高三物理專題復(fù)習(xí)課件能量轉(zhuǎn)化與守恒定律

《高三物理專題復(fù)習(xí)課件能量轉(zhuǎn)化與守恒定律》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三物理專題復(fù)習(xí)課件能量轉(zhuǎn)化與守恒定律（36頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化與守恒定律與守恒定律 能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,在在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,能量的總量保持能量的總量保持不變不變. 能量轉(zhuǎn)化和守恒定律能量轉(zhuǎn)化和守恒定律 一一. 功是能量轉(zhuǎn)化的量度功是能量轉(zhuǎn)化的量度 二二. 能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的應(yīng)用數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式動(dòng)能定理動(dòng)能定理 W合合=W1+W2+ = EK功能原理功能原理 WF = EK +EP = E機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律

2、E = 0 EK +EP = 0熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律E = Q+W電功電功 W = qU = UIt焦耳定律焦耳定律 Q = I2Rt閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律It =I2（R+r）t=qU+ I2 rt 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 E電電 =W克安克安愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程 EKm = h- W玻爾玻爾假設(shè)假設(shè) h= E2 - E1質(zhì)能方程質(zhì)能方程 E = m c2 E = m c2變壓器變壓器 P 出出= P入入表現(xiàn)形式表現(xiàn)形式返回返回 1.重力所做的功等于重力勢(shì)能的減少重力所做的功等于重力勢(shì)能的減少 2.電場(chǎng)力所做的功等于電勢(shì)能的減少電場(chǎng)力所做的

3、功等于電勢(shì)能的減少 3.彈簧的彈力所做的功等于彈性勢(shì)能的減少?gòu)椈傻膹椓λ龅墓Φ扔趶椥詣?shì)能的減少 4.合外力所做的功等于動(dòng)能的增加合外力所做的功等于動(dòng)能的增加 5.只有重力和彈簧的彈力做功，機(jī)械能守恒只有重力和彈簧的彈力做功，機(jī)械能守恒6.重力和彈簧的彈力以外的力所做的功等于重力和彈簧的彈力以外的力所做的功等于 機(jī)械能的增加機(jī)械能的增加7.克服一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做的凈功等于機(jī)械克服一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做的凈功等于機(jī)械 能的減少能的減少8.克服安培力所做的功等于感應(yīng)電能的增加克服安培力所做的功等于感應(yīng)電能的增加功是能量轉(zhuǎn)化的量度功是能量轉(zhuǎn)化的量度功能關(guān)系功能關(guān)系返回返回例例1 如圖如圖1所示所示,兩根

4、光滑的金屬導(dǎo)軌兩根光滑的金屬導(dǎo)軌,平行放置在傾角為平行放置在傾角為斜角上斜角上,導(dǎo)軌的左端接有電阻導(dǎo)軌的左端接有電阻R,導(dǎo)軌自身的電阻可忽路不導(dǎo)軌自身的電阻可忽路不計(jì)。斜面處在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中計(jì)。斜面處在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上。磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上。質(zhì)量為質(zhì)量為m,電阻可不計(jì)的金屬棒電阻可不計(jì)的金屬棒ab,在沿著斜面與棒垂直的在沿著斜面與棒垂直的恒力恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑,并上升并上升h高度高度,如圖所示。如圖所示。在這過(guò)程中在這過(guò)程中 ( )（A）作用于金屬捧上的各個(gè)力的合力所作的功等于零作用于金屬捧上的各個(gè)力的合力所作的功等于零（B）作用于金屬捧上的各個(gè)

5、力的合力所作的功等于作用于金屬捧上的各個(gè)力的合力所作的功等于mgh 與電阻與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和上發(fā)出的焦耳熱之和（C）恒力恒力F與安培力的合力與安培力的合力 所作的功等于零所作的功等于零（D）恒力恒力F與重力的合力所作的功與重力的合力所作的功 等于電阻等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱上發(fā)出的焦耳熱BRbaFB解析解析：在金屬棒勻速上滑的過(guò)程中：在金屬棒勻速上滑的過(guò)程中,棒的受力情況如圖棒的受力情況如圖, mg F安安FN彈力彈力N對(duì)棒不做功，拉力對(duì)棒不做功，拉力F對(duì)棒做正功對(duì)棒做正功, 重力重力mg與安培力與安培力F安安對(duì)棒做負(fù)功。對(duì)棒做負(fù)功。棒的動(dòng)能不變棒的動(dòng)能不變,重力勢(shì)能增加重力勢(shì)能增加,

