高中物理各种能量关系 .
高中物理常见的各种能量及能量守恒定律
高中物理常见的各种能量及能量守恒定律在我们的日常生活中，能量是无处不在的，它以各种形式存在并持续转化。
在物理学中，能量被视为一个物体或系统在一定时间内所能完成的功能，或者说是物体或系统状态的度量。
高中物理课程中，我们主要学习了几种常见的能量形式，并且了解到能量守恒定律的重要性。
我们要了解的是动能。
动能是物体由于运动而具有的能量，它的大小与物体的质量和速度的平方成正比。
在公式中，K=1/2mv²，其中K代表动能，m是物体的质量，v是物体的速度。
我们讨论势能。
势能是物体由于其相对位置、状态等因素而具有的能量。
例如，重力势能是物体由于其高度和质量而具有的能量，弹性势能是物体由于其形状和弹性系数而具有的能量。
势能的公式因势能类型而异，但它们都与物体的质量和状态有关。
我们还要了解电磁能。
电磁能是由于电磁场的作用而产生的能量。
在电场中，电势能是由于电荷在电场中的位置而具有的能量；在磁场中，洛伦兹力可以对带电粒子做功，从而产生电能。
我们要探讨的是内能。
内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。
对于理想气体，其内能只与温度有关；但对于复杂物质，内能还与物质的相变、化学反应等因素有关。
在学习了各种能量的形式之后，我们引入了能量守恒定律。
这个定律表明，在一个封闭系统中，总能量保持不变。
也就是说，能量不能被创造或消除，只能从一种形式转化为另一种形式。
这个定律是自然界的普适规律，它帮助我们理解并预测物质和能量的行为。
高中物理中常见的各种能量及能量守恒定律是我们理解和解释世界的重要工具。
通过学习这些概念，我们可以更深入地理解自然界的规律和现象，从而更好地掌握物理学知识。
随着科学技术的不断发展，能量转换与守恒定律在日常生活和生产实践中发挥着越来越重要的作用。
高中物理作为学生认识自然界规律的重要学科，能量相关知识是其中不可或缺的重要组成部分。
本文将从高中物理能量相关的知识点、教学方法、实验设计等方面进行阐述，以期为提高高中物理能量教学的效果提供参考。
高中物理能量守恒定律的公式总结
高中物理能量守恒定律的公式总结高中物理能量守恒定律的公式总结能量守恒定律是物理学中的基本定律之一，也是热力学和势能守恒的基础。
它表明，在一个封闭系统中，能量总量在任何过程中是不变的。
在高中物理学习中，学生需要掌握能量守恒定律的基本公式，并运用它们解决各种与能量转化有关的问题。
本文将总结高中物理学中能量守恒定律的公式。
1. 动能公式动能是物体运动所具有的能量，它的公式为：动能（E_k）= 1/2 * m * v^2其中，m 代表物体的质量，v 代表物体的速度。
根据动能的公式，我们可以计算出物体的动能，从而了解物体运动所具备的能量。
2. 重力势能公式在地球上，物体具有重力势能，它的公式为：重力势能（E_p）= m * g * h其中，m 代表物体的质量，g 代表重力加速度，h 代表物体相对于参考点的高度。
重力势能是物体垂直上升或下降时的能量变化。
3. 弹性势能公式当物体在弹性力作用下发生形变时，会具有弹性势能，它的公式为：弹性势能（E_p）= 1/2 * k * x^2其中，k 代表弹性系数，x 代表物体形变的位移。
弹性势能是由于物体形变所带来的能量变化。
4. 功和功率的公式功是一种能量转化的体现，它的公式为：功（W）= F * d * cosθ其中，F 代表力的大小，d 代表力的作用点的位移，并且cosθ 是力和位移的夹角的余弦值。
功可以将物体的能量转化为其他形式的能量。
功率是功的变化速率，它的公式为：功率（P）= W / t其中，P 代表功率，W 代表功，t 代表时间。
功率描述的是单位时间内的能量转化速率。
5. 总能量守恒公式能量守恒定律的核心公式是总能量守恒公式，它可以用来描述封闭系统中能量的守恒关系。
