1、专题二第2讲动力学观点在电学中的应用1(多选)(2022宝鸡模拟)在地面附近，存在着一有界电场，边界MN将空间分成上下两个区域、，在区域中有竖直向上的匀强电场，在区域中离边界某一高度由静止释放一质量为m的带电小球A，如图1甲所示，小球运动的vt图象如图乙所示，不计空气阻力，则()图1A小球受到的重力与电场力之比为35B在t5 s时，小球经过边界MNC在小球向下运动的整个过程中，重力做的功大于电场力做的功D在14 s过程中，小球的机械能先减小后增大2(多选)(2022宁波模拟) 如图2所示，空间中有一方向沿竖直平面的匀强电场，另有一光滑绝缘杆，杆上套有电荷量为Q、质量为m的小球，现在电场所在竖直
2、平面内将杆分别置于OA、OB、OC三个不同位置，其中OA为水平，OC竖直，OB与水平面夹角为60.小球分别从杆端A、B、C静止释放，已知小球从A到O运动时间为从B到O运动时间的倍，则可判断()图2A从C到O运动的时间小于从A到O的时间B从C到O运动的时间大于从A到O的时间C电场强度的最小值为D电场强度的最小值为3(多选)(2022绵阳市模拟)如图3所示，已知甲空间中没有电场、磁场；乙空间中有竖直向上的匀强电场；丙空间中有竖直向下的匀强电场；丁空间中有垂直纸面向里的匀强磁场四个图中的斜面相同且绝缘，相同的带负电小球从斜面上的同一点O以相同初速度v0同时沿水平方向抛出，分别落在甲、乙、丙、丁图中斜
3、面上A、B、C、D点(图中未画出)小球受到的电场力、洛伦兹力都始终小于重力，不计空气阻力则()图3AO、C之间距离大于O、B之间距离B小球从抛出到落在斜面上用时相等C小球落到B点与C点速度大小相等D从O到A与从O到D，合力对小球做功相同4(多选)(2022滨江区模拟) 质量为m、带电量为q的小球，从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感应强度为B，如图4所示若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是()图4A小球带正电B小球在斜面上运动时做匀加速直线运动C小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动D则小球在斜面上下
4、滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为5(多选)(2022长春四模) 如图5，两根长直导线竖直平行固定放置，且与水平放置的光滑绝缘杆MN分别交于c、d两点，点O是cd的中点，杆MN上a、b两点关于O点对称两导线均通有大小相等、方向向上的电流，已知长直导线在周围某点产生磁场的磁感应强度与电流成正比、与该点到导线的距离成反比，一带正电的小球穿在杆上，以初速度v0从a点出发沿杆运动到b点在a、b、O三点杆对小球的支持力大小分别为Fa、Fb、FO.下列说法可能正确的是()图5AFaFOBFbFaC小球一直做匀速直线运动D小球先做加速运动后做减速运动6(多选)(2022广州市黄冈中学模拟) 如图6所示
5、，导体棒ab电阻不计，由静止开始(不计摩擦)从图示位置下滑，磁场方向垂直斜面向上，则在此过程中()图6A导体棒ab做匀加速直线运动B导体棒ab下滑的加速度逐渐减小C导体棒ab中的感应电流逐渐减小D导体棒ab下滑至速度达到最大值时，动能的增加量小于重力势能的减小量7. 如图7所示，可视为质点的三物块A、B、C放在倾角为30的固定斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，三物块的质量分别为mA0.60 kg，mB0.30 kg，mC0.50 kg，其中A不带电，B、C均带正电，且qC1.0105 C，开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用，B、C间相距L1
6、.0 m现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A在斜面上做加速度a1.0 m/s2 的匀加速直线运动，假定斜面足够长已知静电力常量k9.0109 Nm2/C2，g10 m/s2.求：图7(1)B物块所带电荷量qB；(2)A、B运动多长距离后开始分离8. (2022沈阳市检测)如图8所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨ab和cd相距L0.2 m，另外两根水平金属杆MN和PQ的质量均为m10 g，可沿导轨无摩擦地滑动，MN杆和PQ杆的电阻均为R0.2 (竖直金属导轨电阻不计)，PQ杆放置在水平绝缘平台上，整个装置处于垂直导轨平面向里的磁场中，g取10 m/s2.图8(1)若将PQ杆固定，让MN杆在竖
