0  263930  263938  263944  263948  263954  263956  263960  263966  263968  263974  263980  263984  263986  263990  263996  263998  264004  264008  264010  264014  264016  264020  264022  264024  264025  264026  264028  264029  264030  264032  264034  264038  264040  264044  264046  264050  264056  264058  264064  264068  264070  264074  264080  264086  264088  264094  264098  264100  264106  264110  264116  264124  447090 

2.电场内的变速运动问题实质上仍是力学问题,受力分析是解题的关键.

[强化练习1]如图所示,倾角为的绝缘斜面固定在水平面上,当质量为m、带电荷量为+q的滑块沿斜面下滑时,在此空间突然加上竖直方向的匀强电场,已知滑块受到的电场力小于滑块的重力.则(   )

A.若滑块匀速下滑,加上竖直向上的电场后,滑块将减速下滑

B.若滑块匀速下滑,加上竖直向下的电场后,滑块仍匀速下滑

C.若滑块匀减速下滑,加上竖直向上的电场后,滑块仍减速下滑,但加速度变大    

D.若滑块匀加速下滑,加上竖直向上的电场后,滑块仍以原加速度下滑

题型2 混合场内直线运动问题的分析

[例2]带负电的小物体A放在倾角为()的足够长的绝缘斜面上.整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中,如图所示.物体A的质量为m,电荷量为-q,与斜面间的动摩擦因数为,它在电场中受到的电场力的大小等于重力的一半,物体A的斜面上由静止开始下滑,经时间t后突然在斜面区域加上范围足够大的匀强磁场,磁场方向下滑距离L后离开斜面.

(1)物体A在斜面上的运动情况如何?说明理由.

(2)物体A在斜面上运动的过程中有多少能量转化为内能?

●规律总结

该题涉及到重力、电场力、洛伦兹力的做功特点和动能定理等知识点,考查学生对运动和力的关系的理解和掌握情况,同时考查了学生对接触物体分离条件的灵活运动,解决此题的关键是抓住重力、电场力做功与路径无关、洛伦兹力永不做功的特点,另要注意加上磁场后,受洛伦兹力F=Bqv,随速度v的增大,支持力FN减小,直到FN=0时物体将离开斜面.

[强化练习2]如图所示,PK是一块长为L,沿东西方向水平放置的绝缘平板,整个空间存在着由左向右的匀强电场.板的右半部分还存在着垂直纸面指向外的匀强磁场.一个质量为m,带电荷量为q的物体从板的左端P点由静止开始,在电场力和摩擦力作用下做匀加速运动,进入磁场后,恰能做匀速运动,碰到右端K点的挡板后被反弹回来,若碰后立即撤去电场,物体返回磁场中运动时,仍做匀速运动,离开磁场后做匀减速运动,最后停在C点,已知PC=,物体与平板间的动摩擦因数为.试求:

(1)物体与挡板碰撞前后的速度v1v2

(2)磁场的磁感应强度B

(3)电场的电场强度E

(4)物体碰板时产生的热量Q

题型3 电磁感应中的动态问题分析

[例3]如图所示,光滑斜面的倾角=30°,在斜面上放置一矩形线框abcdab边长bc边长,线框的质量m=1kg、电阻R=0.1Ω,线框用细线通过定滑轮与重物相连,重物的质量M=2kg,斜面上ef线与gh线(efghpqab)间有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B1=0.5T;gh线与pq线间有垂直斜面向下的匀强磁场,磁感应强度B2=0.5T,如果线框从静止开始运动,当ab边进入磁场时恰好做匀速直线运动,ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为2.3s,取g=10m/s2,求:

(1)ef线和gh线间的距离.

(2)ab边由静止开始至运动到gh线这段时间内线框中产生的焦耳热.

(3)ab边刚越过gh线瞬间线框的加速度.

●规律总结

电磁感应中动态问题的分析,要注意导体棒中感应电流受到的安培力的特点:①是阻力;②将机械能转化为电能;③由,可知:v相互影响,因此在分析时应注意其变力的特点.

[强化练习3]如图所示,两条互相平行的光滑导轨位于水平面内,距离L=0.2m,在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻,在x≥0的区域有一与水平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0=2m/s的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于直杆的水平外力F的共同作用下做匀变速直线运动,加速度为a=2m/s2,方向与初速度方向相反.设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且连接良好.求:

(1)电流为零时金属杆所处的位置.