在一个封闭系统中，总能量守恒公式可以表示为：初始能量（E_i）+ 输入能量（E_in）= 最终能量（E_f）+ 输出能量（E_out）初始能量是指系统在开始过程时具有的能量，输入能量是指系统从外界吸收的能量，最终能量是指系统在结束过程时具有的能量，输出能量是指系统向外界释放的能量。
【高中物理】各种形式的能量之间相互转化的实例
【高中物理】各种形式的能量之间相互转化的实例1．光能→内能：晒东西会晒烫2.光能→ 机械能：太阳帆，用强光照射物体膨胀做功。
光能→ 电能：太阳能电池4。
光能→ 化学能：光合作用5．机械能→内能：摩擦生热、钻木取火、内燃机的汽缸的压缩冲程、自行车骑久拉车胎发热、跑步可以使身体变暖、打气筒打气气筒变热6.机械能→ 光能：（我暂时不记得直接转换了）把手动发电机的连接线连接到一个小灯泡上，也就是说，机械能被转换成光能，弗林特，一种自行车。
前轮上有一盏灯。
骑行时，后车灯和轮辋摩擦灯将点亮。
这是机械能到光能的转换7．机械能→电能：水坝发电、风车发电8.机械能→ 化学能：（我暂时想不出直接转化）在一个装有二氧化硫、三氧化硫和氧气的封闭容器中，用外力压缩容器，化学天平朝着生成二氧化硫和氧气的方向移动。
机械能转化为二氧化硫和氧气的化学能这个反应由机械能转化为化学能但是中间有环节-就是压缩气体时气体的内能增加从而为反应提供能量从而促使反映行，还要注意了，发生这个反映的正常情况是400-500度的高温而且还要有无氧化二钒作为催化剂。
9.电能→ 内能：电炉10。
电能→ 光能：电灯11．电能→机械能：启动机、电动机工作12．电能→化学能：给蓄电池蓄电13．化学能→内能：浓硫酸稀释放热14.化学能→ 光能：镁燃烧发出强光，萤火虫发光15。
化学能→ 机械能：爆炸16。
化学能→ 电能：电池放电17．内能→光能：电灯泡钨丝发热后会发光18．内能→机械能:火力发电、蒸汽机19.内能→ 电能：（我暂时不记得直接转换）火力发电20．内能→化学能：（暂时想不起来直接转换的）ba(oh)2+nh4cl的反应（吸热）。
高中物理功能关系总结
专题 功、动能和势能和动能定理功：(单位:J ）力学： ①W = Fs cos θ（适用于恒力功的计算）①理解正功、零功、负功②功是能量转化的量度动能: E K =m2p mv 2122=重力势能E p = mgh （凡是势能与零势能面的选择有关） ③动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量)公式： W 合= W 合＝W 1+ W 2+…+W n = ∆E k = E k2一E k1 = 12122212mV mV - ⑴W 合为外力所做功的代数和．（W 可以不同的性质力做功）⑵外力既可以有几个外力同时作用，也可以是各外力先后作用或在不同过程中作用：⑶即为物体所受合外力的功。
④功是能量转化的量度（最易忽视)“功是能量转化的量度”这一基本概念含义理解。
⑴重力的功-———--量度——-—-—重力势能的变化物体重力势能的增量由重力做的功来量度：W G = —ΔE P ,这就是势能定理。
与势能相关的力做功特点：如重力,弹力，分子力,电场力它们做功与路径无关,只与始末位置有关.除重力和弹簧弹力做功外，其它力做功改变机械能，这就是机械能定理。
只有重力做功时系统的机械能守恒。
功能关系：功是能量转化的量度。
有两层含义:（1)做功的过程就是能量转化的过程， (2）做功的多少决定了能转化的数量，即：功是能量转化的量度强调:功是一种过程量，它和一段位移（一段时间）相对应；而能是一种状态量，它与一个时刻相对应。