7、直向上的恒定拉力F0.18 N的作用下由静止开始向上运动，磁感应强度B01.0 T，杆MN的最大速度为多少？(2)若将MN杆固定，MN和PQ的间距为d0.4 m，现使磁感应强度从零开始以0.5 T/s的变化率均匀地增大，经过多长时间，杆PQ对地面的压力为零？9(2022天门市4月模拟)如图9甲所示，相距L1 m、电阻不计的两根长金属导轨，各有一部分在同一水平面上，另一部分沿同一竖直面质量均为m50 g、电阻均为R1.0 的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数0.5.整个装置处于磁感应强度B1.0 T、方向竖直向上的匀强磁场中当ab杆在水平拉力F作用下沿导轨向右
8、运动时，从t0时刻开始释放cd杆，cd杆的vcdt图象如图乙所示，取g10 m/s2(在01 s和23 s内，图线为直线)图9(1)求在01 s内通过cd杆中的电流；(2)若已知ab杆在12 s内做匀加速直线运动，求这段时间内拉力F随时间变化的函数方程二轮专题强化练答案精析第2讲动力学观点在电学中的应用1AD2.AC3AC带电小球在乙图中受到竖直向下的电场力与重力，而在丙图中受到竖直向上的电场力与重力，根据类平抛运动规律，则有：，可知，当加速度越大时，所用时间越短，因此O、B间距小于O、C间距，故A正确；由题意可知，甲图带电小球做平抛运动，由A分析可知，运动的时间介于乙图与丙图之间，故B错误；
9、根据A分析，则有，那么vyat2v0tan ，则有它们的竖直方向的速度相等，根据矢量的合成法则，可得，小球落到B点与C点速度大小相等，故C正确；丁图中在洛伦兹力作用下，小球抛出后竖直方向的加速度小于g，则使得小球竖直方向的速度小于甲图中小球竖直方向的速度，又因洛伦兹力不做功，则球从O到A重力做的功多于球从O到D重力做的功，因此合力对小球做功不同，故D错误4ABD小球向下运动，由磁场垂直纸面向外，由题意可知洛伦兹力垂直斜面向上，所以小球带正电，故A正确；小球离开斜面之前，在重力、支持力、洛伦兹力作用下做匀加速直线运动，虽然速度变大，导致洛伦兹力变大，但重力沿斜面向下的分力却不变，即三个力的合力却
10、不变，故B正确，C错误；则小球在斜面上下滑过程中，当小球受到的洛伦兹力等于重力垂直于斜面的分力时，小球对斜面压力为零所以Bqvmgcos ，则速率为，故D正确5ABC根据右手螺旋定则可知，从a点出发沿连线运动到b点，aO间的磁场方向垂直于MN向里，Ob间的磁场方向垂直于MN向外，所以合磁场大小先减小过O点后反向增大，而方向先向里，过O点后向外，根据左手定则可知，带正电的小球受到的洛伦兹力方向先向上，大小在减小，在a点，若Bqv0mg则有FaBqv0mg；在O点，FOmg，所以有可能FaFO，过O得后洛伦兹力的方向向下，大小在增大由此可知，小球在速度方向不受力的作用，则将做匀速直线运动，而小球对
11、杆的压力一直在增大，即FbFa，故A、B、C正确，D错误6BD当棒下滑，速度增大，E增大，I增大，F安增大，由牛顿第二定律可知：a，可知加速度减小，故A、C错误，B正确；导体棒下滑过程中，重力势能减小，动能增加，同时产生电热，根据能量守恒可知，导体棒ab下滑至速度达到最大值时，动能和内能的增加量等于重力势能的减小量，故D正确7(1)5.0105 C(2)0.5 m解析(1)设B物块的电荷量为qB，A、B、C处于静止状态时，C对B的库仑斥力，F0，以A、B整体为研究对象，根据力的平衡有F0(mAmB)gsin 30，联立解得qB5.0105 C.(2)给A施加力F后，A、B沿斜面向上做匀加速直线
12、运动，C对B的库仑斥力逐渐减小，A、B之间的弹力也逐渐减小设经过时间t，B、C间距离变为L，A、B两者间弹力减小到零，此后两者分离则t时刻C对B的库仑斥力为F0以B为研究对象，由牛顿第二定律有F0mBgsin 30mBgcos 30mBa联立以上各式解得L1.5 m则A、B分离时，A、B运动的距离LLL0.5 m.8(1)0.8 m/s(2)10 s解析(1)MN杆切割磁感线产生的电动势为：E1B0Lv由闭合电路欧姆定律得：I1MN杆所受安培力大小为：F安B0I1L对MN杆应用牛顿第二定律得：FmgF安ma当MN杆速度最大时，MN杆的加速度为零，联立得MN杆的最大速度为：vm m/s0.8 m
13、/s.(2)感应电动势为：E2由闭合电路欧姆定律得：I2t时刻的磁感应强度为：BtPQ杆受力平衡：mgBI2L联立得：t s10 s.9(1)0.6 A(2)F0.8t0.13 (N)解析(1)在01 s内，cd杆的vcdt图线为倾斜直线，因此cd杆做匀变速直线运动，加速度为：a14.0 m/s2因此cd杆受向上的摩擦力作用，其受力图如图所示根据牛顿第二定律，有：mgFfma1其中FfFNFABIL因此回路中的电流为：I0.6 A.(2)在01 s内，设ab杆产生的电动势为E，则：EBLv1由闭合电路欧姆定律知：I则ab杆的速度为：v11.2 m/s在23 s内，由图象可求出cd杆的加速度为：a24 m/s2同理可求出ab杆的速度：v22.8 m/s在12 s内，ab杆做匀加速运动，则加速度为：a1.6 m/s2对ab杆，根据牛顿第二定律有：FmgBILmaab杆在t时刻的速度：vv1a(t1)回路中的电流：I联立可得：F0.8t0.13 (N)
