高三物理 专题复习 《电场与磁场的理解》(含答案解析)
复习备考建议
1．电场问题是动力学与能量观点在电磁学中的延续，主要考查点有电场叠加、电场描述、电场能的性质、带电粒子(带电体)在电场中的运动等．带电粒子(带电体)在电场中的运动能够综合考查运动的合成与分解、牛顿第二定律、动能定理等．这部分内容综合性强，是命题的热点．
2．带电粒子在匀强磁场中的运动综合了洛伦兹力、牛顿运动定律、匀速圆周运动等知识，是高考命题的热点和重点，对磁场叠加、安培力的考查，难度一般不大．高考对于带电粒子在磁场中的运动的考查，多为选择题或计算题，难度适中，所以要重点复习，但不要过于繁、难．
第6课时 电场与磁场的理解 考点
电场性质的理解
1．电场强度、电势、电势能的表达式及特点对比
表达式
特点
电场强度
E ＝
F q ，E ＝k Q r 2，E ＝U d
矢量，由电场本身决定．电场线越密，电场强度越大
电势 φ＝E p
q
标量，与零电势点的选取有关，沿电场线方向电势逐渐降低
电势能 E p ＝qφ，ΔE p ＝－W 电
标量，电场力做正功，电势能减小
2.电势高低的比较
(1)沿着电场线方向，电势越来越低；
(2)带电荷量为＋q 的点电荷，在电场力的作用下从电场中的某点移至无穷远处，电场力做功越多，则该点的电势越高；
(3)根据电势差U AB ＝φA －φB ，若U AB >0，则φA >φB ，反之φA <φB .
3．电势能变化的判断
(1)由E p＝qφ判断：正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大；
(2)由W AB＝E p A－E p B判断：电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增大；
(3)只有电场力做功时，电荷的电势能与动能之和守恒．
4．运动轨迹问题
(1)某点速度方向即为轨迹在该点的切线方向；
(2)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正、负；
(3)结合速度方向与电场力的方向，确定电场力做功的正、负，从而确定电势能、电势的变化等．
例1(多选)(2019·贵州安顺市上学期质量监测)两电荷量分别为q 1和q2的点电荷分别放在x 轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图1所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则()
图1
A．q1带正电，q2带负电
B．A、N点的电场强度大小为零
C．NC间场强方向沿x轴负方向
D．将一负点电荷从N点移到D点，电势能一直增大
答案AC
解析由题图可知，在q1附近电势为正，q2附近电势为负，可知q1带正电，q2带负电，故A 正确；φ－x图象的斜率表示场强E，可知A、N两点电场强度不为零，故B错误；由题图可知：由N至C，电势升高，所以场强方向沿x轴负方向，故C正确；由N至D，电势先升高后降低，则将一负点电荷从N点移到D点，电势能先减小后增大，故D错误．
变式训练
1.(多选)(2019·全国卷Ⅲ·21)如图2，电荷量分别为q和－q(q>0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点．则()
图2
A．a点和b点的电势相等
B．a点和b点的电场强度大小相等
C．a点和b点的电场强度方向相同
D．将负电荷从a点移到b点，电势能增加
答案BC
解析b点距q近，a点距－q近，则b点的电势高于a点的电势，A错误；如图所示，a、b 两点的电场强度可视为E3与E4、E1与E2的合场强．其中E1∥E3，E2∥E4，且知E1＝E3，E2＝E4，故合场强E a与E b大小相等、方向相同，B、C正确；由于φa<φb，负电荷从低电势处移至高电势处过程中，电场力做正功，电势能减少，D错误．
2．(多选)(2020·山东等级考模拟卷·9)在金属球壳的球心有一个正点电荷，球壳内外的电场线分布如图3所示，下列说法正确的是()
图3
A．M点的电场强度比K点的大
B．球壳内表面带负电，外表面带正电
C．试探电荷－q在K点的电势能比在L点的大
D．试探电荷－q沿电场线从M点运动到N点，电场力做负功
答案ABD
解析由电场线的疏密程度可知，M点的场强大于K点的场强，A正确；由于感应起电，在金属球壳的内表面感应出负电，外表面感应出正电，B正确；负电荷在电场中，沿电场线方向运动，电场力做负功，电势能增加，C错误，D正确．
例2(多选)(2018·全国卷Ⅱ·21)如图4，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点．一电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2.下列说法正确的是()
图4
A ．此匀强电场的场强方向一定与a 、b 两点连线平行
B ．若该粒子从M 点移动到N 点，则电场力做功一定为W 1＋W 2
2
C ．若c 、d 之间的距离为L ，则该电场的场强大小一定为W 2
qL
D ．若W 1＝W 2，则a 、M 两点之间的电势差一定等于b 、N 两点之间的电势差 答案 BD
解析 结合题意，只能判定U ab >0，U cd >0，但电场方向不能确定，A 项错误；由于M 、N 分别为ac 和bd 的中点，对于匀强电场，则U MN ＝φa ＋φc 2－φb ＋φd 2＝U ab ＋U cd
2，可知该粒子由M
至N 过程中，电场力做功W ＝
W 1＋W 2
2
，B 项正确；电场强度的方向只有沿c →d 时，才有场强E ＝W 2
qL ，但本题中电场方向未知，C 项错误；若W 1＝W 2，则U ab ＝U cd ＝U MN ，即φa －φb
＝φM －φN ，φa －φM ＝φb －φN ，可知U aM ＝U bN ，D 项正确． 变式训练
3.(多选)(2019·山东日照市上学期期末)一匀强电场的方向平行于xOy 平面，平面内a 、b 、c 三点的位置如图5所示，三点的电势分别为10 V 、16 V 、24 V ．下列说法正确的是( )
图5
A ．坐标原点的电势为18 V
B ．电场强度的大小为1.25 V/cm
C ．电场强度的方向从c 点指向a 点
D ．电子从b 点运动到坐标原点，电场力做功为2 eV 答案 ABD
解析 根据φb －φa ＝φc －φO ，因a 、b 、c 三点电势分别为φa ＝10 V 、φb ＝16 V 、φc ＝24 V ，则原点处的电势为φO ＝18 V ，故A 正确；如图，y 轴上y ＝2点(M 点)的电势为φM ＝φO －
φO －φa 4＝16 V ，所以b 点与y 轴上y ＝2点的电势相等，连接b 点与y 轴上y ＝2点的直线即为等势线，过a 点作Mb 的垂线即为电场线，方向与y 轴负方向成37°角斜向上，垂足为N ，由几何关系得：∠abM ＝37°，aN ＝ab ·sin 37°＝4.8 cm ，φN ＝φb ，所以E ＝U Na aN ＝1.25 V/cm ，故B 正
确，C 错误；φb <φO ，则电子从b 点运动到坐标原点，电场力做正功，W ＝2 eV ，故D 正确．
考点 带电粒子(带电体)在电场中的运动
1．直线运动的两种处理方法 (1)动能定理：不涉及t 、a 时可用．
(2)牛顿第二定律和运动学公式：涉及a 、t 时可用．尤其是交变电场中，最好再结合v －t 图象使用．
2．匀强电场中偏转问题的处理方法 (1)运动的分解
已知粒子只在电场力作用下运动，且初速度方向与电场方向垂直． ①沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间t ＝L
v 0
.
②沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a ＝F m ＝qE m ＝qU
md .
③离开电场时的偏移量y ＝12at 2＝qUL 2
2md v 02.
