届高考物理二轮复习专题5功能关系在电学中的应用Word版含答案Word文档格式.docx

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．平面上的电势为零

．该电子可能到达不了平面

．该电子经过平面时，其电势能为

．该电子经过平面时的速率是经过时的倍

．如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连。

两细金属棒（仅标出端）和（仅标出端）长度均为、质量分别为和；

用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，两定滑轮间的距离也为。

左斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于斜面向上。

已知斜面及两根柔软轻导线足够长。

回路总电阻为，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为。

使两金属棒水平，从静止开始下滑。

求：

（）金属棒运动的最大速度的大小；

（）当金属棒运动的速度为时，其加速度大小是多少？

．如图所示，匀强磁场的上下边界水平，宽度为，方向垂直纸面向里。

质量为、边长为（＜）的正方形导线框始终沿竖直方向穿过该磁场，已知边进入磁场时的速度为，边离开磁场时的速度也为，重力加速度的大小为。

．线框进入和离开磁场时产生的感应电流方向相同

．线框进入和离开磁场时受到的安培力方向相反

．线框穿过磁场的过程中克服安培力所做的功为（＋）

．线框穿过磁场的过程中可能先做加速运动后做减速运动

．（多选）一质量为带正电荷的小球由空中点无初速自由下落，在秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过秒小球又回到点。

不计空气阻力且小球从未落地，则（）

．整个过程中小球电势能变化了

．整个过程中小球速度增量的大小为

．从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了

．从点到最低点小球重力势能变化了

．如图，一个质量为、带电量为的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为的匀强磁场中。

现给圆环一个水平向右的初速度，在以后的运动中下列说法正确的是（）

.圆环可能做匀减速运动

.圆环可能做匀速直线运动

.圆环克服摩擦力所做的功可能为

.圆环克服摩擦力所做的功不可能为

．如图所示，是处于竖直平面内的光滑绝缘固定斜劈，∠＝°

、∠＝°

，为的中点；

质量为、带正电的小滑块沿面自点由静止释放，滑到斜面底端点时速度为，若空间加一与平面平行的匀强电场，滑块仍由静止释放，沿面滑下，滑到斜面底端点时速度为，若滑块由静止沿面滑下，滑到斜面底端点时速度为，则下列说法正确的是（）

．电场方向由指向

．点电势与点电势相等

．滑块滑到点时机械能增加了

．小滑块沿面、面滑下过程中电势能变化量大小之比为∶

．（多选）如图所示，、是两根倾斜放置的足够长的光滑平行金属导轨。

导轨所在平面与水平面成°

角，导轨间距为＝，导体棒、分别垂直于导轨放置，且棒两端都与导轨接触良好，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为＝，当给棒施加平行于导轨向上的力时，导体棒沿导轨向上以某一速度匀速运动，棒恰好静止在导轨上，已知两棒的质量均为，电阻均为＝Ω，导轨电阻不计，取＝，则下列说法正确的是（）

．当棒匀速运动时，拉力的大小为

．当棒匀速运动时，回路中的电热功率为

．撤去拉力的瞬间，棒的加速度大小为

．如图所示，足够长的粗糙绝缘斜面与水平面成θ＝°

角放置，在斜面上虚线′和′与斜面底边平行，在′、′围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度为＝；

现有一质量为＝、总电阻＝Ω、边长＝的正方形金属线圈，让边与斜面底边平行，从斜面上端静止释放，线圈刚好匀速穿过整个磁场区域。

已知线圈与斜面间的动摩擦因数为μ＝，求：

（取＝，°

＝，°

＝）

（）线圈进入磁场区域时的速度大小；

（）线圈释放时，边到′的距离；

（）整个线圈穿过磁场的过程中，线圈上产生的焦耳热。

．（·

福建省宁德市上学期期末）如图所示，是半径为的四分之一光滑绝缘轨道，仅在该轨道内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为.光滑绝缘轨道水平且足够长，下端与相切于点．质量为的带正电小球静止在水平轨道上，质量为、电荷量为的带正电小球从点由静止释放，在球进入水平轨道后，、两小球间只有静电力作用，且、两小球始终没有接触．带电小球均可视为点电荷，设小球离点足够远，重力加速度为.求：

