2019年高考物理 考綱解讀與熱點(diǎn)難點(diǎn)突破 專題06 電場、磁場的基本性質(zhì)熱點(diǎn)難點(diǎn)突破.doc

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專題06 電場、磁場的基本性質(zhì) 1．如圖所示，均勻繞制的螺線管水平固定在可轉(zhuǎn)動的圓盤上，在其正中心的上方有一固定的環(huán)形電流A，A與螺線管垂直．A中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，開關(guān)S閉合瞬間．關(guān)于圓盤的運(yùn)動情況(從上向下觀察)，下列說法正確的是(　　) A．靜止不動　　B．順時(shí)針轉(zhuǎn)動 C．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動 D．無法確定 【答案】B 2．如圖所示，虛線所示的圓是某點(diǎn)電荷電場中某等勢面的截面．a(chǎn)、b兩個(gè)帶電粒子以相同的速度，從電場中P點(diǎn)沿等勢面的切線方向飛出，粒子僅在電場力作用下的運(yùn)動軌跡如圖中實(shí)線所示，M、N是軌跡上的點(diǎn)，且M、N的連線經(jīng)過虛線圓的圓心．則在開始運(yùn)動的一小段時(shí)間內(nèi)(粒子在圖示區(qū)域內(nèi))，下列說法正確的是(　　) A．M處電場強(qiáng)度大于N處電場強(qiáng)度 B．a(chǎn)粒子的速度將逐漸減小，b粒子的速度將逐漸增大 C．若a粒子為正電荷、b粒子必為負(fù)電荷 6.a、b是x軸上的兩個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為Q1和Q2，沿x軸a、b之間各點(diǎn)對應(yīng)的電勢高低如圖中曲線所示，從圖中可看出以下說法中正確的是(　　) A．把正試探電荷沿x軸由a移到b的過程中，電荷的電勢能先增加后減少 B．電荷在a、P間和P、b間所受電場力的方向相同 C．Q1＝Q2 D．a(chǎn)和b一定是同種電荷，且一定是正電荷 【答案】D 7.如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動，其運(yùn)動軌跡在豎直平面(紙面)內(nèi)，且關(guān)于過軌跡最右側(cè)N點(diǎn)的水平直線對稱．已知重力加速度大小為g，忽略空氣阻力，小球可視為質(zhì)點(diǎn)．由此可知(　　) A．勻強(qiáng)電場的方向水平左 B．電場強(qiáng)度E滿足E> C．小球在M點(diǎn)的電勢能比在N點(diǎn)的大 D．M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的高 【答案】B 【解析】 8. (多選)如圖所示為點(diǎn)電荷a、b所形成的電場線分布，有一粒子(不計(jì)重力)由A進(jìn)入電場，A、B是軌跡上的兩點(diǎn)，以下說法正確的是(　　) A．該粒子帶正電 B. a、b為異種電荷 C．該粒子在A點(diǎn)加速度較B點(diǎn)大 D．該粒子在A點(diǎn)電勢能較B點(diǎn)大 【答案】BC 【解析】根據(jù)電場線從正電荷出發(fā)，到負(fù)電荷終止，可知a帶正電，b帶負(fù)電，B正確；由粒子的軌跡向左上方彎曲，可知該粒子所受的電場力向左上方，因此該粒子帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；A處電場線密，則A處電場強(qiáng)度大，粒子所受的電場力大，則粒子在A點(diǎn)加速度較大，故C正確；根據(jù)順著電場線方向電勢降低，可知A點(diǎn)的電勢較高，由推論：負(fù)電荷在電勢高處電勢能小，則知粒子在A點(diǎn)電勢能較B點(diǎn)小，D錯(cuò)誤． 9．在赤道附近水平放置一根長L的直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有恒定電流I，地磁場在赤道的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若不考慮磁偏角的影響，那么地磁場對該導(dǎo)線的作用力大小及方向可能是(　　) A．0 B.，豎直向下 C．BIL，向西 D.，向東 【答案】AB 【解析】當(dāng)水平通電直導(dǎo)線與磁場方向平行時(shí)，地磁場對通電導(dǎo)線的作用力為零，A正確；當(dāng)水平通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)，地磁場對通電導(dǎo)線的作用力大小為BIL，且為最大值；當(dāng)水平通電直導(dǎo)線與磁場方向成一夾角時(shí)，地磁場對通電導(dǎo)線的作用力大小應(yīng)介于0和BIL之間，方向均沿豎直方向，B正確，C、D錯(cuò)誤． 13. 質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理如圖3所示。