2017届高考物理二轮复习专题指导课件：2力与直线运动+第二讲《电磁学中的直线运动》（新课标）.ppt

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1、第二讲电磁学中的直线运动真题模拟体验名师诠释高考12341.(2015全国理综,14)如图,两平行的带电金属板水平放置.若在两板中间a点从静止释放一带电微粒,微粒恰好保持静止状态.现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45,再由a点从静止释放一同样的微粒,该微粒将()A.保持静止状态B.向左上方做匀加速运动C.向正下方做匀加速运动D.向左下方做匀加速运动真题模拟体验名师诠释高考1234解析:金属板水平放置时,静电力F=mg,如图甲所示;当金属板逆时针旋转45时,静电力F大小不变,方向逆时针转过45,如图乙所示.由平行四边形定则知,F合的方向沿左下方,带电微粒从静止释放,故选项D正确.答案

2、:D真题模拟体验名师诠释高考12342.(多选)(2014浙江理综,20)如图甲所示,两根光滑平行导轨水平放置,间距为L,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒.从t=0时刻起,棒上有如图乙所示的持续交变电流I,周期为T,最大值为Im,图甲中I所示方向为电流正方向.则金属棒()A.一直向右移动B.速度随时间周期性变化C.受到的安培力随时间周期性变化D.受到的安培力在一个周期内做正功真题模拟体验名师诠释高考1234解析:在 时间内,由左手定则可知,金属棒所受安培力方向向右,金属棒向右加速,在 时间内,金属棒所受安培力方向向左,金属棒向右减速,t=T时,速度

3、恰好减为零,以后又周期性重复上述运动,可知金属棒一直向右移动,其速度随时间周期性变化,受到的安培力随时间周期性变化,选项A、B、C正确;安培力在一个周期内对金属棒先做正功,后做负功,由动能定理可知安培力在一个周期内做的总功为零,选项D错误.答案:ABC真题模拟体验名师诠释高考12343.(2014安徽理综,22)如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔.质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g).求:(1)小球到达小孔处的速度;(2)极板间

4、电场强度大小和电容器所带电荷量;(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.真题模拟体验名师诠释高考1234真题模拟体验名师诠释高考1234真题模拟体验名师诠释高考1234真题模拟体验名师诠释高考在本讲中,高考命题主要涉及以下三个方面:1.带电体在恒定电场力或变化电场力作用下的直线运动,以匀变速直线运动为主,考查应用动力学和功能观点解决直线运动问题的能力.2.带电体在安培力或洛伦兹力作用下的直线运动,考查对洛伦兹力特点的理解,能正确分析与其他力相互制约的动态变化过程.3.导体棒做切割磁感线的直线运动,以匀速和匀变速直线运动为主,考查综合应用牛顿运动定律、功能关系和电路规律解决问题的能力.考点一考

5、点二考点三考点四1.条件:带电体所受合力方向与速度方向共线,若合力为恒力,则带电体做匀变速直线运动;若合力大小变化,则做变加速直线运动.2.解决方法:与力学中处理直线运动的方法相同,即先进行受力分析、运动情况分析,根据已知和所求,再用牛顿运动定律和运动学规律(动力学规律)、动能定理、功能关系等求解.考点一考点二考点三考点四(多选)(2015陕西宝鸡模拟)在地面附近,存在着一个有界电场,边界MN将空间分成上下两个区域、,在区域中有竖直向上的匀强电场,在区域中离边界某一高度由静止释放一个质量为m的带电小球,如图甲所示.小球运动的v-t图象如图乙所示.不计空气阻力,则()A.小球受到的重力与电场力之

6、比为35B.在t=5 s时,小球经过边界MNC.在小球向下运动的整个过程中,重力做的功大于电场力做的功D.在14 s过程中,小球的机械能先减小后增大考点一考点二考点三考点四思路点拨:根据题图可知,小球先做自由落体运动,进入电场后,做匀减速运动,当速度减为零时,再反向匀加速,离开电场后,做匀减速运动.由题图可求小球进入电场前后的加速度,结合小球的受力情况,由牛顿第二定律可求重力与电场力之比;根据动能定理分析选项C,根据电场力做功情况分析选项D.考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四对点训练11.(2015海南单科,5)如图,一充电后的平行板电容器的两极板相距l.在正极板附近有一质量为M

7、、电荷量为q(q0)的粒子;在负极板附近有另一质量为m、电荷量为-q的粒子.在电场力的作用下,两粒子同时从静止开始运动.已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距 的平面.若两粒子间相互作用力可忽略,不计重力,则Mm为()A.32B.21C.52D.31考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四带电粒子在交变电场中的直线运动,一般多以加速、减速交替出现的多运动过程的情景出现.其解决的方法:1.根据力与运动的关系,分析一个变化周期内电场力、加速度、速度等量的变化规律.2.画出v-t图象,借助图象进行运动过程分析.考点一

8、考点二考点三考点四(多选)一匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象如图所示.在该匀强电场中,有一个带电粒子于t=0时刻由静止释放,若带电粒子只受电场力作用,则下列说法中正确的是()A.带电粒子只向一个方向运动B.02 s内,电场力所做的功等于零C.4 s末带电粒子不会回到原出发点D.2.54 s内,速度的改变等于零考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四对点训练21.(2015安徽合肥三模)如图甲所示,一对长为L的金属板,平行正对放置,质量为m的电子从平行板左侧以速度v0沿两板的中线不断进入平行板之间.两板间所加交流电压UAB如图乙所示,交流电压的周期T=,已知

