【物理】2018届二轮复习动量观点和能量观点在电学中的应用学案（全国通用） 11页

第2讲　动量观点和能量观点在电学中的应用 知识必备 ‎1.静电力做功与路径无关。若电场为匀强电场，则W＝Flcos α＝qElcos α；若是非匀强电场，则一般利用W＝qU来求。‎ ‎2.静电力做的功等于电势能的变化，即WAB＝－ΔEp。‎ ‎3.电流做功的实质是电场对移动电荷做功，即W＝UIt＝qU。‎ ‎4.磁场力又可分为洛伦兹力和安培力。洛伦兹力在任何情况下对运动电荷都不做功；安培力可以做正功、负功，还可以不做功。‎ ‎5.电磁感应中的能量问题 ‎(1)能量转化：其他形式的能量电能 电能焦耳热或其他形式能 ‎(2)焦耳热的三种求法：‎ ‎①焦耳定律：Q＝I2Rt ‎②功能关系：Q＝W克服安培力 ‎③能量转化：Q＝W其他能的减少量,‎ 备考策略 动量观点和能量观点在电学中应用的题目，一般过程复杂且涉及多种性质不同的力，因此，要抓住4点：‎ ‎(1)受力分析和运动过程分析是关键。‎ ‎(2)根据不同的运动过程中各力做功的特点来选择相应规律求解。‎ ‎(3)力学中的几个功能关系在电学中仍然成立。‎ ‎(4)感应电动势是联系电磁感应与电路的桥梁，要做好“源”的分析，电磁感应产生的电功率等于内、外电路消耗的功率之和，这是能量守恒分析这类问题的思路。‎ ‎　功能关系在电学中的应用 ‎【真题示例】 (多选)(2017·全国卷Ⅲ，21)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图1所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A.电场强度的大小为2.5 V/cm B.坐标原点处的电势为1 V C.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D.电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV 解析　如图所示，设a、c之间的d点电势与b点电势相同，则＝＝，所以d点的坐标为(3.5 cm，6 cm)，过c点作等势线bd的垂线，电场强度的方向由高电势指向低电势。由几何关系可得，cf的长度为3.6 cm，电场强度的大小E＝＝＝2.5 V/cm，故选项A正确；因为Oacb是矩形，所以有Uac＝UOb ，可知坐标原点O处的电势为1 V ，故选项B正确；a点电势比b点电势低7 V，电子带负电，所以电子在a点的电势能比在b点的高7 eV，故选项C错误；b点电势比c点电势低9 V，电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV，故选项D正确。‎ 答案　ABD 真题感悟 ‎1.高考考查特点 ‎(1)本考点重在通过带电粒子在电场中的运动考查电场中的功能关系。‎ ‎(2)理解电场力做功与电势能的变化关系，是解题的关键。‎ ‎2.常见误区及临考提醒 ‎(1)在进行电场力做功和电势能的判断时，要注意电荷的正负。‎ ‎(2)电场力做功只与始、末位置有关，与路径无关。‎ ‎(3)利用能量的转化和守恒解决电磁感应问题时要准确把握参与转化的能量的形式和种类，同时要确定各种能量的增减情况和增减原因。‎ 预测1‎ 功能关系在电场中的应用 预测2‎ 功能关系在电磁感应中的应用 预测3‎ 应用动力学观点和功能观点处理电学综合问题 ‎1.(多选)如图2甲所示，一光滑绝缘细杆竖直放置，与细杆右侧距离为d的A点处有一固定的正点电荷，细杆上套有一带电小环，设小环与点电荷的竖直高度差为h，将小环无初速度地从h高处释放后，在下落至h＝0的过程中，其动能Ek随h的变化曲线如图乙所示，则(　　)‎ 图2‎ A.小环可能带负电 B.从h高处下落至h＝0的过程中，小环电势能增加 C.从h高处下落至h＝0的过程中，小环经过了加速、减速、再加速三个阶段 D.小环将做以O点为中心的往复运动 解析　由题图乙中Ek随h的变化曲线可知，小环从h高处下落至h＝0的过程中，经过了加速、减速、再加速三个阶段，选项C正确；合外力做功的情况是先做正功，再做负功，最后又做正功，而重力一直对小环做正功，故只有库仑力能对小环做负功，即小环带正电，选项A错误；从h高处下落至h＝0的过程中，电场力做负功，故小环电势能增加，选项B正确；小环越过O点后，所受的电场力、重力及杆对小环的弹力的合力方向向下，故小环将向下做加速运动，选项D错误。‎ 答案　BC ‎2.(多选)在如图3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均为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v1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ΔEk，重力对线框做功大小为W1，安培力对线框做功大小为W2，下列说法中正确的是(　　)‎ 图3‎ 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－ΔEk)的机械能转化为电能 D.从ab进入GH到MN到JP的中间位置的过程中，线框动能的变化量为ΔEk＝W1－W2‎ 解析　由平衡条件，第一次匀速运动时，mgsin θ＝，第二次匀速运动时，mgsin θ＝，则v2