6、電阻電阻R發(fā)熱發(fā)熱,其內(nèi)能增加。其內(nèi)能增加。由動(dòng)能定理由動(dòng)能定理,對(duì)金屬棒有對(duì)金屬棒有 WF+WG+W安安=Ek=0即作用在捧上各個(gè)力作功的代數(shù)和為零。故即作用在捧上各個(gè)力作功的代數(shù)和為零。故選項(xiàng)選項(xiàng)A正確正確 以上結(jié)論從另一個(gè)角度來(lái)分析以上結(jié)論從另一個(gè)角度來(lái)分析, 因棒因棒做勻速運(yùn)動(dòng)做勻速運(yùn)動(dòng),故所受合力為零故所受合力為零,合力的功當(dāng)合力的功當(dāng)然也為零。故然也為零。故選項(xiàng)選項(xiàng)A正確正確,選項(xiàng)選項(xiàng)B,C錯(cuò)誤錯(cuò)誤因彈力不做功因彈力不做功,故恒力故恒力F與重力的合力所與重力的合力所做的功等于克服安培力所做的功。做的功等于克服安培力所做的功。而克服安培力做多少功而克服安培力做多少功,就有多少其他形式

7、的就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能能轉(zhuǎn)化為電能,電能最終轉(zhuǎn)化為電能最終轉(zhuǎn)化為R上發(fā)出的焦上發(fā)出的焦耳熱耳熱,故故選項(xiàng)選項(xiàng)D正確正確。返回返回題目題目例例1、 例例2 在方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一不可伸長(zhǎng)的、長(zhǎng)為在方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一不可伸長(zhǎng)的、長(zhǎng)為L(zhǎng)的不導(dǎo)電細(xì)線的一端連著一個(gè)質(zhì)量為的不導(dǎo)電細(xì)線的一端連著一個(gè)質(zhì)量為m的帶正電小的帶正電小球、另一端固定于球、另一端固定于O點(diǎn)，把小球拉起直至細(xì)線與場(chǎng)強(qiáng)點(diǎn)，把小球拉起直至細(xì)線與場(chǎng)強(qiáng)平行，然后無(wú)初速度釋放，已知小球擺到最低點(diǎn)的另平行，然后無(wú)初速度釋放，已知小球擺到最低點(diǎn)的另一側(cè)，線與豎直方向的最大夾角為一側(cè)，線與豎直方向的最大夾角為=30，如圖所示如圖所

8、示，求小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大動(dòng)能是多少？，求小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大動(dòng)能是多少？COABm解：解：可以看出，電場(chǎng)方向水平向右可以看出，電場(chǎng)方向水平向右 mgqEDA-C 由動(dòng)能定理由動(dòng)能定理mgl cos-qEl (1+ sin） =0qE/mg= cos/ (1+sin）= tg 30小球向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程小球向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,先加速后減速，先加速后減速，當(dāng)切向加速度為當(dāng)切向加速度為0到達(dá)到達(dá)D點(diǎn)時(shí)，速度最大點(diǎn)時(shí)，速度最大OD跟豎直方向夾角也為跟豎直方向夾角也為30 A-D 由動(dòng)能定理由動(dòng)能定理 1/2 mv2= mgl cos-qEl (1-sin） = mgL tg 30返回返回例例3 一質(zhì)量為一質(zhì)量為

9、M的長(zhǎng)木板的長(zhǎng)木板B 靜止在光滑水平面上，一靜止在光滑水平面上，一質(zhì)量為質(zhì)量為m 的小滑塊的小滑塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）以水平速度可視為質(zhì)點(diǎn)）以水平速度 v0從長(zhǎng)木板的一端開始在木板上滑動(dòng)，到達(dá)另一端滑從長(zhǎng)木板的一端開始在木板上滑動(dòng)，到達(dá)另一端滑塊剛離開木板時(shí)的速度為塊剛離開木板時(shí)的速度為1/3v0 求：滑塊在木板上滑求：滑塊在木板上滑動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi) 能。能。v0SS2S11/3 v0Vf1BABA由動(dòng)量守恒定律由動(dòng)量守恒定律 m v0=1/3 mv0+MVV=2mv0/3M由能量守恒定律由能量守恒定律 Q=1/2mv02-1/2m1/9 v02-1/2MV2 = 2/9m v02

10、 (2-m/M)返回返回f2電磁感應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受到安培電磁感應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受到安培力的作用力的作用,因此因此,要維持感應(yīng)電流的存在要維持感應(yīng)電流的存在,必須有必須有“外力外力”克服安培力做功。此過(guò)程中克服安培力做功。此過(guò)程中,其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能。其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能。 當(dāng)感應(yīng)電流通過(guò)用電器時(shí)當(dāng)感應(yīng)電流通過(guò)用電器時(shí),電能又轉(zhuǎn)化為其他形式電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。的能量?！巴饬ν饬Α笨朔才嗔ψ隽硕嗌俟朔才嗔ψ隽硕嗌俟?就有多少其就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。 同理同理,安培力做功的過(guò)程安培力做功的過(guò)程, 是電能轉(zhuǎn)化