④速度偏向角
tan φ＝v y v 0＝qUx md v 02
――→x ＝L tan φ＝qUL
md v 02； 位移偏向角
tan θ＝y x ＝qUx 2md v 02
――→x ＝L
tan θ＝qUL 2md v 02. (2)动能定理：涉及功能问题时可用．
注意：偏转时电场力做的功不一定是W ＝qU 板间，应该是W ＝qEy (y 为偏移量)． 3．非匀强电场中的曲线运动
(1)电荷的运动轨迹偏向所受合外力的一侧，即合外力指向轨迹凹的一侧；电场力一定沿电场线切线方向，即垂直于等势面．
(2)由电场力的方向与运动方向的夹角，判断电场力做功的正负，再由功能关系判断动能、电势能的变化．
例3 (2019·全国卷Ⅱ·24)如图6，两金属板P 、Q 水平放置，间距为d .两金属板正中间有一水平放置的金属网G ，P 、Q 、G 的尺寸相同．G 接地，P 、Q 的电势均为φ(φ>0)．质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子自G 的左端上方距离G 为h 的位置，以速度v 0平行于纸面水平射入
电场，重力忽略不计．
图6
(1)求粒子第一次穿过G 时的动能，以及它从射入电场至此时在水平方向上的位移大小； (2)若粒子恰好从G 的下方距离G 也为h 的位置离开电场，则金属板的长度最短应为多少？ 答案 (1)12m v 02＋2φ
d qh v 0
mdh
qφ
(2)2v 0
mdh qφ
解析 (1)PG 、QG 间场强大小相等，均为E .粒子在PG 间所受电场力F 的方向竖直向下，设粒子的加速度大小为a ，有E ＝2φ
d ①
F ＝qE ＝ma ②
设粒子第一次到达G 时动能为E k ，由动能定理有 qEh ＝E k －1
2
m v 02③
设粒子第一次到达G 时所用的时间为t ，粒子在水平方向的位移为l ，则有h ＝1
2at 2④
l ＝v 0t ⑤
联立①②③④⑤式解得 E k ＝12m v 02＋2φd qh
l ＝v 0
mdh
qφ
(2)若粒子穿过G 一次就从电场的右侧飞出，则金属板的长度最短．由对称性知，此时金属板的长度为L ＝2l ＝2v 0mdh
qφ
. 变式训练
4．(2019·湖南六校4月联考)如图7所示，空间中存在着由一固定的负点电荷Q (图中未画出)产生的电场．另一正点电荷q 仅在电场力作用下沿曲线MN 运动，在M 点的速度大小为v 0，方向沿MP 方向，到达N 点时速度大小为v ，且v 图7 A ．Q 一定在虚线MP 下方 B ．M 点的电势比N 点的电势高 C ．q 在M 点的电势能比在N 点的电势能小 D ．q 在M 点的加速度比在N 点的加速度小 答案 C 解析 场源电荷带负电，运动电荷带正电，它们之间是吸引力，而曲线运动合力指向曲线的内侧，故负点电荷Q 应该在轨迹的内侧，故A 错误；只有电场力做功，动能和电势能之和守恒，运动电荷在N 点的动能小，故其在N 点的电势能大，故C 正确；运动电荷为正电荷，故N 点电势高于M 点电势，故M 点离场源电荷较近，则M 点场强较大，所以q 在M 点的加速度比在N 点的加速度大，故B 、D 错误． 5.(2019·河北“五个一名校联盟” 第一次诊断)如图8所示，地面上某区域存在着水平向右的匀强电场，一个质量为m 的带负电的小球以水平方向的初速度v 0由O 点射入该区域，刚好竖直向下通过竖直平面中的P 点，已知连线OP 与初速度方向的夹角为60°，重力加速度为g ，则以下说法正确的是( ) 图8 A ．电场力大小为 3mg 2 B ．小球所受的合外力大小为3mg 3 C ．小球由O 点到P 点用时 3v 0 g D ．小球通过P 点时的动能为5 2m v 02 答案 C 解析 设OP ＝L ，从O 到P 水平方向做匀减速运动，到达P 点的水平速度为零；竖直方向做自由落体运动，则水平方向：L cos 60°＝v 02t ，竖直方向：L sin 60°＝1 2gt 2，解得：t ＝3v 0g ， 选项C 正确；水平方向F 1＝ma ＝m v 0t ＝3mg 3，小球所受的合外力是F 1与mg 的合力，可知 合力的大小F ＝(mg )2＋(F 1)2＝ 23 3 mg ，选项A 、B 错误；小球通过P 点时的速度v P ＝gt ＝3v 0，则动能：E k P ＝12m v P 2＝3 2 m v 02，选项D 错误． 考点 磁场对电流的作用 1．对磁场的理解 (1)磁感应强度是矢量，其方向与通电导线在磁场中所受力的方向垂直； (2)电流元必须垂直于磁场方向放置，公式B ＝F IL 才成立； (3)磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与通电导线受力的大小及方向均无关． 2．磁场的叠加 对于电流在空间某点的磁场，首先应用安培定则判断出各电流在该点的磁场方向，然后应用平行四边形定则合成． 3．安培力 (1)若磁场方向和电流方向垂直：F ＝BIL . (2)若磁场方向和电流方向平行：F ＝0. (3)方向判断：左手定则． (4)方向特点：垂直于磁感线和通电导线确定的平面． 4．磁场力做功情况 磁场力包括洛伦兹力和安培力，由于洛伦兹力的方向始终和带电粒子的运动方向垂直，洛伦兹力不做功，但是安培力可以做功． 例4 (2019·全国卷Ⅰ·17)如图9，等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M 、N 与直流电源两端相接．已知导体棒MN 受到的安培力大小为F ，则线框LMN 受到的安培力的大小为( ) 图9 A ．2F B ．1.5F C ．0.5F D ．0 答案 B 解析 设三角形边长为l ，通过导体棒MN 的电流大小为I ，则根据并联电路的特点可知通过导体棒ML 和LN 的电流大小为I 2，如图所示，依题意有F ＝BlI ，则导体棒ML 和LN 所受安 培力的合力为F 1＝Bl ·I 2＝1 2F ，方向与F 的方向相同，所以线框LMN 受到的安培力大小为1.5F ， 选项B 正确． 变式训练 5．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图10所示，利用这种装置可以把质量为m ＝2.0 g 的弹体(包括金属杆EF 的质量)加速到6 km/s ，若这种装置的轨道宽d ＝2 m 、长L ＝100 m 、电流I ＝10 A 、轨道摩擦不计且金属杆EF 与轨道始终垂直并接触良好，则下列有关轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场力的最大功率结果正确的是( ) 图10 A ． B ＝18 T ，P m ＝1.08×108 W B ．B ＝0.6 T ，P m ＝7.2×104 W C ．B ＝0.6 T ，P m ＝3.6×106 W D ．B ＝18 T ，P m ＝2.16×106 W 答案 D 解析 由v m 2＝2aL 和BId ＝ma 可得B ＝18 T ， 最大功率P m ＝BId ·v m ＝2.16×106 W ，故D 正确． 6.(2019·河南天一大联考上学期期末)一课外探究小组用如图11所示实验装置测量学校所在位置的地磁场的水平分量B x .将一段细长直导体棒南北方向放置，并与开关、导线、电阻箱以及电动势为E 、内阻为R 的电源组成如图所示的电路．在导体棒正下方距其l 处放一小磁针，开关断开时小磁针与导体棒平行，现闭合开关，缓慢调节电阻箱阻值，发现小磁针逐渐偏离南北方向，当电阻箱的接入阻值为5R 时，小磁针的偏转角恰好为30°.已知通电长直导线周围某点磁感应强度大小为B ＝k I r (r 为该点到通电长直导线的距离，k 为比例系数)，导体棒和 导线电阻不计，则该位置地磁场的水平分量大小为( ) 图11 A.3kE 5lR B.3kE 6lR C.3kE 15lR D.3kE 18lR 答案 B 解析 通电长直导体棒在其正下方距其l 处产生的磁场的磁感应强度大小为B 1＝k I l ，方向沿 东西方向，其中的I ＝E R ＋5R ＝E 6R ；如图，由磁场的叠加可知B x ＝B 1tan 30°＝3kE 6lR ，故选B. 考点 磁场对运动电荷的作用 1．基本公式：q v B ＝m v 2r ，T ＝2πr v 重要结论：r ＝m v qB ，T ＝2πm qB . 2．基本思路 (1)画轨迹：确定圆心，用几何方法求半径并画出运动轨迹． (2)找联系：轨迹半径与磁感应强度、运动速度相联系；偏转角度与圆心角、运动时间相联系；在磁场中运动的时间和周期相联系． (3)用规律：利用牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式和半径公式． 3．轨迹的几个基本特点 (1)粒子从同一直线边界射入磁场和射出磁场时，入射角等于出射角．如图12，θ1＝θ2＝θ3. (2)粒子经过磁场时速度方向的偏转角等于其轨迹的圆心角，即α1＝α2. 图12 (3)沿半径方向射入圆形磁场的粒子，射出时亦沿半径方向，如图13. 图13 图14 (4)磁场圆与轨迹圆半径相同时，以相同速率从同一点沿各个方向射入的粒子，出射速度方向相互平行．反之，以相互平行的相同速率射入时，会从同一点射出(即磁聚焦现象)，如图14所示． 4．半径的确定 方法一：由物理方程求．由于Bq v ＝m v 2R ，所以半径R ＝m v qB ； 方法二：由几何关系求．一般由数学知识(勾股定理、三角函数等)通过计算来确定． 5．时间的确定 方法一：由圆心角求，t ＝θ 2πT ； 方法二：由弧长求，t ＝s v . 6．临界问题 (1)解决带电粒子在磁场中运动的临界问题，关键在于运用动态思维，寻找临界点，确定临界状态，根据粒子的速度方向确定半径方向，同时由磁场边界和题设条件画好轨迹，定好圆心，建立几何关系． (2)粒子射出或不射出磁场的临界状态是粒子运动轨迹与磁场边界相切． 例5 如图15所示，在矩形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B ＝ 5.0×10－ 2 T ，矩形区域长为 23 5 m ，宽为0.2 m ，在AD 边中点O 处有一粒子源，某时刻，粒子源沿纸面向磁场中各方向均匀地发射出速率均为v ＝2×106 m/s 的某种带正电粒子，带电粒子质量m ＝1.6×10－27 kg 、电荷量为q ＝＋3.2×10 －19 C(不计粒子重力和粒子间的相互作 用)，求： 图15 (1)带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为多大？ (2)从BC 边界射出的粒子中，在磁场中运动的最短时间为多少？ (3)从BC 边界射出的粒子中，在磁场中运动的最长时间为多少？ 答案 (1)0.2 m (2)π3×10－7 s (3)π2×10－ 7 s 解析 (1)粒子在磁场中做匀速圆周运动， 由牛顿第二定律得：q v B ＝m v 2 R 解得：R ＝0.2 m. (2)因为所有粒子的轨道半径相同，所以弦最短的圆所对应的圆心角最小，运动时间最短，作EO ⊥AD ，则EO 弦最短，如图所示． 