图

（）小球刚到达点时的速度大小及对轨道的压力大小；

（）、两小球系统的电势能最大值；

（）、两小球最终的速度、的大小．

参考答案

．【解题思路】因等势面间距相等，由＝得相邻虚线之间电势差相等，由到，－＝－，故＝；

各虚线电势如图所示，因电场力做负功，故电场方向向右，沿电场线方向电势降低，φ＝，项正确；

因电子的速度方向未知，若不垂直于等势面，如图中实曲线所示，电子可能到达不了平面，项正确；

经过时，电势能＝－φ＝，项错误；

由到，＝－＝－，所以＝；

则＝，根据＝知＝，项错误。

【答案】

．【解析】

（）达到最大速度时，设两绳中张力均为，金属棒受到的安培力为，对、，根据平衡条件得到：

θ＝＋μθ

＝θ＋μθ＋

而安培力＝

根据法拉第电磁感应定律及闭合电路欧姆定律：

＝，＝

整理得到：

＝。

（）当金属棒的速度为时，设两绳中张力均为，金属棒受到的安培力为，根据牛顿第二定律：

θ－－μθ＝

－θ－μθ－＝

又＝，＝，＝

联立以上方程可以得到：

＝（θ－μθ）。

．【解题思路】根据楞次定律可知，线框进入磁场和离开磁场时产生的感应电流方向相反，再根据左手定则可知线框受到的安培力方向一直向上，、错误；

根据动能定理，可知从进入磁场到离开磁场的过程动能不变，所以－克安＝，即克安＝（＋），正确；

如果边以速度进入磁场时开始做加速运动，那么边离开磁场时不可能减速到，错误。

．【解题思路】小球运动过程如图所示，加电场之前与加电场之后，小球的位移大小是相等的。

由运动学公式

，得＝。

对加电场之后的运动过程（图中虚线过程）应用动能定理得

，对此前自由下落过程由机械能守恒得

，又

，联立以上各式可解得电场力所做的功电＝＋－＝＝，即整个过程中小球电势能减少了，故错；

整个过程中速度增量大小为Δ＝－＝＝，故正确；

从加电场开始到小球运动到最低点时，动能变化了Δ＝－＝－，故错；

由运动学公式知

，以及＝＝，则从点到最低点小球重力势能变化量为Δ＝（＋）＝（＋）＝＝×

＝，故正确。

．【答案】

．【解题思路】无电场时由到：

＝①，有电场时由到：

＋＝（）②，有电场时，由到：

＋′＝（）③，联立①②③式得：

＝，′＝，又因为＝，′＝，故＝，则点与点电势相等，故正确；

与不垂直，所以电场方向不可能由指向，故错误；

因为的中点，则滑块滑到点电场力做的功为滑到点的一半，为，则机械能增加了，故正确；

根据＝，′＝知滑块沿面、面滑下过程中电势能变化量大小之比为∶，故错误。

．【解题思路】对棒受力分析，在沿导轨方向上，受到沿导轨向下的安培力，沿导轨向下的重力的分力，以及沿导轨向上的拉力，故有＝°

＋，对受力分析，在沿导轨方向上受到沿导轨向上的安培力，沿导轨向下的重力的分力，故有°

＝，联立解得＝，＝，错误；

＝＝，故回路中的电热功率为＝·

＝，正确；

撤去拉力的瞬间，棒的加速度＝＝，棒受力不变，所以合力为零，加速度为零，错误，正确。

（）对线圈受力分析，根据平衡条件得：

安＋μθ＝θ，安＝，＝，＝

联立代入数据解得：

＝。

（）线圈进入磁场前做匀加速运动，根据牛顿第二定律得：

＝＝

线圈释放时，边到′的距离＝＝＝。

（）由于线圈刚好匀速穿过磁场，则磁场宽度等于＝

＝安＝安·

代入数据解得：

＝×

－。

（）小球从到，洛伦兹力、弹力不做功，只有重力做功

由动能定理有：

＝（）

解得：

＝

在点，由牛顿第二定律有：

－－＝

＝＋

根据牛顿第三定律得小球对轨道的压力大小为：

′＝＋

（）两球速度相等时系统电势能最大，以向右为正方向，由动量守恒定律有：

＝共

根据能量守恒定律有：

＝（）－（）共

（）由动量守恒定律：

由能量守恒定律有：

（）＝（）＋

＝＝，＝＝