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1、功能關(guān)系在電學(xué)的應(yīng)用
姓名 學(xué)號(hào) 班級(jí)
【知識(shí)回顧】
1.電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，若電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則 若是非勻強(qiáng)電場(chǎng)，則一般利用 求功；電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能 ，克服電場(chǎng)力做功電勢(shì)能增加，電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能增量之間的關(guān)系為 .
2.磁場(chǎng)力可分為 和 ，洛倫茲力在任何情況下對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷都 ，安培力可以做正功、負(fù)功，還可以不做功.
3.電流做功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做功，即 .
2、
4.導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中切割磁感線時(shí)，棒中感應(yīng)電流收到的安培力對(duì)棒做負(fù)功（或者說棒克服磁場(chǎng)力做功），使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為 ，若在純電阻電路里將進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為 .
方法點(diǎn)撥
做功的過程是 的過程，應(yīng)用能量守恒解題的兩條思路：某種形式能的減小量一定等于其他形式能的增加量；或某物體能量的減小量一定等于其他物體能量的增加量.
【典型例題】
類型一 功能關(guān)系在電場(chǎng)中的應(yīng)用
例1 如圖1所示，L1、L2、L3為等勢(shì)面，兩相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相同，取L2的電勢(shì)為零，有一負(fù)電荷在L1處動(dòng)能為30 J,運(yùn)動(dòng)到L3處動(dòng)能為10 J，則電荷的電勢(shì)能為4 J
3、時(shí)，它的動(dòng)能是（不計(jì)重力和空氣阻力） （ ）
A.6 J B.4 J
C.16 J D.14 J
類型二 功能關(guān)系在復(fù)合場(chǎng)中的應(yīng)用
例2 如圖，空間內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在虛線MN的右側(cè)有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小顆粒自A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，剛好沿直線運(yùn)動(dòng)至光滑絕緣的水平面C點(diǎn)，與水平面碰撞的瞬間小顆粒的豎直分速度立即減為零，而水平分速度不變，小顆粒運(yùn)動(dòng)至D處剛好離開水平面，然后沿圖示曲線DP軌跡運(yùn)動(dòng)，AC與水平面夾角α=30°,重力加速度為g,求：
（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E；
（2）AD之間的水平距離d;
（
4、3）已知小顆粒在軌跡DP上某處的最大速度為vm,該處軌跡的曲率半徑是距水平面高度的k倍，則該處的高度為多大？
類型三 功能關(guān)系在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用
例3 如圖所示， ABCD為一足夠長的光滑絕緣斜面，EFGH范圍內(nèi)存在方向垂直斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界EF、HG與斜面底邊AB平行，一正方形金屬框abcd放在斜面上，ab邊平行于磁場(chǎng)邊界，現(xiàn)使金屬框從斜面上某處由靜止釋放，金屬框從開始運(yùn)動(dòng)到cd邊離開磁場(chǎng)的過程中，其運(yùn)動(dòng)的v—t圖象如圖6所示，已知金屬框電阻為R，質(zhì)量為m，重力加速度為g,圖乙中金屬框運(yùn)動(dòng)的各個(gè)時(shí)刻及對(duì)應(yīng)的速度均為已知量，求：
（1）斜面傾角的
5、正弦值和磁場(chǎng)區(qū)
域的寬度；
（2）金屬框cd邊到達(dá)磁場(chǎng)邊界EF
前瞬間的加速度；
（3）金屬框穿過磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱.
四．隨堂鞏固：
1.如圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不能忽略的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時(shí)間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于（ ）
A.棒的機(jī)械能增加量 B.棒的動(dòng)能增加量
C.棒的重力勢(shì)能增加量 D.電阻R上放出的熱量
2.空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì) φ在x軸上分
6、布如圖9所示，x軸上兩點(diǎn)B、C的電場(chǎng)強(qiáng)度在x方向上的分量分別是EBx、ECx，下列說法中正確的有 （ ）
A.EBx的大小大于ECx的大小
B.EBx的方向沿x軸正方向
C.電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在x方向上的分量最大
D.負(fù)電荷沿x軸從B移到C的過程中，電場(chǎng)力先做
正功，后做負(fù)功
3.如圖所示，一U形光滑導(dǎo)軌串有一電阻R，放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)方向垂直.一電阻可忽略不計(jì)但有一定質(zhì)量的金屬桿ab跨接在導(dǎo)軌上，可沿導(dǎo)軌方向平移.現(xiàn)從靜止開始對(duì)ab桿施以向右的恒力F，則桿在運(yùn)動(dòng)過程中，下 列說法中正確的是（ ）
A.外力F對(duì)桿ab所做的功數(shù)值上總是等于電阻
7、R上消耗的電能
B.磁場(chǎng)對(duì)桿ab的作用力的功率與電阻R上消耗的功率大小是相等的
C.電阻R上消耗的功率存在最大值
D.若導(dǎo)軌不光滑，外力F對(duì)桿ab所做的功數(shù)值上總
是大于電阻R上消耗的電能
4、如圖所示，在x軸上方有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1，在x軸下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2，且E1=E2= ，在x軸下方的虛線（虛線與y軸成 45°）右側(cè)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.有一長為L的輕繩一端固定在第一象限內(nèi)的O′點(diǎn)，且可繞O′點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端栓有一質(zhì)量為m的小球，小球帶電量為+q,OO′與x軸成45°，OO′的長度為L.先將小球放在O′正上方，從繩恰好繃直處由靜止釋放，小球剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)將繩子斷開，求：
（1）繩子第一次繃緊后小球的速度大小；
（2）小球剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度；
（3）小球從進(jìn)入磁場(chǎng)到第一次打在x軸上經(jīng)過的時(shí)間.
功能關(guān)系在電學(xué)的應(yīng)用
