专题二第2课时教师.doc

第2课时　动力学观点在电学中的应用 1． 带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力的方向始终垂直于粒子的速度方向． 2． 带电粒子在电场力、重力和洛伦兹力共同作用下的直线运动只能是匀速直线运动． 3． 带电粒子(不计重力)在匀强电场中由静止开始被加速或带电粒子沿着平行于电场方向射入电场中时，带电粒子做匀变速直线运动． 4． 电磁感应中导体棒在安培力和其他恒力作用下的三种运动类型：匀速直线运动、加速度逐渐减小的减速直线运动、加速度逐渐减小的加速直线运动． 1． 带电粒子在电场中做直线运动的问题：在电场中处理力学问题时，其分析方法与力学相同．首先进行受力分析，然后看物体所受的合力与速度方向是否一致，其运动类型有电场内的加速运动和在交变电场内的往复运动． 2． 带电粒子在交变电场中的直线运动，一般多以加速、减速交替出现的多运动过程的情境出现． 解决的方法：(1)根据运动学或动力学分析其中一个变化周期内相关物理量的变化规律． (2)借助运动图像进行运动过程分析. 题型1　电场内动力学问题分析 例1　质量为m的带电小球由空中某点A无初速度地自由下落，在t秒末加上竖直方向且范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点．整个过程中不计空气阻力且小球从未落地，则(　　) A．匀强电场方向竖直向上 B．小球受到的电场力大小是4mg C．从加电场开始到小球运动到最低点历时秒 D．从A点到最低点的过程中，小球重力势能变化了mg2t2 解析　小球所受电场力方向是向上的，但不知道小球带电的电性，所以不能判断电场的方向，故A错误；加电场时小球的位移为h＝gt2，速度v＝gt，设受到的电场力为F，则加上电场后的加速度大小a＝，从加电场到回到A的过程中－h＝vt－at2，以上几式联立可得F＝4mg，a＝3g，故B正确．由v＝gt知，从加电场开始小球减速到0的时间t1＝＝＝，故C错误．从加电场开始到小球运动到最低点过程中的位移大小为h2＝·t1＝gt2，所以由A点到最低点的过程中，小球重力势能变化了mg(gt2＋gt2)＝mg2t2，故D正确． 答案　BD 以题说法　带电体在电场内运动问题的分析关键在于受力分析，特别是电场力方向的确定，在电场力方向已确定的情况下，其动力学的分析和力学问题中的分析是一样的． 　光滑水平面上放置两个等量同种点电荷，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图1甲所示，一个质量m＝1 kg的小物块自C点由静止释放，小物块带电荷量q＝2 C，其运动的v－t图线如图乙所示，其中B点为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)，则以下分析正确的是(　　) 图1 A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E＝1 V/m B．由C点到A点物块的电势能先减小后变大 C．由C点到A点，电势逐渐降低 D．B、A两点间的电势差为UBA＝8.25 V 答案　ACD 解析　根据题给的小物块运动的v－t图线和题述B点为整条图线切线斜率最大的位置可知，B点小物块运动的加速度最大，B点的电场强度最大．由小物块运动的v－t图线可知，小物块经过B点的加速度a＝2 m/s2，由牛顿第二定律有qE＝ma，解得E＝1 V/m，选项A正确．小物块由C点到A点，电场力一直做正功，电势能减小，电势逐渐降低，选项B错误，C正确．小物块从B到A，由动能定理有qUAB＝mv－mv，解得B、A两点间的电势差为UBA＝8.25 V，选项D正确． 题型2　磁场内动力学问题分析 例2　如图2所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5 T的匀强磁场，一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速度放上一质量为0.1 kg、电荷量q＝＋0.2 C的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．t＝0时对木板施加方向水平向左、大小为0.6 N的恒力，g取10 m/s2.则(　　) 图2 A．木板和滑块一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动 B．滑块开始做加速度减小的变加速运动，最后做速度为10 m/s的匀速运动 C．木板先做加速度为2 m/s2的匀加速运动，再做加速度增大的运动，最后做加速度为3 m/s2的匀加速运动 D．t＝5 s时滑块和木板脱离 审题突破　滑块与木板一直保持相对静止吗？最终各自是什么运动状态？ 解析　t＝0时对木板施加方向水平向左、大小为0.6 N的恒力，带电滑块速度增大，所受向上的洛伦兹力增大，滑块先做加速度为2 m/s2的匀加速运动后做加速度减小的加速运动，木板先做加速度为2 m/s2的匀加速运动，再做加速度增大的运动，最后滑块离开，木板做加速度为3 m/s2的匀加速运动，选项C正确，A、B错误；当滑块受到的重力和洛伦兹力相等时，滑块与木板脱离，这以后滑块做匀速直线运动，速度为v＝＝10 m/