子不會回到原出發(fā)點D 2 5 4s內(nèi) 速度的改變等于零 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 對點訓練21 2015安徽合肥三模 如圖甲所示 一對長為L的金屬板 平行正對放置 質(zhì)量為m的電子從平行板左側(cè)以速度v0沿兩板的中線不斷進入平行板之間 兩板間所加交流電壓UAB如圖乙所示 交流電壓的周期T 已知所有電子都能穿過平行板 不考慮電子的重力和電子間的相互作用 則 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 1 定性分析在t 0時刻從O點進入的粒子 在垂直于金屬板的方向上的運動情況 2 在距靶MN的中心O 點多遠的范圍內(nèi)有粒子擊中 3 要使粒子能全部打在靶MN上 電壓U0的數(shù)值應滿足什么條件 寫出U0 m d q T的關系式即可 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 1 帶電粒子在磁場中運動時 洛倫茲力的方向始終垂直于粒子的速度方向 洛倫茲力永不做功 2 帶電粒子在恒定電場力 重力和洛倫茲力共同作用下的直線運動只能是勻速直線運動 3 帶電粒子在恒力 洛倫茲力共同作用下的直線運動只能是勻速直線運動 考點一 考點二 考點三 考點四 多選 2015江蘇南京 鹽城模擬 如圖所示 空間有一垂直紙面向外的磁感應強度為0 5T的勻強磁場 一質(zhì)量為0 2kg且足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平面上 在木板左端放置一質(zhì)量為m 0 1kg 帶正電q 0 2C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 現(xiàn)對木板施加方向水平向左 大小為F 0 6N的恒力 g取10m s2 則滑塊 A 開始做勻加速運動 然后做加速度減小的加速運動 最后做勻速直線運動B 一直做加速度為2m s2的勻加速運動 直到滑塊飛離木板為止C 速度為6m s時 滑塊開始減速D 最終做速度為10m s的勻速運動 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 對點訓練3 多選 如圖所示 一個質(zhì)量為m 電荷量為 q的圓環(huán) 可在水平放置的足夠長的粗糙細桿上滑動 圓環(huán)與桿的動摩擦因數(shù)為 細桿處于磁感應強度為B的勻強磁場中 不計空氣阻力 現(xiàn)給環(huán)一個向右的初速度v0 在以后的運動過程中 環(huán)的速度圖象可能是圖中的 考點一 考點二 考點三 考點四 解析 根據(jù)左手定則知 圓環(huán)受向上的洛倫茲力 若Bqv0 mg 圓環(huán)做勻速運動 選項A正確 若Bqv0 mg 圓環(huán)受向下的壓力FN Bqv mg 向左的滑動摩擦力Ff FN Bqv mg 圓環(huán)做減速運動 洛倫茲力減小 壓力減小 摩擦力減小 加速度減小 當Bqv mg時 圓環(huán)做勻速運動 選項D正確 若Bqv0 mg 圓環(huán)受向上的壓力FN mg Bqv 向左的滑動摩擦力Ff FN mg Bqv 圓環(huán)做減速運動 洛倫茲力減小 壓力增大 摩擦力增大 加速度增大 圓環(huán)做加速度增大的減速運動 選項B正確 C錯誤 答案 ABD 考點一 考點二 考點三 考點四 電磁感應中導體棒在安培力和其他恒力作用下的三種運動類型 勻速直線運動 加速度逐漸減小的減速直線運動 加速度逐漸減小的加速直線運動 電磁感應中導體棒在安培力和其他變力作用下的兩種運動類型 勻速直線運動 勻變速直線運動 考點一 考點二 考點三 考點四 2015山東濰坊一模 如圖所示 平行光滑金屬導軌OD AC固定在水平的xOy直角坐標系內(nèi) OD與x軸重合 間距L 0 5m 在AO間接一R 20 的電阻 將阻值為r 5 質(zhì)量為2kg的導體棒橫放在導軌上 且與y軸重合 導軌所在區(qū)域有方向豎直向下的磁場 磁感應強度B隨橫坐標x的變化關系為B T 現(xiàn)用沿x軸正向的水平力拉導體棒 使其沿x軸正向以2m s2的加速度做勻加速直線運動 不計導軌電阻 求 1 t時刻電阻R兩端的電壓 2 拉力隨時間的變化關系 思路點撥 導體棒勻加速直線運動 v x隨時間t變化 B F安隨t變化 F F安 ma F t關系 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 對點訓練41 2015遼寧大連二模 如圖所示 兩平行導軌間距L 0 1m 足夠長光滑的傾斜部分和粗糙的水平部分圓滑連接 連接處能量損失不計 傾斜部分與水平面間的夾角 30 導軌的傾斜部分處于方向垂直斜面向上 磁感應強度B 0 5T的勻強磁場中 水平部分沒有磁場 金屬棒ab質(zhì)量m 0 005kg 電阻r 0 02 運動中與導軌始終接觸良好 并且與導軌垂直 電阻R 0 08 其余電阻不計 當金屬棒從斜面上距地面高h 1 0m以上 含1 0m 任何地方由靜止釋放后 在水平面上滑行的最大距離x都是1 25m g取10m s2 求 1 金屬棒在斜面上運動的最大速度 2 金屬棒與水平面間的動摩擦因數(shù) 3 金屬棒從高度h 1 0m處由靜止滑至傾斜軌道底端過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量 考點一 考點二 考點三 考點四 解析 1 金屬棒從離地高h 1 0m以上任何地方由靜止釋放后 在到達水平面之前已經(jīng)開始勻速運動 設最大速度為v 則感應電動勢E BLv感應電流I 安培力F BIL 1 勻速運動時 有mgsin F 得v 1 0m s 2 在水平面上運動時 金屬棒所受滑動摩擦力Ff mg金屬棒在摩擦力作用下做勻減速運動 有Ff mav2 2ax得 0 04 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 2 如圖所示 兩根平行金屬導軌MN PQ相距為d 1 0m 導軌平面與水平面夾角為 30 導軌上端跨接一定值電阻R 1 6 導軌電阻不計 整個裝置處于與導軌平面垂直且向上的勻強磁場中 磁感應強度大小為B 1 0T 一根與導軌等寬的金屬棒ef垂直于MN PQ靜止放置 且與導軌保持良好接觸 金屬棒質(zhì)量m 0 1kg 電阻r 0 4 距導軌底端s1 3 75m 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四 考點一 考點二 考點三 考點四