两者的单位是相同的(都是J ）,但不能说功就是能，也不能说“功变成了能".练习:一、单项选择题1．关于功和能的下列说法正确的是 ( ）A ．功就是能B ．做功的过程就是能量转化的过程C ．功有正功、负功,所以功是矢量D ．功是能量的量度2．一个运动物体它的速度是v 时，其动能为E.那么当这个物体的速度增加到3v 时，其动能应该是 （ ）A ．EB ． 3EC ． 6ED ． 9E3．一个质量为m的物体，分别做下列运动,其动能在运动过程中一定发生变化的是:（）A．匀速直线运动B．匀变速直线运动C．平抛运动D．匀速圆周运动4．对于动能定理表达式W=E K2—E K1的理解，正确的是：( ) A．物体具有动能是由于力对物体做了功B．力对物体做功是由于该物体具有动能C．力做功是由于物体的动能发生变化D．物体的动能发生变化是由于力对物体做了功5．某物体做变速直线运动，在t1时刻速率为v，在t2时刻速率为n v,则在t2时刻的动能是t1时刻的A、n倍B、n/2倍C、n2倍D、n2/4倍6．打桩机的重锤质量是250kg，把它提升到离地面15m高处,然后让它自由下落，当重锤刚要接触地面时其动能为（取g=10m/s2）：（）A．1。
高中物理必修三《物理与能量》必备知识点整合
高中物理必修三《物理与能量》必备知识点整合本文档旨在整合高中物理必修三《物理与能量》的必备知识点，帮助学生更好地研究和掌握相关内容。
以下是该章节的知识点整理：1. 动能和势能- 动能（K）：物体由于运动而具有的能量，计算公式为 K =1/2 * m * v^2，其中m为物体质量，v为物体速度。
- 势能（U）：物体由于位置或形状而具有的能量，常见的势能有重力势能、弹性势能等。
- 动能定理：动能的变化量等于合外力所做的功，即 K2 - K1 = W。
2. 功与功率- 功（W）：力对物体做的功，计算公式为W = F * s * cosθ，其中F为力的大小，s为物体位移，θ为力和位移的夹角。
- 功率（P）：物理量，表示单位时间内完成的功，计算公式为P = W / t，其中W为功，t为时间。
3. 机械能守恒定律- 机械能守恒定律：系统中的机械能总量在没有外力做功的情况下保持不变，即 E1 = E2，其中E为系统的机械能，包括动能和势能。
4. 能量转化和能量守恒- 能量转化：能量可以在不同形式之间进行转化，包括机械能、热能、电能、化学能等。
- 能量守恒定律：能量不会凭空消失或产生，只会在不同的物体之间进行转化和守恒。
5. 功率与时间的关系- 功率与时间的关系：功率为单位时间内完成的功，功率越大，单位时间内完成的功越多。
- 功率计算公式：当功率恒定时，P = W / t，其中P为功率，W 为完成的功，t为时间。
- 单位换算：1瓦特（W）= 1焦耳/秒（J/s）。
6. 能源与可持续发展- 能源：能够进行有用功的物质或物理现象，包括化学能、核能、太阳能、水能等。
- 可持续发展：以满足当前需求而不危害未来世代满足需求的能力。
以上是高中物理必修三《物理与能量》的必备知识点整合，希望对学生们的学习有所帮助。
更多详细内容可以参考教材或参考书籍。
祝大家学习进步！。
能量守恒高中物理
能量守恒高中物理
能量守恒是物理学中的一个基本原理，根据能量守恒定律，一个系统中的能量总量在封闭系统中是不变的。
换句话说，能量不能被创建或销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。
在高中物理中，能量守恒通常以机械能守恒和热能守恒两种形式来讨论。
1. 机械能守恒：在不考虑摩擦和空气阻力的情况下，一个物体在自由落体、弹性碰撞等运动过程中，其机械能（由动能和势能组成）总量保持不变。
例如，当一个物体从一定高度自由落下时，其势能逐渐转化为动能，但总能量保持不变。
2. 热能守恒：热能是物质内部微观粒子的运动能量，根据热能守恒定律，一个封闭系统中的热能总量在没有能量输入或输出的情况下保持不变。
例如，当两个物体通过热传导或热辐射的方式接触时，热能会从温度高的物体流向温度低的物体，但总能量保持不变。
总而言之，能量守恒定律在高中物理中是一个非常重要的概念，可以用来解释和预测各种物理现象。
高中物理功能关系总结
功能关系（1）功是能量变化的量度，理解功与能的关系。
（2）功是过程物理量，能是状态物理量。
功能关系表述：能量不会凭空消失亦不会凭空产生，但可以发生转移与转化——而能量的转移与转化正是通过力的做功来实现的，且能量转化（或转移）了多少，就等于相应的力做了多少的功。
即：能量的转化量的多少＝相应的力做了多少功例子（1）：物体只受到重力的作用例子（2）：物体只受到弹簧弹力的作用例子（3）：综合上述（1）、（2）便得到机械能守恒。