因为EO ＝0.2 m ，且R ＝0.2 m ， 所以对应的圆心角为θ＝π 3 由牛顿第二定律得：q v B ＝m (2π T )2R 解得：T ＝2πm qB 最短时间为：t min ＝ θ2πT ＝θm qB 解得：t min ＝π3 ×10－ 7 s. (3)从BC 边界射出的粒子在磁场中运动的时间最长时，粒子运动轨迹与BC 边界相切或粒子进入磁场时的速度方向指向OA 方向，转过14圆周，对应的圆心角：α＝π 4，粒子的最长运动时 间：t max ＝14T ＝πm 2qB ，解得：t max ＝π2×10－ 7 s. 变式训练 8．(2019·山东菏泽市下学期第一次模拟)如图16所示，abcd 为边长为L 的正方形，在四分之一圆abd 区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B .一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子从b 点沿ba 方向射入磁场，结果粒子恰好能通过c 点，不计粒子的重力，则粒子的速度大小为( ) 图16 A.qBL m B. 2qBL m C.(2－1)qBL m D.(2＋1)qBL m 答案 C 解析 粒子沿半径方向射入磁场，则出射速度的反向延长线一定过圆心，由于粒子能经过c 点，因此粒子出磁场时一定沿ac 方向，轨迹如图所示，由几何关系可知，粒子做圆周运动的半径r ＝2L －L ＝(2－1)L ，根据牛顿第二定律得q v 0B ＝m v 02r ，求得v 0＝(2－1)qBL m ，C 项 正确． 9.(2019·全国卷Ⅱ·17)如图17，边长为l 的正方形abcd 内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面(abcd 所在平面)向外．ab 边中点有一电子发射源O ，可向磁场内沿垂直于ab 边的方向发射电子．已知电子的比荷为k .则从a 、d 两点射出的电子的速度大小分别为( ) 图17 A.14kBl ，5 4kBl B.14kBl ，5 4kBl C.12kBl ，5 4kBl D.12kBl ，54 kBl 答案 B 解析 如图，电子从a 点射出时，其轨迹半径为r a ＝l 4，由洛伦兹力提供向心力，有e v a B ＝ m v a 2r a ，又e m ＝k ，解得v a ＝kBl 4；电子从d 点射出时，由几何关系有r d 2＝l 2＋(r d －l 2)2，解得轨迹半径为r d ＝5l 4，由洛伦兹力提供向心力，有e v d B ＝m v d 2r d ，又e m ＝k ，解得v d ＝5kBl 4，选项B 正确． 专题突破练 级保分练 1.(2019·山东济南市上学期期末)长为L 的直导体棒a 放置在光滑绝缘水平面上，固定的长直导线b 与a 平行放置，导体棒a 与力传感器相连，如图1所示(俯视图)．a 、b 中通有大小分别为I a 、I b 的恒定电流，I a 、I b 方向未知．导体棒a 静止时，传感器受到a 给它的方向向左、大小为F 的拉力．下列说法正确的是( ) 图1 A．I b与I a的方向相同，I b在a处的磁感应强度B大小为F I b L B．I b与I a的方向相同，I b在a处的磁感应强度B大小为F I a L C．I b与I a的方向相反，I b在a处的磁感应强度B大小为F I b L D．I b与I a的方向相反，I b在a处的磁感应强度B大小为F I a L 答案 B 解析因传感器受到a给它的方向向左、大小为F的拉力，可知电流a、b之间是相互吸引 力，即a、b中的电流同向；根据F＝BI a L，可知I b在a处的磁感应强度B大小为B＝F I a L，故选B. 2．(2019·浙江绍兴市3月选考)如图2所示，下边缘浸入水银槽中的铝盘置于蹄形磁铁的磁场中，可绕转轴转动，当转轴、水银槽分别与电源的正、负极相连时，铝盘开始转动．下列说法中不正确的是() 图2 A．铝盘绕顺时针方向转动 B．只改变磁场方向，铝盘的转动方向改变 C．只改变电流方向，铝盘的转动方向改变 D．同时改变磁场方向与电流方向，铝盘的转动方向不变 答案 A 3.(2019·安徽合肥市第一次质量检测)如图3所示，真空中位于x轴上的两个等量负点电荷，关于坐标原点O对称．下列关于电场强度E随x变化的图象正确的是() 图3 答案 A 解析设x轴的正方向代表电场强度的正方向，两负点电荷所在位置分别为A、B点，等量 负点电荷电场线分布如图所示．①在A点左侧电场线水平向右，场强为正，离A点越近，场强越大；②在A到O之间，电场线向左，场强为负，离A越近，场强越大；③在O到B之间，电场线向右，场强为正，离B越近，场强越大；④在B点右侧，电场线水平向左，场强为负，离B越近，场强越大．综上所述，只有选项A符合题意． 4．(2019·福建厦门市第一次质量检查)如图4所示，菱形ABCD的对角线相交于O点，两个等量异种点电荷分别固定在AC连线上的M点与N点，且OM＝ON，则() 图4 A．B、D两处电势相等 B．把一个带正电的试探电荷从A点沿直线移动到B点的过程中，电场力先做正功再做负功C．A、C两处场强大小相等、方向相反 D．同一个试探电荷放在A、C两处时电势能相等 答案 A 5．(多选)(2019·全国卷Ⅱ·20)静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则() A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小 B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合 C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能 D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行 答案AC 解析在两个等量同种点电荷的电场中，一带同种电荷的粒子在两点电荷的连线上自M点(非两点电荷连线的中点)由静止开始运动，粒子的速度先增大后减小，选项A正确；仅在电场力作用下运动，带电粒子的动能和电势能之和保持不变，粒子运动到N点时动能不小于零，则粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能，选项C正确；若静电场的电场线不是直线，带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹不会与电场线重合，选项B错误；若粒子运动轨迹为曲线，根据粒子做曲线运动的条件，可知粒子在N点所受电场力的方向一定不与粒子轨迹在该点的切线平行，选项D错误． 6．(多选)(2019·广东珠海市质量监测)如图5，空间有平行于纸面的匀强电场，处于该电场中 的直角三角形ABC 直角边BC ＝20 cm ，∠A ＝60°，AD 是∠A 的角平分线．若在直角顶点B 处有一个射线源，能朝空间各方向射出动能为1 000 eV 的电子，则能在顶点A 和C 分别探测到动能为1 100 eV 和900 eV 的电子，本题中运动的电子仅需考虑匀强电场的电场力，则( ) 图5 A ．A B 间的电势差U AB ＝100 V B ．该匀强电场的场强E ＝1 000 V/m C ．电场强度的方向沿A 指向 D D ．整个三角形内，顶点C 的电势最高 答案 ABC 解析 从B 到A 由动能定理可得：－eU BA ＝1 100 eV －1 000 eV ，可得U BA ＝－100 V ，所以U AB ＝100 V ，故A 正确；由题可知BC 间的电势差U BC ＝100 V ，所以AC 间的电势差为U AC ＝200 V ，由几何知识可得AC 在AD 方向上的投影是AB 在AD 方向上的投影的2倍，这就说明电场的方向一定沿着AD ，并且由A 指向D ，故C 正确；AB 在AD 上的投影AB ′＝AB ·cos 30°＝BC ·tan 30°·cos 30°＝BC ·sin 30°＝10 cm ，所以电场强度的大小为：E ＝1000.1 V /m ＝1 000 V/m ，故B 正确；分析可知，整个三角形内，顶点A 的电势最高，故D 错误． 7．(2019·山西晋城市二模)一正方形导体框abcd ，其单位长度的电阻值为r ，现将该正方形导体框置于如图6所示的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B ，用不计电阻的导线将导体框连接在电动势为E 、不计内阻的电源两端，则关于导体框所受的安培力，下列描述正确的是( ) 图6 A ．安培力的大小为2E B r ，方向竖直向上 B ．安培力的大小为4EB 3r ，方向竖直向下 C ．安培力的大小为EB r ，方向竖直向下 D ．安培力的大小为EB r ，方向竖直向上 答案 B 解析 由题图可知，电路接通后流过导体框的电流方向为ad 及abcd ，假设导体框的边长为L ，由欧姆定律可得流过ad 边的电流大小为I 1＝E Lr ，流过bc 边的电流大小为I 2＝E 3Lr ；又由左手 定则可知ab 、cd 两边所受安培力大小相等、方向相反，ad 、bc 两边所受安培力方向均竖直向下，则导体框所受的安培力大小为F ＝BI 1L ＋BI 2L ＝ 4EB 3r ，方向竖直向下，故选项B 正确． 8.(多选)(2019·山东烟台市上学期期末)如图7所示，一平行板电容器的A 、B 两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d ，两极板间有一个质量为m 的带电粒子静止于P 点．下列说法正确的是( ) 图7 A ．带电粒子带负电 B ．若仅将A 板稍微向上移动一定距离，则带电粒子仍将保持静止 C ．若仅将两极板各绕其中点快速顺时针转过一定小角度，则粒子将向左做直线运动 D ．若断开电源并将B 板稍向右移动一定距离，则带电粒子将向上做直线运动 答案 AD 解析 带电粒子静止于P 点，则所受电场力竖直向上，因电场强度方向向下，知粒子带负电，故A 正确；若仅将A 板稍微向上移动一定距离，因电压U 不变，E ＝U d ，则电场力减小，因 此粒子将向下运动，故B 错误；将两极板顺时针旋转α角度后，电场强度E ′＝U d ·cos α，而 且电场强度的方向也旋转了α，由受力分析可知，竖直方向合力为0，水平方向有电场力向右的分力，所以粒子水平向右做匀加速直线运动，故C 错误；若断开电源，电容器所带电荷量Q 不变，根据C ＝Q U ，E ＝U d 及C ＝εr S 4πkd 得E ＝4πkQ εr S ，则知将B 板稍向右移动一定距离，电 场强度E 增大，则带电粒子将向上做直线运动，故D 正确． 9.