從粒子源S出來時(shí)的粒子速度很小，可以看作初速度為零，粒子經(jīng)過電場加速后進(jìn)入有界的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，并沿著半圓周運(yùn)動而達(dá)到照相底片上的P點(diǎn)，測得P點(diǎn)到入口的距離為x，則以下說法正確的是(　　) 圖3 A．粒子一定帶正電 B．粒子一定帶負(fù)電 C．x越大，則粒子的質(zhì)量與電量之比一定越大 D．x越大，則粒子的質(zhì)量與電量之比一定越小 【答案】AC 14.太陽風(fēng)含有大量高速運(yùn)動的質(zhì)子和電子，可用于發(fā)電。如圖4所示，太陽風(fēng)進(jìn)入兩平行極板之間的區(qū)域，速度為v，方向與極板平行，該區(qū)域中有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面，兩極板間的距離為L，則(　　) 圖4 A．在開關(guān)K未閉合的情況下，兩極板間穩(wěn)定的電勢差為BLv B．閉合開關(guān)K后，若回路中有穩(wěn)定的電流I，則極板間電場恒定 C．閉合開關(guān)K后，若回路中有穩(wěn)定的電流I，則電阻消耗的熱功率為2BILv D．閉合開關(guān)K后，若回路中有穩(wěn)定的電流I，則電路消耗的能量等于洛倫茲力所做的功 【答案】AB 【解析】太陽風(fēng)進(jìn)入兩極板之間的勻強(qiáng)磁場中，帶電離子受到洛倫茲力和電場力作用，穩(wěn)定后，有＝qvB，解得U＝BLv，選項(xiàng)A正確；閉合開關(guān)后，若回路中有穩(wěn)定的電流，則兩極板之間的電壓恒定，電場恒定，選項(xiàng)B正確；回路中電流I＝＝，電阻消耗的熱功率P＝I2R＝，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 15.如圖11所示的虛線為電場中的三條等勢線，三條虛線平行且等間距，電勢分別為10 V、19 V、28 V，實(shí)線是僅受電場力的帶電粒子的運(yùn)動軌跡，a、b、c是軌跡上的三個(gè)點(diǎn)，a到中間虛線的距離大于c到中間虛線的距離，下列說法正確的是(　　) 圖11 A．粒子在a、b、c三點(diǎn)受到的電場力方向相同 B．粒子帶負(fù)電 C．粒子在a、b、c三點(diǎn)的電勢能大小關(guān)系為Epc>Epb>Epa D．粒子從a運(yùn)動到b與從b運(yùn)動到c，電場力做的功可能相等 【答案】ABC 16．靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用其指針張角的大小來定性顯示金屬球與外殼之間的電勢差大小．如圖所示，A、B是平行板電容器的兩個(gè)金屬板，D為靜電計(jì)．開始時(shí)閉合開關(guān)S，靜電計(jì)指針張開一定角度，為了使指針張開的角度增大些，下面采取的措施可行的是(　　) A．?dāng)嚅_開關(guān)S后，將A、B分開些 B．保持開關(guān)S閉合，將A、B兩極板分開些 C．保持開關(guān)S閉合，將A、B兩極板靠近些 D．保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器的滑片向右移動 【答案】A 【解析】斷開開關(guān)S，電容器帶電荷量不變，將A、B分開一些，則d增大，根據(jù)C＝知，電容減小，根據(jù)U＝知，電勢差增大，指針張角增大，故選項(xiàng)A正確；保持開關(guān)閉合，將A、B兩極板分開些或靠近些，電容器兩端的電勢差都不變，則指針張角不變，故選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；保持開關(guān)S閉合，電容器兩端的電勢差不變，滑動變阻器滑片滑動不會影響指針張角，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 20．如圖12，空間有一豎直向下沿x軸方向的靜電場，電場的場強(qiáng)大小按E＝kx分布(x是軸上某點(diǎn)到O點(diǎn)的距離)，k＝。x軸上，有一長為L的絕緣細(xì)線連接A、B兩個(gè)小球，兩球質(zhì)量均為m，B球帶負(fù)電，帶電荷量為q，A球距O點(diǎn)的距離為L。兩球現(xiàn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)兩球之間的靜電力作用。 圖12 (1)求A球的帶電荷量qA； (2)剪斷細(xì)線后，求B球的最大速度vm。 【答案】(1)－4q　(2) (2)當(dāng)B球下落速度達(dá)到最大時(shí)，B球距O點(diǎn)距離為x0 mg＝qE＝qx0　解得：x0＝3L 運(yùn)動過程中，電場力大小線性變化，所以由動能定理得： mgL－qL＝mv－mv q＝＝mg 解得：vm＝ 21．如圖5所示，兩豎直金屬板間電壓為U1，兩水平金屬板的間距為d。