2020高考物理浙江专用版大二轮课件:专题四 电路与电磁感应 第10讲 .pdf
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1、第10讲 电学中的动量和能量 问题 第一部分 专题四 电路与电磁感应 题型1 电场和磁场中的动量和能量问题 内容索引 NEIRONGSUOYIN题型2 电磁感应中动量和能量问题 电场和磁场中的动量和能量问题 题型1 例1 (2019福建泉州市期末质量检查)如图所示,在竖直平面(纸面)内有一直角坐标 系xOy,水平x轴下方有垂直纸面向里的匀强磁场,第三象限有沿x轴负方向的匀强电 场,第四象限存在另一匀强电场(图中未画出);光滑绝缘的固定不带电细杆PQ交x轴 于M点,细杆PQ与x轴的夹角30,杆的末端在y轴Q点处,PM两点间的距离为L. 一套在杆上的质量为2m、电荷量为q的带正电小环b恰好静止在M
2、点,另一质量为m、 不带电绝缘小环a套在杆上并由P点静止释放,与b瞬间碰撞后反弹,反弹后到达最高 点时被锁定,锁定点与M点的距离为 ,b沿杆下滑过程中始终与杆之间无作用力,b 进入第四象限后做匀速圆周运动,而后通过x轴上的N点,且OMON.已知重力加速 度大小为g,求: (1)碰后b的速度大小v以及a、b碰撞过程中系统损失的 机械能E; 解析 设a和b相碰前的速度大小为v1,碰后的速度为v2, 由动量守恒定律:mv1mv22mv (2)磁场的磁感应强度大小B; 解析 由于b从M点运动到Q点的过程中与杆无作用力,可得qvBcos 2mg, (3)b离开杆后经过多长时间会通过x轴. 解析 b在第四
3、象限做匀速圆周运动的轨迹如图, 由几何关系可知轨迹的圆心O在x轴上,b经过N点时速度方向与x轴垂直, 故b离开杆后会通过x轴的可能时间是: ()竖直向上通过x轴: ()竖直向下通过x轴: 拓展训练1 (2019黑龙江齐齐哈尔市联谊校期末)某真空中存在一匀强电场,一带电 油滴在该电场中从A点由静止开始竖直向上运动,经过时间t1运动到B点时撤去电场, 再经时间t2油滴的速度恰好为零,又过一段时间后此空间中加入另一匀强电场,方向 与原来相同但大小是原来的2倍,已知油滴的质量为m、电荷量为q,重力加速度大 小为g. (1)求再次加入电场前,开始的匀强电场的电场强度大小和油滴达到的最大高度; 解析 以油
4、滴为研究对象,从开始运动到达到最高点的过程中,根据动量定理可得: qEt1mg(t1t2)0, 由运动的可逆性得加速过程的末速度vgt2, (2)为了使油滴能回到A点且速度恰好为零,求从油滴减速为零到再次加入电场的时间. 解析 油滴从最高点先做自由落体运动,再次加电场后,匀减速运动的末速度为零, 设油滴从最高点做自由落体运动的时间为t,自由落体运动结束时的速度为v,油 滴匀减速运动过程中的加速度大小为a,根据牛顿第二定律可得:2qEmgma, 设自由落体运动下落的高度为s1,匀减速下落的高度为s2, 则有s1s2h, 根据自由落体运动的规律,有:vgt, 电磁感应中动量和能量问题 题型2 1.
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