(多选)(2019·江西赣州市上学期期末)如图8所示，在半径为R 的圆形区域内，存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于圆平面(未画出)．一群比荷为q m 的负离子以相同速率v 0(较 大)，由P 点在纸平面内沿不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧的荧光屏(足够大)上，则下列说法正确的是(不计离子的重力和离子间的相互作用)( ) 图8 A ．离子在磁场中运动的半径一定相等 B ．离子在磁场中运动的时间一定相等 C ．沿PQ 方向射入的离子飞出时速度偏转角最大 D ．若离子在磁场中运动的轨道半径r ＝2R ，则离子在磁场中运动的最长时间为πm 3qB 答案 AD 解析 离子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：q v B ＝m v 2 r ，解 得：r ＝m v qB ，因离子的速率相同，比荷相同，故轨迹半径一定相同，故A 正确；设离子轨迹 所对应的圆心角为θ，则离子在磁场中运动的时间为t ＝θ2πT ，T ＝2πm qB ，所有离子的运动周期 相等，由于离子从圆上不同点射出时，轨迹的圆心角不同，所以离子在磁场中运动的时间不同，故B 错误；由圆的性质可知，轨迹圆与磁场圆相交，当轨迹圆的弦长最大时速度偏转角最大，离子圆周运动的最大弦长为PQ ，故由Q 点飞出的离子圆心角最大，所对应的时间最长，此时离子一定不会沿PQ 方向射入，即沿PQ 方向射入的离子飞出时的速度偏转角不是最大的，故C 错误；若离子在磁场中运动的轨道半径r ＝2R ，则离子在磁场中转过的最大圆心角：θ＝60°，离子在磁场中运动的最长时间：t ＝θ360°T ＝60°360°×2πm qB ＝πm 3qB ，故D 正确． 级争分练 10.(2019·全国卷Ⅲ·18)如图9，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为1 2B 和B 、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子垂直于x 轴射入第二象限，随后垂直于y 轴进入第一象限，最后经过x 轴离开第一象限．粒子在磁场中运动的时间为( ) 图9 A.5πm 6qB B.7πm 6qB C.11πm 6qB D.13πm 6qB 答案 B 解析 设带电粒子进入第二象限的速度为v ，在第二象限和第一象限中运动的轨迹如图所示，对应的轨迹半径分别为R 1和R 2，由洛伦兹力提供向心力，有q v B ＝m v 2R 、T ＝2πR v ，可得R 1 ＝ m v qB 、R 2＝2m v qB 、T 1＝2πm qB 、T 2＝4πm qB ，带电粒子在第二象限中运动的时间为t 1＝T 1 4 ，在第一象限中运动的时间为t 2＝θ2πT 2，又由几何关系有cos θ＝R 2－R 1R 2＝12，可得t 2＝T 26，则粒子在磁 场中运动的时间为t ＝t 1＋t 2，联立以上各式解得t ＝7πm 6qB ，选项B 正确，A 、C 、D 错误． 11．(2019·全国卷Ⅲ·24)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 (q >0)．A 从O 点发射时的速度大小为v 0，到达P 点所用时间为t ；B 从O 点到达P 点所用时间为t 2.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． 答案 (1)3mg q (2)2m (v 02＋g 2t 2) 解析 (1)设电场强度的大小为E ，小球B 运动的加速度为a .根据牛顿第二定律、运动学公式和题给条件，有 mg ＋qE ＝ma ① 12a (t 2)2＝12gt 2② 解得E ＝3mg q ③ (2)设B 从O 点发射时的速度为v 1，到达P 点时的动能为E k ，O 、P 两点的高度差为h ，根据动能定理有 E k －1 2m v 12＝mgh ＋qEh ④ 且有v 1t 2＝v 0t ⑤ h ＝1 2gt 2⑥ 联立③④⑤⑥式得 E k ＝2m (v 02＋g 2t 2)． 12．(2019·湖北黄冈市模拟)如图10所示，在xOy 坐标系平面内x 轴上、下方分布有磁感应强度不同的匀强磁场，磁场方向均垂直纸面向里．一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子从y 轴上的P 点以一定的初速度沿y 轴正方向射出，粒子经过时间t 第一次从x 轴上的Q 点进入下方磁场，速度方向与x 轴正方向成45°角，当粒子再次回到x 轴时恰好经过坐标原点O .已知OP ＝L ，不计粒子重力．求： 图10 (1)带电粒子的初速度大小v 0； (2)x 轴上、下方磁场的磁感应强度大小之比B 1B 2. 答案 (1)52πL 4t (2)1＋22 解析 (1)粒子运动轨迹如图所示 由几何知识可得： r 1＝OP cos 45°＝2L ， 粒子在x 轴上方转过的圆心角：θ＝5π 4， 又t ＝θr 1 v 0 ， 解得：v 0＝52πL 4t . (2)由几何知识得：OQ ＝r 1＋r 1cos 45°， 粒子在x 轴下方运动的轨道半径：r 2＝ 2 2 OQ ， 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力， · 高三物理受力分析专题练习 受力分析专题： 1、图中a 、b 是两个位于固定斜面上的正方形物块，它们的质量相等。F 是沿水平方向作用于a 上的外力。已知a 、b 的接触面，a 、b 与斜面的接触面都是光滑的。 正确的说法是（ ） A ．a 、b 一定沿斜面向上运动 B ．a 对b 的作用力沿水平方向 C ．a 、b 对斜面的正压力相等 D ．a 受到的合力沿水平方向的分力等于b 受到的合力沿水平方向的分力 2、如图所示，斜面体放在墙角附近，一个光滑的小球置于竖直墙和斜面之间，若在小球上施加一个竖直向下的力F ，小球处于静止。如果稍增大竖直向下的力F ，而小球和 斜面体都保持静止，关于斜面体对水平地面的压力和静摩擦力的大小的 下列说法：①压力随力F 增大而增大；②压力保持不变；③静摩擦力 随F 增大而增大；④静摩擦力保持不变。其中正确的是（ ） A ．只有①③正确 B ．只有①④正确 C ．只有②③正确 D ．只有②④正确 3、在地球赤道上，质量为m 的物体随地球一起自转，下列说法中正确的是（A ．物体受到万有引力、重力、向心力 的作用，合力为零 B ．物体受到重力、向心力的作用、地面支持力的作用，合力不为零 ( C ．物体受到重力、向心力、地面支持力的作用，合力为零 D ．物体受到万有引力、地面支持力的作用，合力不为零 4、如图所示，物体A 、B 、C 叠放在水平桌面上，水平力F 作用于C 物体，使A 、B 、C 以共同速度向右匀速运动，那么关于物体受几个力的说法正确的是（ ） A ．A 受6个， B 受2个， C 受4个 B ．A 受5个，B 受3个，C 受3个 C ．A 受5个，B 受2个，C 受4个 D ．A 受6个，B 受3个，C 受4个 5、甲、乙、丙三个立方体木块重量均为10牛，叠放在一起放在水平地面上保持静止，各接触面之间的动摩擦因数相同，均为μ=,F 1=1牛，方向水平向左，作用在甲上，F 2=1牛，方向水平向右，作用在丙上，如图所示，地面对甲的摩擦力大小为f 1，甲对乙的摩擦力大小为f 2，乙对丙摩擦力大小为f 3，则( ) Ａ、f 1=2牛、f 2=4牛、f 3=0 Ｂ、f 1=1牛、f 2=1牛、f 3=1牛 Ｃ、f 1=0、 f 2=1牛、f 3=1牛 Ｄ、f 1=0、 f 2=1牛、f 3=0 6、如图所示，滑块A 受到沿斜向上方的 拉力F 作用，向右作匀速直线运动，则滑块受到的拉力与摩擦力的合力方向是（ ） A.向上偏右 B.向上偏左 C.竖直向上 D.无法确定 》 7．如图所示，两个等大、反向的水平力F 分别作用在物体A 和B 上，A 、B 两物体均处于静止状态。 若各接触面与水平地面平行，则A 、B 两物体各受几个力（ ） — A F 高一物理受力分析专题 (含答案) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 高一物理力学练习题（含答案） 一、选择题 1、粗糙的水平面上叠放着A和B两个物体，A和B间的接触面也是粗糙的，如果用水平力F拉B，而B仍保持静止，则此时( ) A．B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力也等于F． B．B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力等于零． C．B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力也等于零． D．B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力等于F． 2、如图所示,重力G=20N的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运 动，同时受到大小为10N的，方向向右的水平力F的作用，则物体所受摩擦 力大小和方向是( ) A．2N，水平向左B．2N，水平向右 C．10N，水平向左D．12N，水平向右 3、（多选）水平地面上的物体在水平方向受到一个拉力F和地面对它的摩擦力f的作用。在物体处于静止状态的条件下，下面说法中正确的是：( ) A．当F增大时，f也随之增大B．当F增大时，f保持不变 C．F与f是一对作用力与反作用力 D．F与f是一对平衡力 4、木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；夹在 A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动。现用F=1 N的水平拉力作用在木块B上.如图所示.力F作用后 ( ) A.木块A所受摩擦力大小是12.5 N B.木块A所受摩擦力大小是11.5 N C.木块B所受摩擦力大小是9 N D.木块B所受摩擦力大小是7 N 5、如图所示，质量为m的木箱在与水平面成θ的推力F作用下,在水平地面上 滑行，已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ，那物体受到的滑动摩擦力大小 为( ) A．μmg B．μ (mg+F sinθ) C．F cosθ D．μ (mg+F cosθ) 6、如图所示，质量为m的物体置于水平地面上，受到一个与水平面方向成α 角的拉力F作用，恰好做匀速直线运动，则物体与水平面间的动摩擦因数为 ( ) A．F cosα/（mg－F sinα） B．F sinα/（mg－F sinα） C．（mg－F sinα）/F cosα D．