功能关系在电学中应用学案.doc

2011 届高三物理二轮专题编写:蒋功平郑小荣 1 功能关系在电学中应用学案( 3) 1. 电场力做功与路径无关, 若电场为匀强电场,则 W=Fscos ?若是非匀强电场, 则一般利用 W=qU 求功; 电场力做正功电势能减小, 克服电场力做功电势能增加, 电场力做功与电势能增量之间的关系为. 2. 磁场力可分为和,洛伦兹力在任何情况下对运动电荷都,安培力可以做正功、负功,还可以不做功. 3. 电流做功的实质是电场力移动电荷做功,即. 4. 导体棒在磁场中切割磁感线时,棒中感应电流收到的安培力对棒做负功(或者说棒克服磁场力做功) ,使机械能转化为,若在纯电阻电路里将进一步转化为. 方法点拨做功的过程是能量转化的过程, 应用能量守恒解题的两条思路: 某种形式能的减小量一定等于其他形式能的增加量;或某物体能量的减小量一定等于其他物体能量的增加量. 类型一功能关系在电场中的应用例1 .如图所示,同一竖直线的 A、B 两点固定有等量异种点电荷,电量为 q ,正负如图所示,△ ABC 为一等边三角形(边长为 L), CD为 AB 边的中垂线,且与右侧竖直光滑 1/4 圆弧轨道的最低点 C 相切, 已知圆弧的半径为 R, 现把质量为 m 带电量为+Q的小球( 可视为质点) 由圆弧的最高点 M 静止释放, 到最低点 C 时速度为 v 0 。已知静电力恒量为 k ,现取 D 为电势零点,求: (1) 在等量异种电荷 A、B 的电场中, M 点的电势 M?[ (2) 在最低点 C 轨道对小球的支持力 F N 多大? 课堂练****1: 如图所示, 水平放置的平行金属板的 N 板接地,M 板电势为+U 两板间距离 d,d比两板的尺寸小很多, 在两板中问有一长为 2l( 2l<d ) 的绝缘轻杆, 可绕水平固定轴 O 在竖直面内无摩擦地转动, O 为杆的中点。杆的两端分别连着小球 A和B ,它们的质量分别为 2m 和m ,电荷量分别为+q 和一 q 。当杆从图示水平位置由静止开始转过 90° 到竖直位置时,不考虑 A、B 两球间的库仑力,已知重力加速度为 g ,求: (1 )两球电势能的变化; (2 )两球的总动能; (3 )杆对 A球的作用力。功能关系在磁场中应用: 例2: 在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小为 B 的匀强磁场,区域 I 的磁场方向垂直斜面向上, 区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下, 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v 1 做匀速直线运动;当 ab 边下滑到 JP与 MN 的中间位置时, 线框又恰好以速 2011 届高三物理二轮专题编写:蒋功平郑小荣 2 度v 2 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, 线框的动能变化量大小为△E k, 重力对线框做功大小为 W 1, 安培力对线框做功大小为 W 2, 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 v 2>v 1。 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,有(W 1+△ E k )机械能转化为电能。 D 、从 a