11、為其它形式是電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過(guò)程。安培力做了多少功能的過(guò)程。安培力做了多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為就有多少電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。其它形式的能。 認(rèn)真分析電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化、熟練地應(yīng)用認(rèn)真分析電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化、熟練地應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律是求解較復(fù)雜的電磁感應(yīng)問(wèn)題的能量轉(zhuǎn)化和守恒定律是求解較復(fù)雜的電磁感應(yīng)問(wèn)題的常用方法常用方法.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問(wèn)題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問(wèn)題返回返回例例4 空間存在以空間存在以ab、cd為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感強(qiáng)度大小為強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外，區(qū)域?qū)挿较虼怪奔埫嫦蛲猓瑓^(qū)域?qū)抣1，現(xiàn)有一現(xiàn)有一矩形線框處在圖中

12、紙面內(nèi)，它的短邊與矩形線框處在圖中紙面內(nèi)，它的短邊與ab重合，長(zhǎng)度重合，長(zhǎng)度為為l2，長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為2l1，如圖所示，某時(shí)刻線框以初如圖所示，某時(shí)刻線框以初速速v沿與沿與ab垂直的方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，同時(shí)某人對(duì)線框垂直的方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，同時(shí)某人對(duì)線框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不變，設(shè)該施以作用力，使它的速度大小和方向保持不變，設(shè)該線框的電阻為線框的電阻為R，從線框開始進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開磁場(chǎng)從線框開始進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開磁場(chǎng)的過(guò)程中，人對(duì)線框作用力所做的功等于的過(guò)程中，人對(duì)線框作用力所做的功等于_。2l1l1l2dc ba 12222lRvlB返回返回 如右圖所示，平行金屬導(dǎo)軌

13、如右圖所示，平行金屬導(dǎo)軌MN豎直放置于絕豎直放置于絕緣水平地板上，金屬桿緣水平地板上，金屬桿PQ可以緊貼導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)，可以緊貼導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)，導(dǎo)軌間除固定電阻導(dǎo)軌間除固定電阻R 以外，其它部分的電阻不計(jì)，勻以外，其它部分的電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面。有以下兩種情況：第一次，垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面。有以下兩種情況：第一次，先閉合開關(guān)先閉合開關(guān)S，然后從圖中位置由靜止釋放然后從圖中位置由靜止釋放 PQ，經(jīng)，經(jīng)一一段時(shí)間后段時(shí)間后PQ勻速到達(dá)地面，第二次，先從同一高度由勻速到達(dá)地面，第二次，先從同一高度由靜止釋放靜止釋放 PQ，當(dāng)，當(dāng)PQ下滑一段距離后突然閉合開關(guān)下滑一段距離后突然閉合開

14、關(guān)S，最終最終PQ也勻速到達(dá)地面，不計(jì)空氣阻也勻速到達(dá)地面，不計(jì)空氣阻力，試比較上述兩種情況中產(chǎn)生的力，試比較上述兩種情況中產(chǎn)生的焦耳熱焦耳熱E 1和和E2 的大小。的大小。SMNPQR例例5解：解：達(dá)到最大速度時(shí)達(dá)到最大速度時(shí)mg=F安安=B2 L2vm/R兩種情況中到達(dá)地面的速度相同，動(dòng)能兩種情況中到達(dá)地面的速度相同，動(dòng)能相等，重力勢(shì)能的減少相同，產(chǎn)生的焦相等，重力勢(shì)能的減少相同，產(chǎn)生的焦耳熱耳熱E 1和和E2也相等，也相等， E 1 = E2返回返回例例4 例例6 在光滑的水平面上，有一豎直向下的勻強(qiáng)在光滑的水平面上，有一豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，分布在寬度為磁場(chǎng)，分布在寬度為L(zhǎng) 的的區(qū)域區(qū)域

15、內(nèi)內(nèi)， 現(xiàn)有一現(xiàn)有一邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為d （dL ）的正方形閉合的正方形閉合線框線框以垂直于磁場(chǎng)以垂直于磁場(chǎng)邊界邊界的初速度的初速度v0滑過(guò)磁場(chǎng)滑過(guò)磁場(chǎng)，線框剛好能穿過(guò)磁場(chǎng)，則線框剛好能穿過(guò)磁場(chǎng)，則線框在滑進(jìn)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量線框在滑進(jìn)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q1與滑出磁與滑出磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q2之比為之比為 ( ) A. 1：1 B. 2：1 C. 3：1 D. 4：1v0 d L解：解： 由動(dòng)量定理由動(dòng)量定理 F t=B2 L2 d /R=mv0 mv1 備注備注 F t=B2 L2 d /R= mv1-0v0 =2v1由能量守恒定律由能量守恒定律1/2 mv02 -