F cosα/mg 7、如图所示，物体Ａ、Ｂ的质量均为ｍ，A、B之间以及Ｂ与水平地面之间的动摩擦 系数均为μ水平拉力F拉着B物体水平向左匀速运动（A未脱离物体Ｂ的上表面）F 的大小应为( ) A．2μmg B．3μmg C．4μmg D．5μmg 8、如图所示物体在水平力F作用下静止在斜面上，若稍许增大水 平力F, 而物体仍能保持静止时( ) A..斜面对物体的静摩擦力及支持力一定增大 B.斜面对物体的静摩擦力及支持力都不一定增大 C.斜面对物体的静摩擦力一定增大，支持力不一定增 大 D.斜面对物体的静摩擦力不一定增大，支持力一定增大 9、用大小相等、方向相反，并在同一水平面上的力F挤压相同的木板，木板中间夹着 两块相同的砖，砖和木板均保持静止，则( ) A．两砖间摩擦力为零B．F越大，板与砖之间的摩擦力就越大 C．板砖之间的摩擦力大于砖的重力 D．两砖之间没有相互挤压的力 10、（多选）如图所示，以水平力F压物体A，这时A沿竖直墙壁匀速下滑，若物 体A与墙面间的动摩擦因素为μ，A物体的质量为m，那么A物体与墙面间的滑动摩擦力大小等于（） A．μmg B．mg C．F D．μF 11、运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑，他们所受的摩擦力分别 为F 上和F下，则( ) A．F 上 向上，F 下 向下，F 上 =F 下 B．F 上 向下，F 下 向上，F 上 >F 下C．F 上 向上，F 下 向上，F 上 =F 下 D．F 上 向上，F 下 向下，F 上 >F 下 12、（多选）用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上静止不动，当F增大时( ) A．墙对铁块的支持力增大 B．墙对铁块的摩擦力增大 C．墙对铁块的摩擦力不变 D．墙与铁块间的摩擦力减小 2 高三物理第一轮专题复习——电磁场 在以坐标原点O 为圆心、半径为r 的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x 轴的交点A 处以速度v 沿－x 方向射入磁场，恰好从磁场边界与y 轴的交点C 处沿＋y 方向飞出。 （1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m ； （2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B ’，该粒子仍从A 处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B ’多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t 是多少？ 电子自静止开始经M 、N 板间（两板间的电压 为U ）的电场加速后从A 点垂直于磁场边界射入宽度为d 的匀强磁场中， 电子离开磁场时的位置P 偏离入射方向的距离为L ，如图所示．求匀强磁 场的磁感应强度．（已知电子的质量为m ，电量为e ） 高考）如图所示，abcd 为一正方形区域，正离子束从a 点沿ad 方向以0 =80m/s 的初速度射入，若在该区域中加上一个沿ab 方向的匀强电场，电场强度为E ，则离子束刚好从c 点射出；若撒去电场，在该区域中加上一个垂直于abcd 平面的匀强磁砀，磁感应强度为B ，则离子束刚好从bc 的中点e 射出，忽略离子束中离子间的相互作用，不计离子的重力，试判断和计算： （1）所加磁场的方向如何？（2）E 与B 的比值B E /为多少？ 制D 型金属扁盒组成，两个D 形盒正中间开有一条窄缝。两个D 型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图乙为俯视图，在D 型盒上半面中心S 处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入D 型盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。如此周而复始，最后到达D 型盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。已知正离子的电荷量为q ，质量为m ，加速时电极间电压大小为U ，磁场的磁感应强度为B ，D 型盒的半径为R 。每次加速的时间很短，可以忽略不计。正离子从离子源出发时的初速度为零。 （1）为了使正离子每经过窄缝都被加速，求交变电压的频率； （2）求离子能获得的最大动能； （3）求离子第1次与第n 次在下半盒中运动的轨道半径之比。 如图甲所示，图的右侧MN 为一竖直放置的荧光屏，O 为它的中点，OO’与荧光屏垂直，且长度为l 。在MN 的左侧空间内存在着方向水平向里的匀强电场，场强大小为E 。乙图是从甲图的左边去看荧光屏得到的平面图，在荧光屏上以O 为原点建立如图的直角坐标系。一细束质量为m 、电荷为q 的带电粒子以相同的初速度 v 0从O’点沿O’O 方向射入电场区域。粒子的重力和粒子间的相互作用都可忽略不计。 （1）若再在MN 左侧空间加一个匀强磁场，使得荧光屏上的亮点恰好位于原点O 处，求这个磁场的磁感强度的大小和方向。 （2）如果磁感强度的大小保持不变，但把方向变为与电场方向相同，则荧光屏上的亮点位于图中A 点处，已知A 点的纵坐标 l y 3 3 ，求它的横坐标的数值。 E 、方向水平向右，电场宽度为L ；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里。一个质量为m 、电量为q 、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O 点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O 点，然后重复上述运动过程。求： （1）中间磁场区域的宽度d ； （2）带电粒子从O 点开始运动到第一次回到O 点所用时间t 。 如下图所示，PR 是一块长为L= 4m 的绝缘平板，固定在水平地面上，整个空间有一个平行 B B l O 甲 乙 高三物理电磁场测试题 一、本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分． 1．如图1所示，两根相互平行放置的长直导线a 和b 通有大小相等、方向相反的电流，a 受到磁场力的大小为F 1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a 受到的磁场力大小变为F 2.则此时b 受到的磁场力大小为（ ） A ．F 2 B ．F 1－F 2 C ．F 1+F 2 D ．2F 1－F 2 2．如图2所示，某空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一离子在电场力和磁场力作用下， 从静止开始沿曲线acb 运动，到达b 点时速度为 零，c 为运动的最低点.则 （ ） A ．离子必带负电 B ．a 、b 两点位于同一高度 C ．离子在c 点速度最大 D ．离子到达b 点后将沿原曲线返回 3．如图3所示，带负电的橡胶环绕轴OO ′以角速 a I I 图 图3 图2 度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（） A．N极竖直向下 B．N极竖直向上 C．N极沿轴线向左 D．N极沿轴线向右 4．每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球 射来，幸好地球磁场可以有效地改变这些 宇宙射线中大多数射线粒子的运动方向， 使它们不能到达地面，这对地球上的生命 有十分重要的意义。假设有一个带正电的 宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来（如图4，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地理北极），在地球磁场的作用下，它将向什么方向偏转？（）A．向东B．向南C．向西D．向北 5．如图5所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水平 地板上，地板上方空间有水平方向的匀强磁 场。现用水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相 对滑动地一起水平向左加速运动， 在加速运动阶段（）图5 图4 受力分析练习： 1.画出静止物体A 受到的弹力：（并指出弹力的施力物） 2.画出物体A 受到的摩擦力，并写出施力物：（表面不光滑） B A A 静止不动 A 向右匀速 A 沿着斜面向上运动 A 相对斜面静止 A 沿着斜面向下运动 A 匀速下滑 3：对下面物体受力分析： 1）重新对1、2两题各物体进行受力分析（在图的右侧画）2）对物体A进行受力分析（并写出各力的施力物） 3）对水平面上物体A和B进行受力分析，并写出施力物（水平面粗糙） 4）分析A和B物体受的力分析A和C受力（并写出施力物） A沿着水平面向左运动A沿着墙向上运动A 沿着水平面向右运动 A、B相对地面静止 A与皮带一起向右匀速运动 A、B一起向右匀速运动 A、B一起向右加速运动 A、B相对地面静止 木块A沿斜面匀速上滑 A、B相对地面静止A、 B、C一起向右加速运动 A、B一起向右加速运动 物体静止不动 A 在水平力F作用下A、B沿桌面匀速运动， 思路点拨 1、如图所示，质量为m=2kg 的物体在水平力F=80N 作用下静止在竖直墙上，物体与墙面之间的动摩擦因数为0.5，用二力平衡知识可知物体受到的摩擦力大小为______N ，弹力大小为________N 。（g=10N/kg ） 2、如图所示，在水平面上向右运动的物体，质量为20kg ，物体与水平面间1.0=μ，在运动过程中，物体还到一个水平向左的大小为F =10N 的拉力的作用，则物体受到的滑动摩擦力大小为______N ，方向_______。（g=10N/kg ） 3、如图，A 和B 在水平力F 作用下，在水平面上向右做匀速直线运动。试分析A 、B 物体 所受的力，并指出B 所受的每一力的反作用力。 基础训练 1、如图所示的物体A ，放在粗糙的斜面上静止不动，试画出A 物体受力的示意图，并标出个力的名称。 2、重G =5N 的木块在水平压力F 作用下，静止在竖直墙面上，则木块所受的静摩擦力f = N ；若木块与墙面间的动摩擦因数为μ=0.4，则当压力F N ＝ N 时木块可沿墙面匀速下滑。 3、如图(1)人和木板的质量分别为m 和M ，不计滑轮质量及滑轮与绳之间的摩擦，保持系统静止 时，求人对绳子的拉力T 2=？ 4、如图所示，物体A 沿倾角为θ 的斜面匀速下滑.求摩擦力及动摩擦因数。 