专题三 能量(二)教案_专题综合教案二上

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专题三

能量(二)【专题定位】：本专题主要运用功能关系解决带电粒子或导体棒在电场、磁场以及复合场中的运动问题。【应考策略】：功能关系在电磁学中应用的问题，一般过程复杂且涉及多种性质不同的力，因此通过审题，抓住受力分析、运动过程分析是关键，根据不同的运动过程各力做功的特点来选择适当的规律求解。具体做法：

1．明确对象，建立模型，受力分析，运动分析，能量分析。

2．题中可能有多物多过程，不同子过程有不同的规律，要分段列式，综合分析求解。3．根据规律规范列式。【重点热点透析】

例1．如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为v2(v2

A、小物体上升的最大高度为(v12v22)/4g

B、从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小

C、从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功

D．从N到M的过程中，由摩擦产生的热量等于小物体机械能的减少

例2.如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其左端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为m的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为。杆在水平向右、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度为g，则在此过程中

F(Fmg)R 22BdBdLB．通过电阻R的电荷量为

RrA．拉力F的最大功率为 C．力F与摩擦力所做的总功等于回路中产生的焦耳热

D．力F与安培力所做的总功大于杆机械能的变化

例3.在如图所示的倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感就强度大小为B的匀强磁场，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂斜面向下，磁场的宽度均为L，一个质量为m，电阻为R，边长也为L的正方形导线 框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场I区时，恰好以速度v1做匀匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度v2做匀速直线 运动，从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，线框的动能变化量为△Ek，重力对线框做功W1，安培力对线框做功为W2，下列说法中正确的有

A． 在下滑过程中，由于重力做正功，所以有v2>v1 B． 从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，机械能守恒 C． 从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，有(W1-△Ek)机械能转化为电能

D． 从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，线框动能的变化量为△Ek=W1+W2

例4．如图所示，MN是一固定在水平地面上足够长的绝缘平板(左侧有档板)，整个空间有平行于平板向右、场强为E=2N/C的匀强电场，在板上C点的左侧有一个垂直于纸面向

-3外、磁感应强度为B=1T的匀强磁场，一个质量为m=4×10kg带负电的小物块，带电荷量-2q=10C，从C点由静止开始向左先做加速运动再做匀速运动，当物体碰到左端挡板后被弹回，若在碰撞后瞬间将电场改为竖直向下，大小不变，小物块返回时在磁场中恰做匀速运动，已知平板MC部分的长度L=5m，物块与平板间的动摩擦因数为0.2,g10m/s2，求：(1)小物块向左运动过程中克服摩擦力做的功Wf；(2)小物块与左端挡板碰撞过程损失的机械能△E

(3)小物块与左挡板碰后到最终静止时所用时间t；(4)整个过程中由于摩擦产生的热量Q。

变式训练】

1．一带电油滴在匀强电场E中从a到b的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下，不计空气阻力，此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况是

A、动能减小

B、电势能增加

C、重力势能和电势能之和减小 D、动能和电势能之和增加

2．如图所法，轻绳绕过轻滑轮连接着边长为L的正方形导线框A1和物块A2，线框A1的电阻为R，质量为M，物块A2的质量为m(M>m)，两匀强磁场区域I、II的高度也为L，磁感应强度均为B，方向水平与线框平面垂直，线框ab边距磁场边界高度为h，开始时各段绳都处于伸直状态，把它们由静止释放，ab边刚穿过两磁场的分界线CC进入磁场II时线框做匀速运动，求：

(1)ab边刚进入磁场I时线框A1的速度v1；

(2)ab边进入磁场II后线框A1所受重力的功率P；

(3)从ab边刚进入磁场II到ab边刚穿出磁场II的过程中，线框中产生的焦耳热Q.2．如图所示，一U形光滑导轨串有一电阻R，放置在匀强磁场中，导轨平面与磁场方向垂直，一电阻可忽略不计但有一定质量的金属杆ab跨接在导轨上，可沿导轨方向平移，现从静止开始对ab杆施以向右的恒力F，则杆在运动过程中，下列说法中正确的是

A、外力F对杆ab所做的功数值上总是等于电阻R上消耗的电能 B、磁场对杆ab的作用力的功率与电阻R上消耗的功率大小是相等的 C、电阻R上消耗的功率存在最大值

D、若导轨不光滑，外力F对杆ab所做的功数值上总是大于电阻R上消耗的电能

3．如图所示，在y≥0的区域内存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，水平虚线MN、PQ区域内有水平向右电场强度的大小Emg的匀强电场。半径为R的光q滑绝缘空心半圆结管AO垂直于MN，一质量为m，电荷量为q的带正电小球(可视为质点)从半圆管的A点由静止滑入管内，重力加速度为g，求：

(1)小球从A到O点过程中，电场力对带正电小球所做的功；(2)小球到达O点时，对半圆管的作用大小；

(3)若小球从O点射出后，能穿过电场区域再次经过y轴，则电场区域的高度H应大于多少。