9、所有电子都能穿过平行板,不考虑电子的重力和电子间的相互作用,则()考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四(1)定性分析在t=0时刻从O点进入的粒子,在垂直于金属板的方向上的运动情况.(2)在距靶MN的中心O点多远的范围内有粒子击中?(3)要使粒子能全部打在靶MN上,电压U0的数值应满足什么条件?(写出U0、m、d、q、T的关系式即可)考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四1.带电粒子在磁场中运动时,洛伦兹力的方向始终垂直于粒子的速度方向,洛伦兹力永不做功.2.带电粒子在恒定电场力、重力和洛伦兹力共同作用

10、下的直线运动只能是匀速直线运动.3.带电粒子在恒力、洛伦兹力共同作用下的直线运动只能是匀速直线运动.考点一考点二考点三考点四(多选)(2015江苏南京、盐城模拟)如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5 T的匀强磁场,一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端放置一质量为m=0.1 kg、带正电q=0.2 C的滑块,滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.现对木板施加方向水平向左、大小为F=0.6 N的恒力,g取10 m/s2.则滑块()A.开始做匀加速运动,然后做加速度减小的加速运动,最后做匀速直线运动B.一直做加

11、速度为2 m/s2的匀加速运动,直到滑块飞离木板为止C.速度为6 m/s时,滑块开始减速D.最终做速度为10 m/s的匀速运动考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四对点训练3(多选)如图所示,一个质量为m、电荷量为+q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,圆环与杆的动摩擦因数为,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中,不计空气阻力.现给环一个向右的初速度v0,在以后的运动过程中,环的速度图象可能是图中的()考点一考点二考点三考点四解析:根据左手定则知,圆环受向上的洛伦兹力.若Bqv0=mg,圆环做匀速运动,选项A正确;若Bqv0mg,圆环受向下的压力FN=

12、Bqv-mg,向左的滑动摩擦力Ff=FN=(Bqv-mg),圆环做减速运动,洛伦兹力减小,压力减小,摩擦力减小,加速度减小,当Bqv=mg时,圆环做匀速运动,选项D正确;若Bqv0mg,圆环受向上的压力FN=mg-Bqv,向左的滑动摩擦力Ff=FN=(mg-Bqv),圆环做减速运动,洛伦兹力减小,压力增大,摩擦力增大,加速度增大,圆环做加速度增大的减速运动,选项B正确,C错误.答案:ABD考点一考点二考点三考点四电磁感应中导体棒在安培力和其他恒力作用下的三种运动类型:匀速直线运动、加速度逐渐减小的减速直线运动、加速度逐渐减小的加速直线运动.电磁感应中导体棒在安培力和其他变力作用下的两种运动类型

13、:匀速直线运动、匀变速直线运动.考点一考点二考点三考点四(2015山东潍坊一模)如图所示,平行光滑金属导轨OD、AC固定在水平的xOy直角坐标系内,OD与x轴重合,间距L=0.5 m.在AO间接一R=20 的电阻,将阻值为r=5、质量为2 kg的导体棒横放在导轨上,且与y轴重合.导轨所在区域有方向竖直向下的磁场,磁感应强度B随横坐标x的变化关系为B=T.现用沿x轴正向的水平力拉导体棒,使其沿x轴正向以2 m/s2的加速度做匀加速直线运动,不计导轨电阻.求:(1)t时刻电阻R两端的电压;(2)拉力随时间的变化关系.思路点拨:导体棒匀加速直线运动v、x随时间t变化B、F安随t变化F-F安=maF-

14、t关系.考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四对点训练41.(2015辽宁大连二模)如图所示,两平行导轨间距L=0.1 m,足够长光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接(连接处能量损失不计),倾斜部分与水平面间的夹角=30,导轨的倾斜部分处于方向垂直斜面向上、磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中,水平部分没有磁场.金属棒ab质量m=0.005 kg、电阻r=0.02,运动中与导轨始终接触良好,并且与导轨垂直,电阻R=0.08,其余电阻不计,当金属棒从斜面上距地面高h=1.0 m以上(含1.0 m)任何地方由静止释放后,在水平面上滑行的最大距离x都是1.25 m

15、,g取10 m/s2.求:(1)金属棒在斜面上运动的最大速度;(2)金属棒与水平面间的动摩擦因数;(3)金属棒从高度h=1.0 m处由静止滑至倾斜轨道底端过程中电阻R上产生的热量.考点一考点二考点三考点四解析:(1)金属棒从离地高h=1.0 m以上任何地方由静止释放后,在到达水平面之前已经开始匀速运动,设最大速度为v,则感应电动势E=BLv感应电流I=安培力F=BIL(1)匀速运动时,有mgsin=F,得v=1.0 m/s.(2)在水平面上运动时,金属棒所受滑动摩擦力Ff=mg金属棒在摩擦力作用下做匀减速运动,有Ff=mav2=2ax得=0.04.考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四2.如图所示,两根平行金属导轨MN、PQ相距为d=1.0 m,导轨平面与水平面夹角为=30,导轨上端跨接一定值电阻R=1.6,导轨电阻不计,整个装置处于与导轨平面垂直且向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=1.0 T.一根与导轨等宽的金属棒ef垂直于MN、PQ静止放置,且与导轨保持良好接触.金属棒质量m=0.1 kg、电阻r=0.4,距导轨底端s1=3.75 m.考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四考点一考点二考点三考点四