(全國通用)2018年高考物理二輪復(fù)習(xí)全冊學(xué)案(打包15套).zip,全國,通用,2018,年高,物理,二輪,復(fù)習(xí),全冊學(xué)案,打包,15
第2講 動量觀點和能量觀點在電學(xué)中的應(yīng)用
知識必備
1.靜電力做功與路徑無關(guān)。若電場為勻強電場,則W=Flcos α=qElcos α;若是非勻強電場,則一般利用W=qU來求。
2.靜電力做的功等于電勢能的變化,即WAB=-ΔEp。
3.電流做功的實質(zhì)是電場對移動電荷做功,即W=UIt=qU。
4.磁場力又可分為洛倫茲力和安培力。洛倫茲力在任何情況下對運動電荷都不做功;安培力可以做正功、負功,還可以不做功。
5.電磁感應(yīng)中的能量問題
(1)能量轉(zhuǎn)化:其他形式的能量電能
電能焦耳熱或其他形式能
(2)焦耳熱的三種求法:
①焦耳定律:Q=I2Rt
②功能關(guān)系:Q=W克服安培力
③能量轉(zhuǎn)化:Q=W其他能的減少量,
備考策略
動量觀點和能量觀點在電學(xué)中應(yīng)用的題目,一般過程復(fù)雜且涉及多種性質(zhì)不同的力,因此,要抓住4點:
(1)受力分析和運動過程分析是關(guān)鍵。
(2)根據(jù)不同的運動過程中各力做功的特點來選擇相應(yīng)規(guī)律求解。
(3)力學(xué)中的幾個功能關(guān)系在電學(xué)中仍然成立。
(4)感應(yīng)電動勢是聯(lián)系電磁感應(yīng)與電路的橋梁,要做好“源”的分析,電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電功率等于內(nèi)、外電路消耗的功率之和,這是能量守恒分析這類問題的思路。
功能關(guān)系在電學(xué)中的應(yīng)用
【真題示例】 (多選)(2017·全國卷Ⅲ,21)一勻強電場的方向平行于xOy平面,平面內(nèi)a、b、c三點的位置如圖1所示,三點的電勢分別為10 V、17 V、26 V。下列說法正確的是( )
圖1
A.電場強度的大小為2.5 V/cm
B.坐標(biāo)原點處的電勢為1 V
C.電子在a點的電勢能比在b點的低7 eV
D.電子從b點運動到c點,電場力做功為9 eV
解析 如圖所示,設(shè)a、c之間的d點電勢與b點電勢相同,則==,所以d點的坐標(biāo)為(3.5 cm,6 cm),過c點作等勢線bd的垂線,電場強度的方向由高電勢指向低電勢。由幾何關(guān)系可得,cf的長度為3.6 cm,電場強度的大小E===2.5 V/cm,故選項A正確;因為Oacb是矩形,所以有Uac=UOb ,可知坐標(biāo)原點O處的電勢為1 V ,故選項B正確;a點電勢比b點電勢低7 V,電子帶負電,所以電子在a點的電勢能比在b點的高7 eV,故選項C錯誤;b點電勢比c點電勢低9 V,電子從b點運動到c點,電場力做功為9 eV,故選項D正確。
答案 ABD
真題感悟
1.高考考查特點
(1)本考點重在通過帶電粒子在電場中的運動考查電場中的功能關(guān)系。
(2)理解電場力做功與電勢能的變化關(guān)系,是解題的關(guān)鍵。
2.常見誤區(qū)及臨考提醒
(1)在進行電場力做功和電勢能的判斷時,要注意電荷的正負。
(2)電場力做功只與始、末位置有關(guān),與路徑無關(guān)。
(3)利用能量的轉(zhuǎn)化和守恒解決電磁感應(yīng)問題時要準確把握參與轉(zhuǎn)化的能量的形式和種類,同時要確定各種能量的增減情況和增減原因。
預(yù)測1
功能關(guān)系在電場中的應(yīng)用
預(yù)測2
功能關(guān)系在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用
預(yù)測3
應(yīng)用動力學(xué)觀點和功能觀點處理電學(xué)綜合問題
1.(多選)如圖2甲所示,一光滑絕緣細桿豎直放置,與細桿右側(cè)距離為d的A點處有一固定的正點電荷,細桿上套有一帶電小環(huán),設(shè)小環(huán)與點電荷的豎直高度差為h,將小環(huán)無初速度地從h高處釋放后,在下落至h=0的過程中,其動能Ek隨h的變化曲線如圖乙所示,則( )
圖2
A.小環(huán)可能帶負電
B.從h高處下落至h=0的過程中,小環(huán)電勢能增加
C.從h高處下落至h=0的過程中,小環(huán)經(jīng)過了加速、減速、再加速三個階段
D.小環(huán)將做以O(shè)點為中心的往復(fù)運動
解析 由題圖乙中Ek隨h的變化曲線可知,小環(huán)從h高處下落至h=0的過程中,經(jīng)過了加速、減速、再加速三個階段,選項C正確;合外力做功的情況是先做正功,再做負功,最后又做正功,而重力一直對小環(huán)做正功,故只有庫侖力能對小環(huán)做負功,即小環(huán)帶正電,選項A錯誤;從h高處下落至h=0的過程中,電場力做負功,故小環(huán)電勢能增加,選項B正確;小環(huán)越過O點后,所受的電場力、重力及桿對小環(huán)的彈力的合力方向向下,故小環(huán)將向下做加速運動,選項D錯誤。
答案 BC
2.(多選)在如圖3所示的傾角為θ的光滑斜面上,存在著兩個磁感應(yīng)強度大小均為B的勻強磁場,區(qū)域Ⅰ的磁場方向垂直斜面向上。區(qū)域Ⅱ的磁場方向垂直斜面向下,磁場的寬度均為L。一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導(dǎo)線框,由靜止開始沿斜面下滑。當(dāng)ab邊剛越過GH進入磁場Ⅰ區(qū)時,恰好以速度v1做勻速直線運動;當(dāng)ab邊下滑到JP與MN的中間位置時,線框又恰好以速度v2做勻速直線運動,從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中,線框的動能變化量為ΔEk,重力對線框做功大小為W1,安培力對線框做功大小為W2,下列說法中正確的是( )
圖3
A.在下滑過程中,由于重力做正功,所以有v2>v1
B.從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中,機械能守恒
C.從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中,有(W1-ΔEk)的機械能轉(zhuǎn)化為電能
D.從ab進入GH到MN到JP的中間位置的過程中,線框動能的變化量為ΔEk=W1-W2
解析 由平衡條件,第一次勻速運動時,mgsin θ=,第二次勻速運動時,mgsin θ=,則v2
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