例子（4）：物体只受摩擦力的作用。
例子（5）：带电粒子只受到电场力的作用。
例子（6）：带电小球受到重力与电场力的共同作用。
例子（7）：带电小球只受到弹簧弹力与电场力的作用（作为学生思考）。
例子（8）：导体棒切割磁感线匀速运动时，安培力的做功8.1:假设轨道光滑，那么导体棒在轨道方向只受到安培力的作用，此时有？8.2:假设轨道不光滑，导体棒在轨道方向，出了安培力还有摩擦力，还受到摩擦力，此时有？注：若把前提条件改为：导体棒切割磁感线做变速运动呢？如例子（9）例子（9）：导体棒无摩擦落下U形轨道时，已知磁场上下边界的宽度为h，刚进入上边界时，导体棒的速度为v1，刚出来磁场下边界时，导体棒速度为v2；导体棒的质量为m。
求：（1）此过程中，安培力做的功。
（2）产生的总的焦耳热。
（3）若导体棒的组织为r，轨道无电阻，但在轨道上串接了一个阻值为R 的电阻，求此过程中，电阻R产生的焦耳热。
——————————————————————————————————————————————————分割线—————————————————————————————————————————————————由上述例子导出最为重要的一个功能关系：动能定理动能定理数学表达式：解释：动能作为好比能量转化的中心枢纽，与各种能量直接联系（对应一个力），而其他能量之间并无直接联系，只能通过“动能”这个中心枢纽作为桥梁，产生间接关系。
高中物理必修二 专题四 动能定理 功能关系
动能定理与功能关系一、动能定理１．变力做功过程中的能量分析；２．多过程运动中动能定理的应用；３．复合场中带电粒子的运动的能量分析。
二、功能关系：做功的过程是能量转化的过程，功是能的转化的量度。
不能说功就是能，也不能说“功变成了能”。
１．物体动能的增量等于合外力做的总功：W 合=ΔE k ，这就是动能定理。
２．物体重力势能的增量等于重力做的功：W G = -ΔE P３．弹力做的功等于弹性势能的变化量：W=ΔE P４．物体机械能的增量等于除重力以外的其他力做的功：W 非重=ΔE 机，（W 非重表示除重力以外的其它力做的功）５．一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功，用来量度该过程系统由于摩擦而减小的 机械能，也就是系统增加的内能。
f ΔS=Q （ΔS 为这两个物体间相对移动的路程）。
专项练习1．一质量为1kg 的物体被人用手由静止向上提高1m ，这时物体的速度是2m/s ，下列说法不正确的是（ ）A 、手对物体做功10JB 、合外力对物体做功12JC 、合外力对物体做功2JD 、物体克服重力做功2J2.a 、b 、c 三个物体质量分别为m 、2m 、3m ，它们在水平路面上某时刻运动的动能相等。
当每个物体受到大小相同的制动力时，它们的制动距离之比是（ ）A ．1∶2∶3B ．12∶22∶32C ．1∶1∶1D ．3∶2∶13.质量为ｍ的物体在距地面高ｈ处以ｇ／3的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法不正确的（ ）Ａ．物体重力势能减少ｍｇｈ／３ Ｂ．物体的机械能减少２ｍｇｈ／３ Ｃ．物体的动能增加ｍｇｈ／３ D ．重力做功mgh4.如图所示，质量为m 的小球用长L 的细线悬挂而静止在竖直位置，用水平拉力F 缓慢将小球拉到细线与竖直方向成θ角的位置。
在此过程中，拉力F 做的功是（ ）A.θcos FLB.θsin FLC.()θcos 1-FLD.()θcos 1-mgL 5. 如图所示，小球以大小为v 0的初速度由A 端向右运动，到B 端时的速度减小为v B ；若以同样大小的初速度由B 端向左运动，到A 端时的速度减小为v A 。
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高中物理各种能量关系高中物理重要的能量关系二。