豎直金屬板a上有一質(zhì)量為m、電荷量為q的微粒(重力不計(jì))從靜止經(jīng)電場加速后，從另一豎直金屬板上的小孔水平進(jìn)入兩水平金屬板間并繼續(xù)沿直線運(yùn)動。水平金屬板內(nèi)的勻強(qiáng)磁場及其右側(cè)寬度一定、高度足夠高的勻強(qiáng)磁場方向都垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，求： 圖5 (1)微粒剛進(jìn)入水平金屬板間時(shí)的速度大小v0； (2)兩水平金屬板間的電壓； (3)為使微粒不從磁場右邊界射出，右側(cè)磁場的最小寬度D。 【答案】(1)　(2)Bd　(3) 【解析】(1)在加速電場中，由動能定理得：qU1＝mv 解得：v0＝ 22．在第Ⅱ象限內(nèi)緊貼兩坐標(biāo)軸的一邊長為L的正方形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在第Ⅰ、Ⅳ象限x＜L區(qū)域內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E；在x＞L區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B′的矩形勻強(qiáng)磁場，矩形的其中一條邊在直線x＝L上。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計(jì)粒子重力)從第Ⅱ象限的正方形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的上邊界和左邊界的交點(diǎn)處以沿y軸負(fù)方向的某一速度進(jìn)入磁場區(qū)域，從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向射入勻強(qiáng)電場區(qū)域。 圖6 (1)求帶電粒子射入第Ⅱ象限的勻強(qiáng)磁場時(shí)的速度大??； (2)求帶電粒子從勻強(qiáng)電場區(qū)域射出時(shí)的坐標(biāo)； (3)若帶電粒子進(jìn)入x＞L區(qū)域的勻強(qiáng)磁場時(shí)速度方向與x軸正方向成45角，要使帶電粒子能夠回到x＜L區(qū)域，則x＞L區(qū)域中勻強(qiáng)磁場的最小面積為多少？ 【答案】(1)　(2)(L，－)　(3) 【解析】(1)根據(jù)題述帶電粒子的運(yùn)動情境，可知帶電粒子在第Ⅱ象限的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的軌跡半徑等于正方形區(qū)域的邊長L，即R＝L 設(shè)帶電粒子射入第Ⅱ象限的勻強(qiáng)磁場中時(shí)速度大小為v，由qvB＝m，解得v＝。 所以位置坐標(biāo)為(，) (2)粒子的運(yùn)動軌跡如圖所示。 24．如圖8所示，坐標(biāo)系xOy在豎直平面內(nèi)，x軸沿水平方向，x>0的區(qū)域有垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1；第三象限同時(shí)存在著垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場和豎直向上的勻強(qiáng)電場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，電場強(qiáng)度大小為E。x>0的區(qū)域固定一與x軸成θ＝30角的絕緣細(xì)桿。一穿在細(xì)桿上的帶電小球a沿細(xì)桿勻速滑下，從N點(diǎn)恰能沿圓周軌道運(yùn)動到x軸上的Q點(diǎn)，且速度方向垂直于x軸。已知Q點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離為l，重力加速度為g，B1＝7E，B2＝E?？諝庾枇雎圆挥?jì)。 圖8 (1)求帶電小球a的電性及其比荷； (2)求帶電小球a與絕緣細(xì)桿間的動摩擦因數(shù)μ； (3)當(dāng)帶電小球a剛離開N點(diǎn)時(shí)，從y軸正半軸距原點(diǎn)O為h＝的P點(diǎn)(圖中未畫出)以某一初速度平拋一個(gè)不帶電的絕緣小球b，b球剛好運(yùn)動到x軸時(shí)與向上運(yùn)動的a球相碰，則b球的初速度為多大？ 【答案】(1)正　　(2)　(3) 【解析】(1)由帶電小球a在第三象限內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動可得，帶電小球a帶正電，且mg＝qE，解得＝。 (3)帶電小球a在第三象限內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動的周期 T＝＝ 帶電小球a第一次在第二象限豎直上下運(yùn)動的總時(shí)間為t0＝＝ 絕緣小球b平拋運(yùn)動至x軸上的時(shí)間為 t＝＝2 兩球相碰有t＝＋n(t0＋) 聯(lián)立解得n＝1 設(shè)絕緣小球b平拋的初速度為v0，則l＝v0t 解得v0＝