【南方新课堂】013年高考物理二轮复习提升 第一部分 专题二 第2讲 能量观点在电磁学中的应用课件.ppt

* 第2讲 能量观点在电磁学中的应用 1．(双选，2012 年广东卷)图2－2－1是某种静电矿料分选器 的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收 ) 集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的有( 图2－2－1 A．带正电的矿粉落在右侧 B．电场力对矿粉做正功 C．带负电的矿粉电势能变大 D．带正电的矿粉电势能变小 解析：不管带正电还是负电，电场力做正功，电势能减少， 正电荷受的电场力向左故在左边，负电荷在右边． 答案：BD 2．(2012 年天津卷)两个固定的等量异号点电荷所产生电场 的等势面如图 2－2－2 中虚线所示，一带负电的粒子以某一速 度从图中 A 点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电 ) 场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中( 图 2－2－2 A．做直线运动，电势能先变小后变大 B．做直线运动，电势能先变大后变小 C．做曲线运动，电势能先变小后变大 D．做曲线运动，电势能先变大后变小 解析：两个固定的等量异号点电荷产生电场的等势面与电 场线垂直，且沿电场线电势减小，所以等量异号点电荷和它们 间的直线电场线如图10所示．当带负电的粒子进入电场后受到 电场力而偏转做曲线运动．粒子在电场力作用下向上偏转，电 场力做正功，粒子的动能增加、电势能减少，之后粒子离开电 场，电势能增加． 图10 答案：C 3．(2012 年天津卷)对铀235的进一步研究在核能的开发和 利用中具有重要意义，如图2－2－3所示，质量为m、电荷量 为q的铀235离子，从容器 A 下方的小孔S1不断飘入加速电场， 其初速度可视为零，然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感 应强度为B的匀强磁场中，做半径为 R 的匀速圆周运动，离子 行进半个圆周后离开磁场并被收集，离开磁场时离子束的等效 电流为I，不考虑离子重力及离子间的相互作用．求加速电场的 电压 U. 图2－2－3 4．(2011 年天津卷)如图 2－2－4 所示，两根足够长的光滑 平行金属导轨 MN、PQ 间距离为 l＝0.5 m，其电阻不计，两导 轨及其构成的平面均与水平面成 30°角．完全相同的两金属棒 ab、cd 分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触， 已知两棒质量均为 m＝0.02 kg，电阻均为 R＝0.1 Ω，整个装置 处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度 B＝0.2 T， 棒 ab 在平行于导轨向上的力 F 作用下，沿导轨向上匀速运动， 而棒 cd 恰好能够保持静止．取 g＝10 m/s2，问： (1)通过棒 cd 的电流 I 是多少，方向如何？ (2)棒 ab 受到的力 F 多大？ (3)棒 cd 每产生 Q＝0.1 J 的热量，力 F 做的功 W 是多少？ 图2－2－4 解：(1)棒cd 受到的安培力Fcd＝IlB 棒cd在共点力作用下平衡，则Fcd＝mgsin 30° 代入数据解得I＝1 A 根据楞次定律可知，棒cd 中的电流方向由d 至c. (2)棒ab与棒cd 受到的安培力大小相等，即 Fab＝Fcd 对棒ab，由共点力平衡知F＝mgsin 30°＋IlB 代入数据解得F＝0.2 N. 能量在电磁学中的应用在近几年的高考中都有，考题形式 上选择题和计算题都有．计算题，往往要结合运动分析、受力 分析等列方程综合求解，难度比较大．从内容上一般考向为： (1)带电体在电场中运动，电场力做功，电势能变化． (2)电磁感应中的能量问题，电磁感应中其他形式的能转化 为电能表现为安培力做负功，而电动机原理中安培力做正功电 能转化为其他形式的能． (3)复合场中，重力势能、动能、电势能之间的相互转化． 带电体在电场力作用下的能量转化 【例1】(2011年广东实验中学模拟)如图2－2－5所示，高 h＝0.8 m 的绝缘水平桌面上方的区域Ⅰ中存在匀强电场，场强 E 的方向与区域的某一边界平行，区域Ⅱ中存在垂直于纸面的 匀强磁场 B.现有一质量 m＝0.01 kg、带电荷量 q＝＋10-5 C 的 小球从A点以v0＝4 m/s 的初速度水平向右运动，匀速通过区域 Ⅱ后落在水平地面上的 B 点，已知：小球与水平桌面间的动摩 擦因数μ＝0.1，L＝1 m，h＝0.8 m，x＝0.8 m，取 g＝10 m/s2. 试求： (1)小球在区域Ⅱ中的速度； (2)区域Ⅱ中磁感应强度 B 的大小及方向； (3)区域Ⅰ中电场强度 E 的大小及方向． 图2－2－5 对带电体在电场力作用下的能量转化问题， 第一，要分析清电场力对带电体做功的情况，如果做正功则电