(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向.

备考能力提升

试题详情

1.在电场中的带电体,不管其运动与否,均始终受到电场力作用,其大小为F=qE,与电荷运动的速度无关,方向与电场的方向相同或相反.它即可以改变速度的方向,也可以改变速度的大小,做功与路径无关.

试题详情

4.如图所示,在方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中,有两条光滑的平行金属导轨,其电阻不计,间距为L,导轨平面与磁场方向垂直,abcd为两根垂直导轨放置的、电阻都为R、质量都为m的金属棒.棒cd用水平细线拉住,棒ab在水平拉力F的作用下以加速度a由静止开始向右做匀加速运动.求:

(1)F随时间t的变化规律.

(2)经t0时间,拉棒cd的细线被拉断,则此细线所能承受的最大接力FT为多大?

重点热点透析

题型1 电场内的直线运动

[例1]如图所示,倾角为的斜面AB是粗糙且绝缘的,AB长为LCAB的中点,在AC之间加一方向垂直斜面向上的匀强电场,与斜面垂直的虚线CD为电场的边界.现有一质量为m、电荷量为q的带正电的小物块(可视为质点),从B点开始在BC间以速度v0沿斜面向下做匀速运动,经过C后沿斜面匀加速下滑,到达斜面底端A时的速度大小为v.试求:

(1)小物块与斜面间的动摩擦因数

(2)匀强电场场强E的大小.

满分展示,名师教你如何得分

解析:(1)小物块在BC上匀速运动,由受力平衡得

                    ①(1分)

                    ②(1分)

FN                      ③(1分)

由①②③解得             ④(1分)

(2)小物块在CA上做直线运动,受力情况如下图所示,则

               ⑤(1分)

                       ⑥(1分)

根据牛顿第二定律得

                ⑦(1分)

                   ⑧(1分)

由④⑤⑥⑦⑧解得

                   ⑨(1分)

答案:(1)       (2)

●拓展探究

上例中若加一方向垂直斜面向下的匀强电场,小物块到达斜面底端A时的速度大小为v,请分析小物块在AC间的运动性质并求出匀强电场场强E的大小.

●规律总结

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3.某空间存在着如图所示的水平方向的匀强磁场,A、B两个物块叠放在一起,并置于光滑水平地面上,物块A带正电,物块B为不带电的绝缘块.水平恒力F作用在物块B上,使A、B一起由静止开始向左运动.则在A、B一起向左运动的过程中(   )

A.A对B的压力变小         B.A对B的压力变大

C.B对A的摩擦力不变        D.B对地面的压力变大

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2.压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小.某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置,其装置示意图如图所示,将压敏电阻平放在电梯内,受压面朝上,在上面放一物体m,电梯静止时电流表示数为I0,电梯在不同的运动过程中,电流表的示数分别如图中甲、乙、丙、丁所示,下列判断中正确的是(   )

A.甲图表示电梯可能做匀速直线运动

B.乙图表示电梯可能做匀加速上升运动

C.丙图表示电梯可能做匀加速上升运动

D.丁图表示电梯可能做变减速下降运动

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1.如图所示,质量为m、带电荷量为+q的滑块,沿绝缘斜面匀速下滑,当滑块滑至竖直向下的匀强电场区域时,滑块的运动状态为(已知qE<mg)(   )

A.继续匀速下滑      B.将加速下滑

C.将减速下滑        D.上述三种情况都有可能发生

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2.在具体解决带电粒子的复合场内运动问题时,要认真做好以下三点:

(1)正确分析__________情况;

(2)充分理解和掌握不同场对电荷作用的特点和差异;

(3)认真分析运动的详细过程,充分发掘题目中的___________,建立清晰的物理情景,最终把物理模型转化为数学表达式.

自测自查

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1.处理带电粒子在交变电场作用下的直线运动问题时,首先要分析清楚带电粒子在_______________内的受力和运动特征.

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4.若带电粒子在电场力、重力和洛伦兹力共同作用下做直线运动,如果是电场和磁场,那么重力和电场力都是_________力,洛伦兹力与速度方向垂直,而其大小与__________大小密切相关.因此,只有带电粒子的___________不变,才可能做直线运动,也即匀速直线运动.

思路和方法

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3.带电粒子在复合场中的运动情况一般较为复杂,但是它仍然是一个_______问题,同样遵循力和运动的各条基本规律.

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同步练习册答案