16、 1/2 mv12 = Q11/2 mv12 = Q2 Q1/ Q2= 3：1 C返回返回下頁(yè)下頁(yè)v0 d設(shè)線框即將進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為設(shè)線框即將進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v0，全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為vt將線框進(jìn)入的過(guò)程分成很多小段將線框進(jìn)入的過(guò)程分成很多小段,每一段的運(yùn)動(dòng)可以看成是每一段的運(yùn)動(dòng)可以看成是 速度為速度為vi 的勻速運(yùn)動(dòng)的勻速運(yùn)動(dòng), 對(duì)每一小段，由動(dòng)量定理對(duì)每一小段，由動(dòng)量定理: f1 t=B2 L2 v0 t /R = mv0 mv1 （1） f2 t=B2 L2 v1 t /R = mv1 mv2 （2）f3 t=B2 L2 v2 t /R = mv2 mv3 （

17、3）f4 t=B2 L2 v3 t /R = mv3 mv4 （4） fn t=B2 L2 vn-1 t /R = mvn-1 mvt （n）v0 t+ v1 t + v2 t + v3 t + vn-1 t + vn t =d 將各式相加，得將各式相加，得B2 L2 d /R = mv0 mvt上頁(yè)上頁(yè)備注備注 位于豎直平面內(nèi)的矩形平面導(dǎo)線框位于豎直平面內(nèi)的矩形平面導(dǎo)線框abcd,ab長(zhǎng)為長(zhǎng)為l1,是水平的是水平的,bd長(zhǎng)為長(zhǎng)為l2,線框的質(zhì)量為線框的質(zhì)量為m,電阻為電阻為R,其下方其下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,該區(qū)域的上、下邊界該區(qū)域的上、下邊界PP 和和QQ均均與與ab平行平行

18、,兩邊界間的距離為兩邊界間的距離為H, H l2，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)度為B，方向與線框平面垂直方向與線框平面垂直,如圖所示。如圖所示。令線框的令線框的dc邊從離磁場(chǎng)區(qū)域上邊界邊從離磁場(chǎng)區(qū)域上邊界PP的距離為的距離為h處自處自由下落由下落,已知在線框的已知在線框的dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后,ab邊到達(dá)邊邊到達(dá)邊界界PP之前的某一時(shí)刻線框的速度已之前的某一時(shí)刻線框的速度已達(dá)到這一階段的最大值達(dá)到這一階段的最大值,問(wèn)從線框開問(wèn)從線框開始下落到始下落到dc邊剛剛到這磁場(chǎng)區(qū)域下邊剛剛到這磁場(chǎng)區(qū)域下邊界邊界QQ 的過(guò)程中的過(guò)程中,磁場(chǎng)作用于線磁場(chǎng)作用于線框的安培力所作的總功為多少框的安

19、培力所作的總功為多少?例例7cabdhPPQQHl2l1解析：解析：解析：解析： 線框的線框的dc邊到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域的上邊界邊到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域的上邊界PP之前之前為自由落體運(yùn)動(dòng)。為自由落體運(yùn)動(dòng)。dc邊進(jìn)入磁煬后邊進(jìn)入磁煬后,而而ab邊還沒(méi)有進(jìn)邊還沒(méi)有進(jìn)入磁場(chǎng)前入磁場(chǎng)前,線框受到安培力線框受到安培力(阻力阻力)作用作用,依然加速下落依然加速下落。這是一個(gè)變加速度運(yùn)動(dòng)。這是一個(gè)變加速度運(yùn)動(dòng),加速度越來(lái)越小加速度越來(lái)越小,速度越來(lái)速度越來(lái)越大。設(shè)越大。設(shè)dc邊下落到離邊下落到離PP以下的距離為以下的距離為x 時(shí)時(shí),速度達(dá)速度達(dá)到最大值到最大值,以以vm表示這最大速度表示這最大速度, 則這時(shí)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

20、為則這時(shí)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為= Bl1vm,線框中的電流為線框中的電流為I=/ R= Bl1vm/ R作用于線框的安培力為作用于線框的安培力為F=BIl1=B2l12vm / R速度達(dá)到最大的條件是速度達(dá)到最大的條件是 F=mg由此得由此得vm=mgR/(B2l12) cabdhPPQQHl2l1cabdhPPQQHl2l1vm=mgR/(B2l12) 線框的速度達(dá)到線框的速度達(dá)到vm后后,而線框的而線框的ab邊還沒(méi)有進(jìn)入磁邊還沒(méi)有進(jìn)入磁 場(chǎng)區(qū)前場(chǎng)區(qū)前,線框作勻速運(yùn)動(dòng)。線框作勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)整個(gè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)后當(dāng)整個(gè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)后,線框中的感應(yīng)電流為零線框中的感應(yīng)電流為零,磁場(chǎng)作磁場(chǎng)作 用于線框的安

