物理高考二轮复习：功能关系在电磁学中的应用专题知识点解析与专题练习

物理高考二轮复习：功能关系在电磁学中的应用专题知识点解析与专题练习

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1、1专题五功能关系在电磁学中的应用专题五功能关系在电磁学中的应用高考常对电学问题中的功能关系进行考查，特别是动能定理的应用。此类题目的特点是过程复杂、综合性强，主要考查学生综合分析问题的能力，预计高考此类题目仍会出现。知识点一、电场中的功能关系的应用知识点一、电场中的功能关系的应用1.电场力的大小计算电场力做功与路径无关其计算方法一般有如下四种(1)由公式 WFlcos 计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为 WEqlcos.(2)由 WqU 计算，此公式适用于任何电场(3)由电势能的变化计算：WABEpAEpB.(4)由动能定理计算：W电场力W其他力Ek.2电场中的功能关系(1)若只有电场力做

2、功，电势能与动能之和保持不变(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变(3)除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化知识点二、磁场中的功能关系的应用知识点二、磁场中的功能关系的应用1.磁场力的做功情况(1)洛伦兹力在任何情况下对运动电荷都不做功(2)安培力对通电导线可做正功、负功，还可能不做功，其计算方法一般有如下两种由公式 WFlcos 计算由动能定理计算：W安W其他力Ek2电磁感应中的功能关系(1)电磁感应电路为纯电阻电路时产生的焦耳热等于克服安培力做的功，即 QW克安(2)电磁感应发生的过程遵从能量

3、守恒焦耳热的增加量等于其他形式能量的减少量物理高考二轮复习：功能关系在电磁学中的应用专题知识点解析与专题练习2高频考点一高频考点一电场中的功能关系电场中的功能关系例1（2019新课标全国卷）空间存在一方向竖直向下的匀强电场，O、P是电场中的两点。从O点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m的小球A、B。A不带电，B的电荷量为q（q0）。A从O点发射时的速度大小为v0，到达P点所用时间为t；B从O点到达P点所用时间为2t。重力加速度为g，求（1）电场强度的大小；（2）B 运动到 P 点时的动能。【举一反三】(多选)(2017全国卷，21)一匀强电场的方向平行于 xOy 平面，平面内 a、b、

4、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 1A.电场强度的大小为 2.5 V/cmB.坐标原点处的电势为 1 VC.电子在 a 点的电势能比在 b 点的低 7 eVD.电子从 b 点运动到 c 点，电场力做功为 9 eV【误区警示】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。【变式探究】【2017新课标卷】在一静止点电荷的电场中，任一点

5、的电势与该点到点电荷的距离 r的关系如图所示。电场中四个点 a、b、c 和 d 的电场强度大小分别 Ea、Eb、Ec和 Ed。点 a 到点电荷的距离ra与点 a 的电势a已在图中用坐标（ra，a）标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由 a 点依次经 b、c 点移动到 d 点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为 Wab、Wbc和 Wcd。下列选项正确的是3AEa：Eb=4:1BEc：Ed=2:1CWab:Wbc=3:1DWbc:Wcd=1:3【变式探究】如图 263 所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线两电子分别从 a、b 两点运动到 c 点，设电场力对两电

6、子做的功分别为 Wa和 Wb，a、b 点的电场强度大小分别为 Ea和 Eb，则()图 263AWaWb，EaEbBWaWb，EaEbCWaWb，EaEbDWaWb，Ea0）的带电小球M、N 先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开。已知 N 离开电场时的速度方向竖直向下；M 在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为 N刚离开电场时动能的 1.5 倍。不计空气阻力，重力加速度大小为 g。求（1）M 与 N 在电场中沿水平方向的位移之比；（2）A 点距电场上边界的高度；（3）该电场的电场强度大小。【变式探究】如图 267 所示，上下开口、内壁光滑的铜管 P 和塑料管 Q 竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块()A在 P 和 Q 中都做自由落体运动B在两个下落过程中的机械能都守恒C在 P 中的下落时间比在 Q 中的长D落至底部时在 P 中的速度比在 Q 中的大图 267【变式探究】(多选)如图 268 所示，竖直平面内有一足够长的宽度为 L 的金属导轨，质量为 m 的金属5导体棒 ab 可在导轨上无摩擦