重要能量关系1动能定理2重力做功与重力变化3摩擦热计算4汽车恒功率启动能量关系5抛体能量关系6圆周能量关系7电场力功能关系8电路能量关系9电源输出功率规律10电动机能量关系11电磁感应能量关系12热力学第一定律13热力学第二定律14理想气体能量关系例1 一小孩站在船上，分别两次用同样大小的力拉足够长的水平轻绳一端，图甲中绳另一端接在岸上，图乙中绳另一端接在另一条船上，经过相同时间小孩所做的功分别为W甲和W乙，则（）A W甲＞W乙，B W甲＝W乙，C W甲＜W乙，D 无法判断。
例2．倾角为θ=30º的斜面体上有一个质量为m=1kg的物块，使斜面体在水平面上以速度v=2m/s向右做匀速直线运动，物块与斜面体始终保持相对静止，如图所示.物块前进S=10m的过程中。
（当地的重力加速度为g）（1）物体一共受到几个力的作用？每个力的大小是多少？与位移的夹角是多少？例3静止水平传送带AB左端有一质量为1kg小物快如图所示，A、B相距8m，物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2．现传送带以加速度ａ＝3ｍ／s2做匀加速运动，则物体从A沿传送带运动到B的过程中： (g=10m/s2)（１）到达Ｂ端时物块的位移是多少？摩擦力对物快做功是多少？（２）到达Ｂ端时皮带的路程是多少？摩擦力对皮带做功是多少？（３）滑痕多长？摩擦热是多少？（４）到达Ｂ端的时间是多少？例4、将一质量为m＝10 kg的物体，自水平地面由静止开始用一竖直向上的拉力F将其以a＝0.5 m/s2的加速度向上拉起．求：（1）在向上拉动的10s内，拉力F做功的功率；（2）上拉至10 s末，拉力的功率．例5。
汽车的质量为4000kg，汽车发动机的额定功率为80kW，它在平直的公路上行驶时所受的阻力是4000N，从静止开始受到恒定牵引力是8000N启动，达到额定功率后再横功率启动。
试求:1。
转折速度2。
收尾速度3。
恒力阶段加速度4。
恒力阶段维持多长时间？5。
恒力阶段的位移。
6．运动时间为1s时，功率是多少？7。
速度等于5m/s时，加速度是多少8．速度等于12m/s时，加速度是多少9。
加速度等于0.25m/s2时，速度是多少10. 启动总距离若为280m，求启动总时间是多少11。
画出物体的功率----时间图象①加速度是多少？②速度是多少？③牵引力做功是多少？④摩擦阻力做功是多少？⑤合力做功是多少？⑥牵引力的瞬时功率是多少？⑦牵引力的平均功率是多少？⑧摩擦阻力的瞬时功率是多少？⑨摩擦阻力的平均功率是多少？⑩合力做功的瞬时功率是多少？⑾合力做功的瞬时功率是多少？例6从离地面H高处落下一只小球，小球在运动过程中所受的空气阻力是它重力的k（k<1）倍,而小球与地面相碰后，能以相同大小的速率反弹，求：（1）小球第一次与地面碰撞后，能够反弹起的最大高度是多少？（2）小球从释放开始，直至停止弹跳为止，所通过的总路程是多少？例7.如图所示，质量为m的物体静放在水平光滑平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮由地面以速度v0向右匀速走动的人拉着，设人从地面上且从平台的边缘开始向右行至绳和水平方向成30°角处，在此过程中人所做的功为多少？例8、总质量为M 的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为m ，中途脱节，司机发觉时，机车已行驶L 的距离，于是立即关闭油门，除去牵引力，如图13所示。
设运动的阻力与质量成正比，机车的牵引力是恒定的。