21、培力為零用于線框的安培力為零,直至直至dc邊到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)的下邊邊到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)的下邊 界界QQ,線框作初速度為線框作初速度為vm,加速度為加速度為g 的勻加速運(yùn)動(dòng)的勻加速運(yùn)動(dòng)可見(jiàn)磁場(chǎng)對(duì)線圈的安培力只存在于線框可見(jiàn)磁場(chǎng)對(duì)線圈的安培力只存在于線框dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)邊進(jìn)入磁場(chǎng) 之后到之后到ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)之前這段時(shí)間內(nèi)。邊進(jìn)入磁場(chǎng)之前這段時(shí)間內(nèi)。對(duì)線框從開始下落到對(duì)線框從開始下落到ab邊剛好進(jìn)入磁場(chǎng)這邊剛好進(jìn)入磁場(chǎng)這 一過(guò)程一過(guò)程,設(shè)安培力作的總功為設(shè)安培力作的總功為W,由動(dòng)能定理由動(dòng)能定理 mg(h+l2) +W = mvm2/2 聯(lián)立兩式得聯(lián)立兩式得 W = - mg(l2+h) + m3g2R2 /（2B

22、4l14）(安培力作的總功為安培力作的總功為W為負(fù)值為負(fù)值)返回返回 一電阻為一電阻為R1的勻質(zhì)光滑金屬環(huán)豎直放置。一根的勻質(zhì)光滑金屬環(huán)豎直放置。一根電阻為電阻為r,長(zhǎng)為長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)金屬桿可繞環(huán)中心的輕質(zhì)金屬桿可繞環(huán)中心O無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)，兩端各固定一個(gè)金屬球并套在環(huán)上可沿環(huán)滑動(dòng)。動(dòng)，兩端各固定一個(gè)金屬球并套在環(huán)上可沿環(huán)滑動(dòng)。球的質(zhì)量分別為球的質(zhì)量分別為M和和m，且，且M。oa為一導(dǎo)線，連為一導(dǎo)線，連結(jié)金屬桿結(jié)金屬桿O點(diǎn)和金屬環(huán)點(diǎn)和金屬環(huán)a點(diǎn)并沿水平方向，其電阻為點(diǎn)并沿水平方向，其電阻為 R2 , 把桿從水平位置由靜止釋放，桿轉(zhuǎn)至豎直位置把桿從水平位置由靜止釋放，桿轉(zhuǎn)至豎直位置時(shí)的角速度

23、為時(shí)的角速度為求求: 桿轉(zhuǎn)至豎直位置時(shí)，回路中電流的即時(shí)功率。桿轉(zhuǎn)至豎直位置時(shí)，回路中電流的即時(shí)功率。 桿從水平位置轉(zhuǎn)至豎直位置的過(guò)程中，回路中桿從水平位置轉(zhuǎn)至豎直位置的過(guò)程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱。產(chǎn)生的焦耳熱。例例8OmaMOmaM解解：（：（1） OM,Om產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=1/8 BL2左半圓弧兩端電勢(shì)相等左半圓弧兩端電勢(shì)相等,無(wú)電流通過(guò)無(wú)電流通過(guò).畫出等效電路如圖示畫出等效電路如圖示:r/2R1/4R2R1/4r/2aOR2aO88224/2/2121RRrRRrR題目題目下頁(yè)下頁(yè))82(8214222RRrLBREP（2）求桿從水平位置轉(zhuǎn)至豎直位置的過(guò)程中，）求桿從水

24、平位置轉(zhuǎn)至豎直位置的過(guò)程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱?；芈分挟a(chǎn)生的焦耳熱。OmaM由能量守恒定律得由能量守恒定律得題目題目返回返回8)44(22LmLMmgMgLQ2)(212/2/VmMmgLMgLQ2/LV將將 代入得代入得 兩根足夠長(zhǎng)的水平平行金屬軌道間距兩根足夠長(zhǎng)的水平平行金屬軌道間距d0.5m，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下，有兩個(gè)相同的導(dǎo)電滑桿導(dǎo)軌平面向下，有兩個(gè)相同的導(dǎo)電滑桿ab、cd 垂直于垂直于導(dǎo)軌放置，如圖所示，它們的質(zhì)量均為導(dǎo)軌放置，如圖所示，它們的質(zhì)量均為m0.1kg ，電阻均為電阻均為R0.1，與導(dǎo)軌間

25、的最大靜摩擦力均為與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力均為fm0.25N，滑動(dòng)摩擦系數(shù)均為滑動(dòng)摩擦系數(shù)均為0.2, 現(xiàn)以水平恒力現(xiàn)以水平恒力F0.4N垂直于垂直于ab作用在作用在ab上。求上。求:當(dāng)當(dāng)ab達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度多大達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度多大?當(dāng)當(dāng)ab達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，回路中消耗的電功率是多少達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，回路中消耗的電功率是多少?外力外力F 的功率是多大的功率是多大? bBFadc例例9分析和解：分析和解： FF安安f1 F安安f2 bd(1)對(duì)對(duì)ab, Ff m 在作用下向右運(yùn)動(dòng)在作用下向右運(yùn)動(dòng), 產(chǎn)生感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)電流,受到安培力受到安培力,平衡時(shí)有平衡時(shí)有F=F安安m+fab = F安安m+mgF安安m=F