5、如图所示，重G 1=600N 的人，站在重G 2=200N 的吊篮中，吊篮用一根不计质量的软绳悬挂，绳绕过不计质量和摩擦的定滑轮，一端拉于人的手中。当人用力拉绳，使吊篮匀速上升时，绳的拉力T 及人对吊篮底部的压力N ’多大？ 6、两个大人和一个小孩沿河岸拉一条小船前进，两个大人的拉力分别为F 1=400N 和F 2=320N ，它们的方向如图所示.要使船在河流中间行驶，求小孩对船施加的最小的力。 7、如图所示，质量为m 的物体放在水平面上，在外力F 的作用下物体向右作匀速直线运动，求物体与平面间的摩擦力系数。 F 受力分析 重要知识点讲解 知识点一：简单物理模型受力分析 题型一：弹力 例题1 画出物体A受到的弹力：（并指出弹力的施力物体） 变式1 画出物体A受到的弹力：（并指出弹力的施力物体） 题型二：摩擦力 例题2 画出物体A受到的摩擦力，并写出施力物：（表面不光滑） 变式2 画出物体A受到的摩擦力，并写出施力物：（表面不光滑） 变式3 画出物体 A 受到的摩擦力，并写出施力物：（表面不光滑） 题型三：整体分析受力 例题3 对物体A 进行受力分析。 变式4 对物体A 进行受力分析。 随堂练习 对下列物理模型中的A 、B 进行受力分析。 知识点二：组合模型的受力分析 A 、B 相对地面静止 题型一组合模型受力分析 例题1 变式1 对水平面上各物体进行受力分析（水平面粗糙）。 变式2 对下列各物块进行受力分析。 知识点二：力的合成与分解 题型二：力的变化 例题2 在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于平衡状态．现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3．若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程 中 A．F1保持不变，F3缓慢增大 B．F1缓慢增大，F3保持不变 C．F2缓慢增大，F3缓慢增大 D．F2缓慢增大，F3保持不变 变式3 水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为(01) μμ <<。现对木箱施 A B F 加一拉力F ，使木箱做匀速直线运动。设F 的方向与水平面夹角为θ，如图，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则 A ．F 先减小后增大 B ．F 一直增大 C ．F 的功率减小 D ．F 的功率不变 题型三：力的合成与分解 例题3 两个大小分别为1F 、2F （12F F <）的力作用在同一质点上，它们的合力F 的大小满足（ ） A. 21F F F ≤≤ B. 121 2 22 F F F F F -+≤≤ C. 1212F F F F F -≤≤+ D. 22222 1212F F F F F -≤≤+ 变式4 若有两个共点力1F 、2F 的合力为F ，则有（ ） A.合力F 一定大于其中任何一个分力。 B. 合力F 至少大于其中任何一个分力。 C. 合力F 可以比1F 、2F 都大，也可以比1F 、2F 都小。 D. 合力F 不可能和1F 、2F 中的一个大小相等。 知识点三 常见物理模型的分析 1、 斜面模型：如下图所示，在对斜面模型进行分析受力的时候要注意，尽量把斜面的倾斜 角画的小一些，这样将便于对分力的辨别。在对斜面进行受力分析建立坐标系时，尽量以平行斜面为x 轴。同时，也应该记住一些基本的力的表达，如：支持力cos N mg θ=；重力沿斜面向下的分力sin F mg θ=；若斜面上的物体和斜面发生相对运动，则所受到的摩擦力cos f mg μθ=。 θ 高考定位 受力分析、物体的平衡问题是力学的基本问题，主要考查力的产生条件、力的大小方向的判断(难点：弹力、摩擦力)、力的合成与分解、平衡条件的应用、动态平衡问题的分析、连接体问题的分析，涉及的思想方法有：整体法与隔离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等．高考试题命题特点：这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及到几个知识点，而且都是牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查，考查时注重物理思维与物理能力的考核． 考题1对物体受力分析的考查 例1如图1所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜面B上，现用大小均为F，方向相反的水平力分别推A和B，它们均静止不动，则() 图1 A．A与B之间不一定存在摩擦力 B．B与地面之间可能存在摩擦力 C．B对A的支持力一定大于mg D．地面对B的支持力的大小一定等于(M＋m)g 审题突破B、D选项考察地面对B的作用力故可以：先对物体A、B整体受力分析，根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力；A、C选项考察物体A、B之间的受力，应当隔离，物体A受力少，故：隔离物体A受力分析，根据平衡条件求解B对A的支持力和摩擦力． 解析对A、B整体受力分析，如图， 受到重力(M＋m)g、支持力F N和已知的两个推力，水平方向：由于两个推力的合力为零，故 整体与地面间没有摩擦力；竖直方向：有F N＝(M＋m)g，故B错误，D正确；再对物体A受力分析，受重力mg、推力F、斜面体B对A的支持力F N′和摩擦力F f，在沿斜面方向：①当推力F沿斜面分量大于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向下，②当推力F沿斜面分量小于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向上，③当推力F沿斜面分量等于重力的下滑分量时，摩擦力为零，设斜面倾斜角为θ，在垂直斜面方向：F N′＝mg cos θ＋F sin θ，所以B对A的支持力不一定大于mg，故A正确，C错误．故选择A、D. 答案AD 1．(单选)(2014·广东·14)如图2所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是() 图2 A．M处受到的支持力竖直向上 B．N处受到的支持力竖直向上 C．M处受到的静摩擦力沿MN方向 D．N处受到的静摩擦力沿水平方向 答案 A 解析M处支持力方向与支持面(地面)垂直，即竖直向上，选项A正确；N处支持力方向与支持面(原木接触面)垂直，即垂直MN向上，故选项B错误；摩擦力与接触面平行，故选项C、D错误． 2．(单选)如图3所示，一根轻杆的两端固定两个质量均为m的相同小球A、B，用两根细绳悬挂在天花板上，虚线为竖直线，α＝θ＝30°，β＝60°，求轻杆对A球的作用力() 图3 A．mg B.3mg C. 3 3mg D. 3 2mg 第十一章、磁场 一、磁场： 1、基本性质：对放入其中的磁极、电流有力的作用。 磁极间、电流间的作用通过磁场产生，磁场是客观存在的一种特殊形态的物质。 2、方向：放入其中小磁针N极的受力方向（静止时N极的指向） 放入其中小磁针S极的受力的反方向（静止时S极的反指向） 3、磁感线：形象描述磁场强弱和方向的假想的曲线。 磁体外部：Ｎ极到Ｓ极；磁体内部：Ｓ极到Ｎ极。 磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向；磁感线的疏密表示磁场的强弱。 ４、安培定则：（右手四指为环绕方向，大拇指为单独走向） 二、安培力： １、定义：磁场对电流的作用力。 ２、计算公式：Ｆ＝ＩＬＢsinθ＝Ｉ⊥ＬＢ式中：θ是Ｉ与Ｂ的夹角。 电流与磁场平行时，电流在磁场中不受安培力；电流与磁场垂直时，电流在磁场中受安培力最大：Ｆ＝ＩＬＢ 0≤F≤ＩＬＢ ３、安培力的方向：左手定则——左手掌放入磁场中，磁感线穿过掌心，四指指向电流方向，大拇指指向为通电导线所受安培力的方向。 三、磁感应强度Ｂ： １、定义：放入磁场中的电流元与磁场垂直时，所受安培力Ｆ跟电流元ＩＬ的比值。 qB m v r =２、公式： 磁感应强度Ｂ是磁场的一种特性，与Ｆ、Ｉ、Ｌ等无关。 注：匀强磁场中，Ｂ与Ｉ垂直时，Ｌ为导线的长度； 非匀强磁场中，Ｂ与Ｉ垂直时，Ｌ为短导线长度。 ３、国际单位：特斯拉（Ｔ）。 ４、磁感应强度Ｂ是矢量，方向即磁场方向。 磁感线方向为Ｂ方向，疏密表示Ｂ的强弱。 ５、匀强磁场：磁感应强度Ｂ的大小和方向处处相同的磁场。磁感线是分布均匀的平行直线。例：靠近的两个异名磁极之间的部分磁场；通电螺线管内的磁场。 四、电流表（辐向式磁场） 线圈所受力矩：M=NBIS ∥=k θ 五、磁场对运动电荷的作用： 1、洛伦兹力：运动电荷在磁场中所受的力。 2、方向：用左手定则判断——磁感线穿过掌心，四指所指为正电荷运动方向（负电荷运动的反方向），大拇指所指方向为洛伦兹力方向。 3、大小：F=qv ⊥B 4、洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，只改变电荷的运动方向，不对电荷做功。 5、电荷垂直进入磁场时，运动轨迹是一个圆。 IL F B = 1．如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场，经过Δt 时间从C 点射出磁场，OC 与OB 成600 角。现将带电粒子的速度变为v/3，仍从A 点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为 A ． 12 t ? B ．2t ? C ．13 t ? D ．3t ? 2．半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆，单位长度电阻均为R 0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B 。杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O 开始，杆的位置由θ确定，如图所示。则 A ．θ=0时，杆产生的电动势为2Bav B ．3π θ=3Bav C ．θ=0时，杆受的安培力大小为20 3(2)R B av π+ D ．3π θ=时，杆受的安培力大小为203(53)R B av π+ 3．如图，质量分别为m A 和m B 的两小球带有同种电荷，电荷最分别为q A 和q B ，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2（θ1＞θ2）。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别v A 和v B ，最大动能分别为E kA 和E kB 。则 （ ） （A ）m A 一定小于m B （B ）q A 一定大于q B （C ）v A 一定大于v B （D ）E kA 一定大于E kB 4．