当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少？例9 (2010·福建卷·22)如图2所示，物体 A 放在足够长的木板B 上，木板B 静置于水平面．t ＝0时，电动机通过水平细绳以恒力F 拉木板B ，使它做初速度为零、加速度aB ＝1.0 m/s2的匀加速直线运动．已知A 的质量mA 和B 的质量mB 均为2.0 kg ，A 、B 之间的动摩擦因数μ1＝0.05，B 与水平面之间的动摩擦因数μ2＝0.1，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g 取10 m/s2.求：(1)物体A 刚运动时的加速度aA ； (2)t ＝1.0 s 时，电动机的输出功率P ；(3)若t ＝1.0 s 时，将电动机的输出功率立即调整为P′＝5 W,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变，t ＝3.8 s 时物体A 的速度为1.2 m/s.则t ＝1.0 s 到t ＝3.8 s 这段时间内木板B 的位移为多少？例10。
挂在竖直墙上的画长1.8 m,画面质量为100 g,下面画轴质量为200 g,今将它沿墙缓慢卷起，g =10 m/s 2.需做多少的功？例11．在水平地面上平铺n 块砖，每块砖的质量为m ，其厚度为h ，如图1所示。
若将砖一块一块地竖直叠放起来，人克服重力至少需要做多少功？V 0图13例12如图5-5-3所示，质量分别为2 m和3m的两个小球固定在一根直角尺的两端A、B，直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴.AO、BO的长分别为2L和L.开始时直角尺的AO部分处于水平位置而B在O的正下方.让该系统由静止开始自由转动，求：⑴当A到达最低点时，A小球的速度大小v；⑵ B球能上升的最大高度h；⑶开始转动后B球可能达到的最大速度v m.例13如图5-5-7所示，在质量不计长为L的不能弯曲的轻直杆的一端和中点分别固定两个质量均为m的小球A、B，杆的另一端固定在水平轴O处，杆可以在竖直面内无摩擦地转动，让杆处于水平状态，从静止开始释放，当杆转到竖直位置时，两球速度v A、v B分别为多少？例14．一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道如图所示做特技表演，若车的速度的大小恒为20m/s2，人与车质量之和为200kg，轮胎与轨道间的动摩擦因数为μ= 0.1，车通过最低点A时，发动机功率为12KW，求车通过最高点B时发动机的功率(g取10m/s2)例15 .如图13所示，位于竖直平面上的１／４圆弧光滑轨道，半径为R，OB沿竖直方向，圆弧轨道上端A距地面高度为H，质量为ｍ的小球从A静止释放，最后落在地面C点处，不计空气阻力。
求:(1)小球刚运动到B点时，对轨道的压力多大?(2)小球落地点C与B的水平距离S为多少?(3)比值Ｒ／Ｈ为多少时，小球落地点C与B水平距离S最远?该水平距离最大值是多少?图5-5-7图5-5-3圆周能量关系例16。
蒸汽机中自动控制转速的装置叫做离心节速器，它的工作原理和下述力学模型类似：在一根竖直硬质细杆的顶端O用铰链连接两根轻杆，轻杆的下端分别固定两个金属小球。
当发动机带动竖直硬质细杆转动时，两个金属球可在水平面上做匀速圆周运动，如图所示。
设与金属球连接的两轻杆的长度均为l，两金属球的质量均为m，各杆的质量均可忽略不计。
当发动机加速运转时，轻杆与竖直杆的夹角从30°增加到60°，求这一过程中发动机对小球所做的功。
忽略各处的摩擦和阻力。
例17.如图所示，杆长为L，球的质量为m，杆连球在竖直平面内绕轴O自由转动，已知在最高点处，杆对球的弹力大小为F=2mg，求:(1)这时小球的瞬时速度大小。
(2)不考虑其它阻力作用,小球运动到最底点时,杆的作用力大小是多少?例18.如图所示，平行的实线代表电场线，方向未知，电荷量为1×10-2C的正电荷在电场中只受电场力作用，该电荷由A点移到B点，动能损失了0.1 J，若A点电势为-10 V，则A。
B点电势为零B。
电场线方向向左C。
电荷运动的轨迹可能是图中曲线①D。