26、-mg=0.4-0.2=0.2(N)對(duì)對(duì)cd F安安m fm 由此可知由此可知,cd保持靜止保持靜止由由=BLVm, F安安m =IBL=B2L2Vm/2RVm=2F安安m R/B2L2 =(20.20.1)/(0.220.52)=4(m/s)（2）當(dāng)當(dāng)ab桿達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，回路中消耗的電功率為：桿達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，回路中消耗的電功率為： P= F安安mVm=0.24 =0.8(w) (也可用也可用P=2/2R計(jì)算）計(jì)算）（3）外力外力F的功率為的功率為 PF=FVm=0.44=1.6（W） 返回返回題目題目 如圖示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為如圖示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)體導(dǎo)體棒棒ab與光滑導(dǎo)軌接觸

27、良好，有效長(zhǎng)度為與光滑導(dǎo)軌接觸良好，有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，外電阻為外電阻為R ，現(xiàn)用外力使導(dǎo)體棒以現(xiàn)用外力使導(dǎo)體棒以O(shè) O為平衡位置做簡(jiǎn)諧運(yùn)為平衡位置做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其周期為動(dòng)，其周期為T，棒經(jīng)棒經(jīng)O O時(shí)的時(shí)的速度為速度為V，試求：將試求：將棒從左邊最大位置移至平衡位置的過(guò)程中，外力所棒從左邊最大位置移至平衡位置的過(guò)程中，外力所做的功（已知棒的質(zhì)量為做的功（已知棒的質(zhì)量為m）OBORba例例10OBORba解：解： ab做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為v，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=BLv=BLVsint 正弦交流電正弦交流電其最大值為其最大值為Em=BLV有效值為有效值為E

28、=0.707BLV產(chǎn)生的感應(yīng)電流功率為產(chǎn)生的感應(yīng)電流功率為P=E2 / R=（BLV）2 2R運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t=T/4產(chǎn)生的感應(yīng)電能為產(chǎn)生的感應(yīng)電能為W電電=Pt= （BLV）2T 8R由能量守恒定律得由能量守恒定律得WF=W電電+1/2 m V2 =（BLV）2T 8R+ 1/2 m V2返回返回題目題目 倫琴射管中電子的加速電壓為倫琴射管中電子的加速電壓為80103V，則產(chǎn)生的倫琴射線的能量肯定不可能是則產(chǎn)生的倫琴射線的能量肯定不可能是（ ）A BC DeV2103eV3104eV4101eV4109D返回返回例例11例例12 云室處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為云室處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁

29、場(chǎng)中，一靜止的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一靜止的質(zhì)量為的質(zhì)量為M的原子核在云室中發(fā)生一次的原子核在云室中發(fā)生一次 衰變，衰變， 粒粒子的質(zhì)量為子的質(zhì)量為m，電量為電量為q, 其運(yùn)動(dòng)軌跡在與磁場(chǎng)垂直的其運(yùn)動(dòng)軌跡在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)平面內(nèi).現(xiàn)測(cè)得現(xiàn)測(cè)得 粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R，試求在衰變?cè)嚽笤谒プ冞^(guò)程中的質(zhì)量虧損過(guò)程中的質(zhì)量虧損.（注：涉及動(dòng)量問(wèn)題時(shí)，虧損的質(zhì)（注：涉及動(dòng)量問(wèn)題時(shí)，虧損的質(zhì)量可忽略不計(jì)量可忽略不計(jì).）解解: 令令v 表示表示粒子的速度，由洛侖茲力和牛頓粒子的速度，由洛侖茲力和牛頓 定律可得定律可得 qvB=mv2 /R 令令V表示衰變后剩余核的速度，在考慮衰變過(guò)程中系表示衰變后剩

30、余核的速度，在考慮衰變過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒時(shí)，因?yàn)樘潛p質(zhì)量很小，可不予考慮，統(tǒng)的動(dòng)量守恒時(shí)，因?yàn)樘潛p質(zhì)量很小，可不予考慮，由動(dòng)量守恒可知由動(dòng)量守恒可知 （Mm）V=mv )(2)(22mMmcqBRMmmpmMpmvVmMcm2)(221)(2122222返回返回例例13 假設(shè)在假設(shè)在NaCl蒸氣中存在由鈉離子蒸氣中存在由鈉離子Na+和氯離子和氯離子CI - 靠靜電相互作用構(gòu)成的單個(gè)氯化鈉靠靜電相互作用構(gòu)成的單個(gè)氯化鈉NaCl分子，若取分子，若取Na+ 與與CI - 相距無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)其電勢(shì)能為零，一個(gè)相距無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)其電勢(shì)能為零，一個(gè)NaCl分分子的電勢(shì)能為子的電勢(shì)能為 6.1eV，已知使一個(gè)中性鈉原