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V ，6W ”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈中电压表和电流表（可视为理想的）的示数分别是 A ．120V ，0.10A B ．240V ，0.025A C ．120V ，0.05A D ．240V ，0.05A 5．如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率t B ??的大小应为 A.πω0 4B B.πω0 2B C.πω0B D.π ω20B 单一物体在水平面上的受力问题 1、如右图所示，甲、乙、丙三个物体，质量相同，与地面间的动 摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F，它们受到的摩擦 力的大小关系是( ) A．三者相同B．乙最大 C．丙最大D．已知条件不够，无法比较 2、如右图所示，在动摩擦因数μ＝的水平面上向右运动的物体，质量为 20kg，在运动过程中，还受到一个水平向左的大小为10N的拉力作用，则 物体受到的滑动摩擦力为(g取10N/kg)( ) A．10N，向右B．10N，向左 C．20N，向右D．20N，向左 3、质量为m的木块，在与水平方向夹角为θ的推力F作用下，沿水平地 面做匀速运动，如右图所示，已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那 么木块受到的滑动摩擦力应为( ) A．μmg B．μ(mg＋F sinθ) C．μ(mg－F sinθ) D．F cosθ 4、水平地面上的物体受一水平力F的作用，如右图所示，现将作用力F保持大小不变，沿逆时针方向缓缓转过180°，在转动过程中，物体一直在向右运动，则在此过程中，物体对地面的正压力F N和地面给物体的摩擦力F f的变化情况是( ) A．F N先变小后变大，F f不变 B．F N不变，F f先变小后变大 C．F N、F f都先变大后变小 D．F N、F f都先变小后变大 5、如右图所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，其中F1＝10N，F2＝2N．若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为( ) A．10N，方向向左B．6N，方向向右 C．2N，方向向右D．零 6、如下图甲所示，重为G的物体在水平外力F作用下，向右以2m/s的速度匀速运动，物体与水平面间的动摩擦因数为μ.试问在下列情况下物体受到的滑动摩擦力将怎样变化？ (1)当F突然增大时； (2)从撤去F到物体最终静止的过程中； (3)将物体立放起来(如图乙)，仍在水平拉力F作用下，向右匀速运动的过程中． 7、质量为的空木箱，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，当拉力F1＝时，木箱静止；当拉力F2＝时，木箱做匀速运动，求： (1)木箱与地面间的动摩擦因数； (2)木箱在的拉力作用下受到的摩擦力的大小； (3)木箱在水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小． 8、如图所示，一个质量为m=2kg的物块，在F=10N的拉力作用下，从静止开始沿水平面做匀加速直线运动，拉力方向与水平成θ=370，物块与水平面的动摩擦因数μ=，取重力加速度g=10m/s2，sin370=，cos37°=。 （1）画出物块的受力示意图； 受力分析专题 一、典型例题 1.分析满足下列条件的各个物体所受的力，并指出各个力的施力物体. 2.对下列各种情况下的物体A 进行受力分析 二、静力学中的整体与隔离 通常在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内各物体（各部分）间相互作用时，用隔离法．解题中应遵循“先整体、后隔离”的原则。 【例1】 在粗糙水平面上有一个三角形木块a ，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b 和c ，如图所示，已知m1＞m2，三木块均处于静止，则粗糙地面对于三角形木块（ ） A ．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向右 B ．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向左 C ．有摩擦力作用，但摩擦力的方向不能确定 （1）沿水平草地滚动的足球 （2）在力F 作用下静止水 平面上的物体球 F V （3）在光滑水平面上向右运动的物体球 （4）在力F 作用下行使在路面上小车 F V （2）沿斜面上滑的物体A （接触面光滑） A V （1）沿斜面下滚的小球， 接触面不光滑. A V （3）静止在斜面上的物体 A （4）在力F 作用下静止 在斜面上的物体A F （5）各接触面均光滑 A （6）沿传送带匀速上滑的物块A A b c a m 1 m 2 D ．没有摩擦力的作用 【解析】由于三物体均静止，故可将三物体视为一个物体，它静止于水平面上，必无摩擦力作用，故选D ． 【点评】本题若以三角形木块a 为研究对象，分析b 和c 对它的弹力和摩擦力，再求其合力来求解，则把问题复杂化了．此题可扩展为b 、c 两个物体均匀速下滑，想一想，应选什么？ 【例2】有一个直角支架 AOB ，AO 水平放置，表面粗糙，OB 竖直 向下，表面光滑，AO 上套有小环P ，OB 上套有小环 Q ，两环质量均为m ，两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连，并在某一位置平衡，如图。现将P 环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么 将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO 杆对P 环的支持力N 和细绳上的拉力T 的变化情况是（ ） A ．N 不变，T 变大 B ．N 不变，T 变小 C ．N 变大，T 变大 D ．N 变大，T 变小 【解析】隔离法：设PQ 与OA 的夹角为α，对P 有： mg ＋Tsinα=N 对Q 有：Tsinα=mg 所以 N=2mg ， T=mg/sinα 故N 不变，T 变大．答案为B 整体法：选P 、Q 整体为研究对象，在竖直方向上受到的合外力为零，直接可得N=2mg ，再选P 或Q 中任一为研究对象，受力分析可求出T=mg/sinα 【点评】为使解答简便，选取研究对象时，一般优先考虑整体，若不能解答，再隔离考虑． 【例3】如图所示，设A 重10N ，B 重20N ，A 、B 间的动 摩擦因数为0.1，B 与地面的摩擦因数为0.2．问：（1）至少 对B 向左施多大的力，才能使A 、B 发生相对滑动？（2）若 A 、 B 间μ1=0.4，B 与地间μ2=0.l ，则F 多大才能产生相对 滑动？ 【解析】（1）设A 、B 恰好滑动，则B 对地也要恰好滑动，选A 、B 为研究对象，受力如图，由平衡条件得： F=f B +2T 选A 为研究对象，由平衡条件有 T=f A f A =0.1×10=1N f B =0.2×30=6N F=8N 。 （2）同理F=11N 。 【例5】如图所示，在两块相同的竖直木板间，有质量均为m 的四块相同的砖，用两个大小均为F 的水平力压木板，使砖静止不动，则左边木板对第一块砖，第二块砖对第三块砖的摩擦力分别为 A ．4mg 、2mg B ．2mg 、0 C ．2mg 、mg D ．4mg 、mg 【解析】设左、右木板对砖摩擦力为f1，第 3块砖对第2块砖摩擦为f2，则对四块砖作整体有：2f1=4mg ，∴ f1=2mg 。 A B F T T f B A T f A A O B P Q A B F 高三二轮复习综合大题汇编 1. （16分）如图所示，在水平方向的匀强电场中，用长为L的绝缘细线拴住一质量为m，带电荷量为q的小球，线的上端固定，开始时连线带球拉成水平，突然松开后，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时的速度恰好为零。问： （1）电场强度E的大小为多少？ （2）A、B两点的电势差U AB为多少？ （3）当悬线与水平方向夹角θ为多少时，小球速度最大？最大为多少？ 2. （12分）如图甲所示，一粗糙斜面的倾角为37°，一物块m=5kg在斜面上，用F=50N的力沿斜面向上作用于物体，使物体沿斜面匀速上升，g取10N/kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）物块与斜面间的动摩擦因数μ； （2）若将F改为水平向右推力F'，如图乙，则至少要用多大的力F'才能使物体沿斜面上升。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力） 3. （18分）如图（甲）所示，弯曲部分AB和CD是两个半径相等的四分之一圆弧，中间的BC段是竖直的薄壁细圆管（细圆管内径略大于小球的直径），细圆管分别与上、下圆弧轨道相切连接，BC段的长度L可作伸缩调节。下圆弧轨道与地面相切，其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点，整个轨道固定在竖直平面内。一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出。今在A、D两点各放一个压力传感器，测试小球对轨 道A、D两点的压力，计算出压力差△F。改变BC间距离L，重复上述实验，最后绘得△F-L 的图线如图（乙）所示。（不计一切摩擦阻力，g取10m/s2） （1）某一次调节后D点离地高度为0.8m。小球从D点飞出，落地点与D点水平距离为2.4m，求小球过D点时速度大小。 （2）求小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小。 4. （18分）如图所示，在光滑的水平地面上，质量为M=3.0kg的长木板A的左端，叠放着一个质量为m=1.0kg的小物块B（可视为质点），处于静止状态，小物块与木板之间的动摩擦因数μ=0.30。在木板A的左端正上方，用长为R=0.8m的不可伸长的轻绳将质量为m=1.0kg的小球C悬于固定点O点。现将小球C拉至上方使轻绳拉直且与水平方向成θ=30°角的位置由静止释放，到达O点的正下方时，小球C与B发生碰撞且无机械能损失，空气阻力不计，取g=10m/s2，求： （1）小球C与小物块B碰撞前瞬间轻绳对小球的拉力； （2）木板长度L至少为多大时，小物块才不会滑出木板。 