电荷运动的轨迹可能是图中曲线②例19.如图所示，ab是半径为R的圆的一条直径，该圆处于匀强电场，电场强度为E，在圆周平面内，将一带正电q的小球从a点以相同的动能抛出，抛出的方向不同时，小球会经过圆周上不同的点.在这些所有的点中，达到c点时小球的动能最大，已知∠cab＝30°，若不计重力和空气阻力，试求:(1)电场方向与直径ac间的夹角θ?(2)若小球在a 点时初速度方向与电场方向垂直，则小球恰好能落在c 点，问小球初动能为多少?例21．有人在调试电路时，用一个“100k Ω， 1/4W ”的电阻和一个“300k Ω， W ”的电阻串联，作为400 k Ω的电阻使用，此时两只串联电阻允许耗散的最大功率为A ．B ．C ．D ．例22。
已知电源电动势为，内阻为r ，流经电路的总电流I 随着外电路的变化而变化。
当I=？时，电源输出功率最大输出功率为P 出max =？例23．(20XX 年江苏天一中学高三月考)如图所示，已知电源电动势E=20V ，内阻r=l Ω，当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“3V, 6W”的灯泡L 和内阻R D =0.5Ω的小型直流电动机D 都恰能正常工作.试求： (1)电路中的电流大小；(2)电动机的额定电压；(3)电动机的输出功率．例24．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g 的弹体（包括金属杆EF 的质量）加速到10 km/s 的电磁炮（常规炮弹速度大小约为2 km/s ），若轨道宽2 m ，长为100 m ，通过的电流为10 A ，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为_______ T ，磁场力的最大功率P =_______ W （轨道摩擦不计）.W 21W 41W 61W8181例25、 如图所示，长度为L=0.2m 、电阻r =0.3Ω、质量m =0.1kg 的金属棒CD ，垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑的金属导轨上，导轨间距离也为L ，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计. 导轨左端接有R=0.5Ω的电阻，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面，磁感应强度B=4T. 现以水平向右的恒定外力F 使金属棒右移，当金属棒以v =2m/s 的速度在导轨平面上匀速滑动时，求：（1）电路中理想电流表和理想电压表的示数； （2）拉动金属棒的外力F 的大小；（3）若此时撤去外力F ，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上. 求撤去外力到金属棒停止运动的过程中，在电阻R 上产生的电热.例26、如图所示，长平行导轨PQ 、MN 光滑，相距5.0=l m ，处在同一水平面中，磁感应强度B =0.8T 的匀强磁场竖直向下穿过导轨面．横跨在导轨上的直导线ab 的质量m =0.1kg 、电阻R =0.8Ω，导轨电阻不计．导轨间通过开关S 将电动势E =1.5V 、内电阻r =0.2Ω的电池接在M 、P 两端，试计算分析：（1）在开关S 刚闭合的初始时刻，导线ab 的加速度多大？随后ab 的加速度、速度如何变化？（2）在闭合开关S 后，怎样才能使ab 以恒定的速度υ =7.5m/s 沿导轨向右运动？试描述这时电路中的能量转化情况（通过具体的数据计算说明）．3、杆与电源连接组成回路例3．解析（1）在S 刚闭合的瞬间，导线ab 速度为零，没有电磁感应现象，由a 到b 的电流A rR EI 5.10=+=，ab 受安培力水平向右，此时瞬时加速度2000/6s m mL BI m F a ===ab 运动起来且将发生电磁感应现象．ab 向右运动的速度为υ时，感应电动势Blv E ='，根据右手定则，ab 上的感应电动势（a 端电势比b 端高）在闭合电路中与电池电动势相反．电路中的电流（顺时针方向，rR E E I +-='）将减小（小于I 0=1.5A ），ab 所受的向右的安培力随之减小，加速度也减小．