31、子已知使一個(gè)中性鈉原子Na最最外層的電子脫離鈉原子而形成鈉離子外層的電子脫離鈉原子而形成鈉離子Na+所需的能量所需的能量（電離能）為（電離能）為5.1eV，使一個(gè)中性氯原子使一個(gè)中性氯原子Cl 結(jié)合一個(gè)結(jié)合一個(gè)電子形成氯離子所放出的能量（親和能）為電子形成氯離子所放出的能量（親和能）為3.8eV。由此可算出，在將一個(gè)由此可算出，在將一個(gè)NaCl分子分解成彼此遠(yuǎn)離的中分子分解成彼此遠(yuǎn)離的中性鈉原子性鈉原子Na 和中性氯原子和中性氯原子Cl的過(guò)程中，外界供給的的過(guò)程中，外界供給的總能量等于總能量等于_eV。4.8E = 6.1 + 3.8 - 5.1 = 4.8 eV解：解：NaCl + 6.1e

32、V Na+ + CI - Na + 5.1eV Na+ + eCl - + 3.8eV CI + eNaCl+6.1eV+3.8eV Na+CI - + 5.1eV返回返回 例例14 根據(jù)玻爾理論，某原子的電子從能量根據(jù)玻爾理論，某原子的電子從能量為為E的軌道躍遷到能量為的軌道躍遷到能量為E的軌道，輻射出的軌道，輻射出波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為 的光的光.以以h表示普朗克常量，表示普朗克常量，c 表示真表示真空中的光速，則空中的光速，則E 等于等于 ( ) A. E-h /c B. E+h /c C. E-hc / D. E+hc / C返回返回 用頻率用頻率的光照射在金屬表面產(chǎn)生電子，的光照射在金屬表面產(chǎn)

33、生電子，當(dāng)光電子垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為當(dāng)光電子垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其最大半徑為速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其最大半徑為R，以，以W表示逸出功，表示逸出功，m、e表示電子的質(zhì)量和電量，表示電子的質(zhì)量和電量，h 表示普朗克常數(shù)，則表示普朗克常數(shù)，則電子的最大初動(dòng)能是：電子的最大初動(dòng)能是：( )A. h + W B. BeR/m C. h - W D. B2e2R2/2m C D 氫原子的核外電子由基態(tài)躍遷到氫原子的核外電子由基態(tài)躍遷到n=2的激發(fā)的激發(fā)態(tài)時(shí)，吸收光子的能量是態(tài)時(shí)，吸收光子的能量是E，則氫原子的核外電則氫原子的核外電子從量子數(shù)子從量子數(shù)n=3的能級(jí)躍遷

34、到的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)釋放的能級(jí)時(shí)釋放光子的能量是：光子的能量是：( )A. E/2 B. E/4 C. 5E/27 D. E/36C返回返回例例15解解：光子的能量為：光子的能量為h 0 = mc2 質(zhì)量為質(zhì)量為m= h 0 /c2由能量守恒定律，上升由能量守恒定律，上升H 重力勢(shì)能增加重力勢(shì)能增加mg H h 0= h + mg H 0 / 0 = g H /c2 頻率頻率0的光子由地球表面某處豎直向上運(yùn)動(dòng)，的光子由地球表面某處豎直向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它上升當(dāng)它上升H 的高度時(shí)，由于地球引力作用，它的波的高度時(shí)，由于地球引力作用，它的波長(zhǎng)變長(zhǎng)，我們稱此為引力紅移，設(shè)光速為長(zhǎng)變長(zhǎng)，我們稱此為引

35、力紅移，設(shè)光速為C，該光子該光子頻率的紅移頻率的紅移0與原有頻率與原有頻率0之比為之比為（ ） A. B C. D 2CH2CHg2gCHHgC2B返回返回例例16 一木塊從斜面上勻速下滑，在下滑過(guò)程中，不一木塊從斜面上勻速下滑，在下滑過(guò)程中，不考慮木塊的熱膨脹，下列說(shuō)法正確的是：考慮木塊的熱膨脹，下列說(shuō)法正確的是： （ ）A. 木塊的分子勢(shì)能不變，分子的平均動(dòng)能增大木塊的分子勢(shì)能不變，分子的平均動(dòng)能增大B. 木塊的分子勢(shì)能與平均動(dòng)能都增大木塊的分子勢(shì)能與平均動(dòng)能都增大C. 木塊的機(jī)械能減小，內(nèi)能增大木塊的機(jī)械能減小，內(nèi)能增大D. 木塊的機(jī)械能和內(nèi)能之和保持不變木塊的機(jī)械能和內(nèi)能之和保持不變A