5. （20分）如图所示，在高为h的平台上，距边缘为L处有一质量为M的静止木块（木块的尺度比L小得多），一颗质量为m的子弹以初速度v0射入木块中未穿出，木块恰好运动到平台边缘未落下，若将子弹的速度增大为原来的两倍而子弹仍未穿出，求木块的落地点距平台边缘的水平距离，设子弹打入木块的时间极短。 传送带问题归类分析 传送带是运送货物的一种省力工具，在装卸运输行业中有着广泛的应用，本文收集、整理了传送带相关问题，并从两个视角进行分类剖析：一是从传送带问题的考查目标（即：力与运动情况的分析、能量转化情况的分析）来剖析；二是从传送带的形式来剖析．（一）传送带分类：（常见的几种传送带模型） 1.按放置方向分水平、倾斜和组合三种； 2.按转向分顺时针、逆时针转两种； 3.按运动状态分匀速、变速两种。 （二）| （三）传送带特点：传送带的运动不受滑块的影响，因为滑块的加入，带动传送带的电机要多输出的能量等于滑块机械能的增加量与摩擦生热的和。 （三）受力分析：传送带模型中要注意摩擦力的突变（发生在v物与v带相同的时刻），对于倾斜传送带模型要分析mgsinθ与f的大小与方向。突变有下面三种： 1.滑动摩擦力消失； 2.滑动摩擦力突变为静摩擦力； 3.滑动摩擦力改变方向； （四）运动分析： 1.注意参考系的选择，传送带模型中选择地面为参考系； 2.判断共速以后是与传送带保持相对静止作匀速运动呢还是继续加速运动 ， 3.判断传送带长度——临界之前是否滑出 （五）传送带问题中的功能分析 1.功能关系：W F =△E K +△E P +Q 。传送带的能量流向系统产生的内能、被传送的物体的动能变化，被传送物体势能的增加。因此，电动机由于传送工件多消耗的电能就包括了工件增加的动能和势能以及摩擦产生的热量。 2.对W F 、Q 的正确理解 （a ）传送带做的功：W F =F·S 带 功率P=F× v 带 （F 由传送带受力平衡求得） （b ）产生的内能：Q=f·S 相对 （c ）如物体无初速，放在水平传送带上，则在整个加速过程中物体获得的动能E K ，因为摩擦而产生的热量Q 有如下关系：E K =Q= 2 mv 2 1传 。一对滑动摩擦力做的总功等于机械能转化成热能的值。而且这个总功在求法上比一般的相互作用力的总功更有特点，一般的一对相互作用力的功为W ＝f 相s 相对，而在传送带中一对滑动摩擦力的功W ＝f 相s ，其中s 为被传送物体的实际路程，因为一对滑动摩擦力做功的情形是力的大小相等，位移不等（恰好相差一倍），并且一个是正功一个是负功，其代数和是负值，这表明机械能向内能转化，转化的量即是两功差值的绝对值。 （六）水平传送带问题的变化类型 ） 设传送带的速度为v 带，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，两定滑轮之间的距离为L ，物体置于传送带一端的初速度为v 0。 1、v 0＝0， v 0物体刚置于传送带上时由于受摩擦力作用，将做a =μg 的加速运动。 假定物体从开始置于传送带上一直加速到离开传送带，则其离开传送带时的速度为v ＝ gL μ2，显然有： v 带＜ gL μ2 时，物体在传送带上将先加速，后匀速。 v 带 ≥ gL μ2时，物体在传送带上将一直加速。 2、 V 0≠ 0，且V 0与V 带同向 （1）V 0＜ v 带时，同上理可知，物体刚运动到带上时，将做a =μg 的加速运动，假定物体一直加速到离开传送带，则其离开传送带时的速度为V ＝ gL V μ220 +，显然有： V 0＜ v 带＜ gL V μ220 + 时，物体在传送带上将先加速后匀速。 v 带 ≥ gL V μ220 + 时，物体在传送带上将一直加速。 （2）V 0＞ v 带时，因V 0＞ v 带，物体刚运动到传送带时，将做加速度大小为a = μg 的减速运动，假定物体一直减速到离开传送带，则其离开传送带时的速度为V ＝ gL V μ220 - ，显然 高中物理力学受力分析专题 （一）受力分析 物体之所以处于不同的运动状态，是由于它们的受力情况不同．要研究物体的运动，必须分析物体的受力 如何分析物体的受力情况呢?主要依据力的概念、从物体所处的环境(有多少个物体接触)和运动状态着手，分析它与所处环境的其它物体的相互联系；一般采取以下的步骤分析： 1．确定所研究的物体，然后找出周围有哪些物体对它产生作用． 采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力，不要找该物体施于其它物体的力，譬如所研究的物体叫A ，那么就应该找出“甲对A ”和“乙对A ”及“丙对A ”的力……而“A 对甲”或“A 对乙”等的力就不是A 所受的力．也不要把作用在其它物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上． 2．要养成按步骤分析的习惯． 先画重力：作用点画在物体的重心． 个接触点(面)后再依次分析其他的接触点(面)． 再画其他场力：看是否有电、磁场力作用，如有则画出场力． 3．受力分析的注意事项： 初学者对物体进行受力分析时，往往不是“少力”就是“多力”，因此在进行受力分析时应注意以下几点： (1) (2) 措施之一。检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体，特别是检查一下分析的结果，能否使对象与题目所给的运动状态(静止或加速)相一致，否则，必然发生了多力或漏力现象． (4)只分析根据力的性质命名的力（如重力、弹力、摩擦力）力等）。 （二）受力分析练习： 1。画出物体A 受到的弹力：（并指出弹力的施力物） 水平面光滑 静止 半球固定，内表面光滑 2。画出物体A受到的力，并写出施力物：（表面不光滑） 3：对下面物体受力分析：对物体A进行受力分析（并写出各力的施力物） A沿着水平面向左运动 A沿着墙向上运动 A沿着水平面向右运动 A向右匀速 A沿着斜面向上运动 A相对斜面静止A沿着斜面向下运动 A静止A匀速下滑 木块A沿斜面匀速上滑 A A 专题9 磁场 1.（15江苏卷）如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长NM 相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是 答案：A 解析：因为在磁场中受安培力的导体的有效长度(A)最大，所以选A. 2．（15海南卷）如图，a 是竖直平面P 上的一点，P 前有一条形磁铁垂直于P ，且S 极朝向a 点，P 后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a 点.在电子经过a 点的瞬间.条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向（） A ．向上 B.向下 C.向左 D.向右 答案：A 解析：条形磁铁的磁感线方向在a 点为垂直P 向外，粒子在条形磁铁的磁场中向右运动，所以根据左手定则可得电子受到的洛伦兹力方向向上，A 正确. 3.（15重庆卷）题1图中曲线a 、b 、c 、d 为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的经迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里.以下判断可能正确的是 A.a 、b 为粒子的经迹 B. a 、b 为粒子的经迹 C. c 、d 为粒子的经迹 D. c 、d 为粒子的经迹 答案：D 解析：射线是不带电的光子流，在磁场中不偏转，故选项B 错误.粒子为氦核带正电，由左手定则知受到向上的洛伦兹力向上偏转，故选项A 、C 错误；粒子是带负电的电子流，应向下偏转，选项D 正确. 4.（15重庆卷）音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机.题7图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为，匝数为，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为，区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从P 流向Ｑ，大小为． βγαβγαβL n B I 高三物理受力分析专题训练 摩擦力分析 1．粗糙的水平面上叠放着A 和B 两个物体，A 和B 间的接触面也是粗糙 的，如果用水平力F 拉B ，而B 仍保持静止，则此时( ) A ． B 和地面间的静摩擦力等于F ，B 和A 间的静摩擦力也等于F ． B ．B 和地面间的静摩擦力等于F ，B 和A 间的静摩擦力等于零． C ．B 和地面间的静摩擦力等于零，B 和A 间的静摩擦力也等于零． D ．B 和地面间的静摩擦力等于零，B 和A 间的静摩擦力等于F ． 2.重为100N 的物体在水平面上向右运动，同时受到一个向左的5N 的水平 拉力作用，若物体和水平面间的动摩擦因数为0.1，则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是( ) A ．10N ，水平向左 B.5N ，水平向右 C.15N ，水平向左 D.5N ，水平向左 3.如图所示,重力G =20N 的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左 运动同时受到大小为10N 的，方向向右的水平力F 的作用，则物体所受摩擦力大小和方向是( ) A ．2N ，水平向左 B ．2N ，水平向右C ．10N ，水平向 左 D ．12N ，水平向右 4.如图所示，木块质量为m ，跟水平桌面的动摩擦因数为 μ，受水向右的力F 作用做匀速运动，从木块右端到桌子边缘开始，到 木块下时为止，在此过程中，木块一直保持匀速运动状态，下列说法正确 的是( ) A ．推力F 因木块悬空部分越来越大而变小 B ．推力F 在木块下落前变为原来的1/2 C ．推力大小始终是μmg D ．因接触面变 小，动摩擦因数μ会变大 5.水平地面上的物体在水平方向受到一个拉力F 和地面对它的 摩擦力f 的作用。在物体处于静止状态的条件下，下面说法中正确的是：( ) A ．当F 增大时，f 也随之增大 B ．当F 增大时，f 保持不变 C ．F 与f 是一对作用力与反作用力 D ．F 与f 合力为零 6.如图所示，C 是水平地面，AB 是两长方形的物块，A 在上，F 是作用在 物块B 上沿水平方向的力，物块A 和B 以相同的速度匀速运动。 由此可知，A 、B 间摩擦力f 1和B 、C 间摩擦力f 2的值为：( ) A .f 1=0 B.f 1＝F C.f 2＝F D ．f 1≠０，f 2≠０高三物理：受力分析题型精练(含答案)
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