尽管加速度减小，速度还是在增大，感应电动势E 随速度的增大而增大，电路中电流进一步减小，安培力、加速度也随之进一步减小，当感应电动势'E 与电池电动势E 相等时，电路中电流为零，ab所受安培力、图5-9-5加速度也为零，这时ab 的速度达到最大值，随后则以最大速度继续向右做匀速运动．设最终达到的最大速度为υm ，根据上述分析可知：0m E Bl υ-=所以 1.50.80.5m E Bl υ==⨯m/s=3.75m/s ． （2）如果ab 以恒定速度7.5υ=m/s 向右沿导轨运动，则ab 中感应电动势5.75.08.0'⨯⨯==Blv E V=3V由于'E ＞E ，这时闭合电路中电流方向为逆时针方向，大小为：2.08.05.13''+-=+-=r R E E I A=1.5A直导线ab 中的电流由b 到a ，根据左手定则，磁场对ab 有水平向左的安培力作用，大小为5.15.08.0''⨯⨯==BlI F N=0.6N所以要使ab 以恒定速度5.7=v m/s 向右运动，必须有水平向右的恒力6.0=F N 作用于ab ． 上述物理过程的能量转化情况，可以概括为下列三点： ①作用于ab 的恒力（F ）的功率：5.76.0⨯==Fv P W=4.5W②电阻（R +r ）产生焦耳热的功率：)2.08.0(5.1)(22'+⨯=+=r R I P W=2.25W③逆时针方向的电流'I ，从电池的正极流入，负极流出，电池处于“充电”状态，吸收能量，以化学能的形式储存起来．电池吸收能量的功率：''1.5 1.5P I E ==⨯W=2.25W由上看出，'''P P P +=，符合能量转化和守恒定律（沿水平面匀速运动机械能不变）． 二、双杆问题：1、双杆所在轨道宽度相同——常用动量守恒求稳定速度【例27(2008北京)风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源.风力发电机是将风能（气流的功能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱，发电机等.如图5-9-5所示.（1）利用总电阻10R =Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能.输送功率0300kW P =，输电电压10kW U =，求异线上损失的功率与输送功率的比值;（2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积.设空气密度为p ，气流速度为v ，风轮机叶片长度为r.求单位时间内流向风轮机的最大风能P m ;在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施.（3）已知风力发电机的输出电功率P 与P m 成正比.某风力发电机的风速v 1=9m/s 时能够输出电功率P 1=540kW.我国某地区风速不低于v 2=6m/s 的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时.【解析】(1)导线上损失的功率为P=I 2R =(2320330010()1091010P R W kW U ⨯=⨯=⨯ 损失的功率与输送功率的比值3309100.0330010P P ⨯==⨯ (2)风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大.单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为pvS , S =πr 2风能的最大功率可表示为P 风=22222111()222ptS v pt t v pr v ππ==可采取措施:如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等.(3)按题意，风力发电机的输出功率为P 2=221165409v P v ⎛⎫∙=⨯ ⎪⎝⎭kW=160 kW 最小年发电量约为W =P 2t =160×5000 kW·h=8×105kW·h12。