36、 C D注意：注意：分子勢(shì)能決定于分子間的距離（體積）分子勢(shì)能決定于分子間的距離（體積） 分子的平均動(dòng)能決定于溫度分子的平均動(dòng)能決定于溫度返回返回例例17例例18 兩個(gè)電阻兩個(gè)電阻,R1=8歐歐,R2=2歐歐,并聯(lián)在電路中并聯(lián)在電路中.欲欲使這兩個(gè)電阻消耗的電功率相等使這兩個(gè)電阻消耗的電功率相等,可行的辦法是可行的辦法是( ).(A)用一個(gè)阻值為用一個(gè)阻值為2 歐的電阻與歐的電阻與R2串聯(lián)串聯(lián)(B)用一個(gè)阻值為用一個(gè)阻值為6 歐的電阻與歐的電阻與R2串聯(lián)串聯(lián)(C)用一個(gè)阻值為用一個(gè)阻值為6 歐的電阻與歐的電阻與R1串聯(lián)串聯(lián)(D)用一個(gè)阻值為用一個(gè)阻值為2 歐的電阻與歐的電阻與R1串聯(lián)串聯(lián)A返回

37、返回 如圖示電路中，已知直流電動(dòng)機(jī)如圖示電路中，已知直流電動(dòng)機(jī)M的電阻的電阻是是R，電源的內(nèi)阻是電源的內(nèi)阻是r，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表的示數(shù)是表的示數(shù)是U，電流表的示數(shù)是電流表的示數(shù)是I，則以下結(jié)論正確則以下結(jié)論正確的是的是 ( )A. ts 內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量是內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量是 I2 RtB. ts 內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量是內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量是 IUtC. 電源電動(dòng)勢(shì)是電源電動(dòng)勢(shì)是 I (R+ r)D. 電源電動(dòng)勢(shì)是電源電動(dòng)勢(shì)是 U+Ir MAVA D返回返回例例19 矩形滑塊由不同材料的上下兩層粘合在一矩形滑塊由不同材料的上下兩層粘合在一起組成，將其放在光滑的水

38、平面上，質(zhì)量為起組成，將其放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m 的子的子彈以速度彈以速度v水平射向滑塊，若射擊上層，子彈水平射向滑塊，若射擊上層，子彈剛好剛好不不射出，若射擊下層，子彈剛好能射穿一半厚度，如射出，若射擊下層，子彈剛好能射穿一半厚度，如圖示，上述兩種情況相比較圖示，上述兩種情況相比較( )A. 子彈對(duì)滑塊做的功一樣多子彈對(duì)滑塊做的功一樣多B. 子彈對(duì)滑塊做的功不一樣多子彈對(duì)滑塊做的功不一樣多C. 系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一樣多系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一樣多D. 系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量不一樣多系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量不一樣多A C返回返回例例20 例例21 如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比如圖所示，理想變壓器的原、副線

39、圈匝數(shù)之比為為n1:n24:1，原線圈回路中的電阻原線圈回路中的電阻A與副線圈回路與副線圈回路中的負(fù)載電阻中的負(fù)載電阻B的阻值相等的阻值相等.a、b端加一定交流電壓端加一定交流電壓后，后，兩電阻消耗的電功率之比兩電阻消耗的電功率之比 PA:PB =_,兩電阻兩端電壓之比兩電阻兩端電壓之比 UA:UB= _。ABabn1n2U1:161:4返回返回摩擦力的功摩擦力的功例例22 AB兩物體疊放在水平面上，兩物體疊放在水平面上，A物體在物體在 力力 F作用下在作用下在B物體上相對(duì)滑動(dòng)，物體上相對(duì)滑動(dòng)，則則f1對(duì)對(duì)A做做功，功，f2對(duì)對(duì)B做做功。這一對(duì)功。這一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的凈功為滑動(dòng)摩擦力做的凈功為

40、 功。功。BAFf1f2S2S1SW1= - fS1W2= fS2W1 + W2= f(S2 - S1 )= - f S負(fù)負(fù)正正負(fù)負(fù)克服克服一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做的凈功等于機(jī)械能的減少一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做的凈功等于機(jī)械能的減少返回返回返回返回例例23 AB兩物體疊放在水平面上，兩物體疊放在水平面上，A物體用線物體用線系在墻上，系在墻上，B 物體在力物體在力 F作用下向右運(yùn)動(dòng)，則作用下向右運(yùn)動(dòng)，則f1對(duì)對(duì)A做做功，功，f2對(duì)對(duì)B做做功。功。 Bf1FAf20負(fù)負(fù)可見(jiàn)：一個(gè)摩擦力可以做負(fù)功可見(jiàn)：一個(gè)摩擦力可以做負(fù)功,也可以做正功也可以做正功, 也可以不做功。也可以不做功。 一對(duì)靜摩擦力的總功一定等于一對(duì)靜摩擦力的總功一定等于0一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的總功等于一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的總功等于 - fs