（全國(guó)通用）2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 考前第6天 電場(chǎng)和磁場(chǎng)學(xué)案

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1、 考前第6天　電場(chǎng)和磁場(chǎng) 考 點(diǎn) 提 煉 臨 考 必 做 1.如圖1所示，A和B均可視為點(diǎn)電荷，A固定在絕緣支架上，B通過絕緣輕質(zhì)細(xì)線連接在天花板上，由于二者之間庫侖力的作用，細(xì)線與水平方向成30°角。A、B均帶正電，電荷量分別為Q、q，A、B處于同一高度，二者之間的距離為L(zhǎng)。已知靜電力常量為k，重力加速度為g。則B的質(zhì)量為(　　) 圖1 A. B. C. D. 解析　根據(jù)庫侖定律，A、B之間的庫侖力F庫＝k，以B為研究對(duì)象，在水平方向F庫＝FTcos 30°，在豎直方向mg＝FTsin 30°，聯(lián)立可得m＝，D正確。 答案　D 2.某物理興趣小組利用課

2、外活動(dòng)時(shí)間制作了一部溫控式電扇(室溫較高時(shí)，電扇就會(huì)啟動(dòng))，其設(shè)計(jì)圖分為溫控開關(guān)、轉(zhuǎn)速開關(guān)及電動(dòng)機(jī)三部分，如圖2所示，其中溫控開關(guān)為甲、乙兩種金屬材料制成的雙金屬片。對(duì)電動(dòng)機(jī)而言，電扇啟動(dòng)后，下列判斷正確的是(　　) 圖2 A.要使電扇轉(zhuǎn)速加大，滑片P應(yīng)向B移動(dòng) B.面對(duì)電扇，電扇沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng) C.面對(duì)電扇，電扇沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng) D.電扇有時(shí)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，有時(shí)沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng) 解析　滑片P向B移動(dòng)時(shí)，線圈中電流減小，電扇轉(zhuǎn)速減小。由左手定則可判斷線圈各邊所受安培力的方向，由此可知線圈沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 答案　B 3.(多選)如圖3所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，OO′

3、是正方形abcd的對(duì)稱軸，且在兩電荷連線的中垂線上，則下列判斷正確的是(　　) 圖3 A.a點(diǎn)與b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同 B.a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于c、d兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 C.帶負(fù)電的試探電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能 D.帶正電的試探電荷從O點(diǎn)沿OO′方向移到O′點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力總是做正功 解析　在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，根據(jù)電場(chǎng)線的分布可知，a、b兩點(diǎn)處電場(chǎng)線的切線方向不同，故a點(diǎn)與b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于a、b附近的電場(chǎng)線比c、d附近的電場(chǎng)線密，a、b附近的平均場(chǎng)強(qiáng)比c、d附近的大，故a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于c、d兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，選項(xiàng)B正確；將帶負(fù)電的試探電荷由

4、a點(diǎn)沿直線向b點(diǎn)移動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，故選項(xiàng)C正確；帶正電的試探電荷從O點(diǎn)沿OO′方向移到O′點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力的方向總是與速度方向垂直，電場(chǎng)力不做功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　BC 4.(多選)如圖4所示，帶箭頭的線段表示某一電場(chǎng)的電場(chǎng)線，在電場(chǎng)力作用下一帶電粒子(不計(jì)重力)經(jīng)過A點(diǎn)飛向B點(diǎn)，徑跡如圖中虛線所示，則下列說法中正確的是(　　) 圖4 A.A、B兩點(diǎn)相比較，粒子在A點(diǎn)加速度較大 B.A、B兩點(diǎn)相比較，粒子在B點(diǎn)加速度較大 C.A、B兩點(diǎn)相比較，A點(diǎn)電勢(shì)較高 D.A、B兩點(diǎn)相比較，粒子在B點(diǎn)電勢(shì)能高 解析　A、B兩點(diǎn)相比較，由于A點(diǎn)的電場(chǎng)線密，則A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)

5、度大，粒子在A點(diǎn)所受的電場(chǎng)力大，粒子在A點(diǎn)的加速度大，A正確，B錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，則A點(diǎn)的電勢(shì)高，C正確；根據(jù)粒子的徑跡可知粒子在A點(diǎn)所受的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)線方向相反，則電場(chǎng)力對(duì)粒子做負(fù)功，粒子的電勢(shì)能增加，粒子在B點(diǎn)的電勢(shì)能高，D正確。 答案　ACD 5.(多選)(2017·湖南省七校期末聯(lián)考)如圖5是磁流體發(fā)電機(jī)的示意圖，在間距為d的平行金屬板A、C間，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩金屬板通過導(dǎo)線與變阻器R相連，等離子體以速度v平行于兩金屬板垂直射入磁場(chǎng)。若要增大該發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)，可采取的方法是(　　) 圖5 A.增大d B.增大B C.增大R

6、 D.增大v 解析　根據(jù)平衡得，qvB＝q，解得電動(dòng)勢(shì)E＝Bdv，所以可以通過增大B、d、v來增大電動(dòng)勢(shì)，故A、B、D正確，C錯(cuò)誤。 答案　ABD 6.如圖6為兩個(gè)不等量異種電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)線，O點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，P點(diǎn)為連線中垂線上的一點(diǎn)，下列判斷正確的是(　　) 圖6 A.P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) B.P點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)電勢(shì) C.從負(fù)電荷向右到無限遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸升高 D.從P到O移動(dòng)一正試探電荷其電勢(shì)能增加 解析　電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的相對(duì)大小，根據(jù)圖象可知，P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，則P點(diǎn)電勢(shì)低于O點(diǎn)電勢(shì)，故B錯(cuò)誤；由于所帶電荷不等量，由

7、圖分析可知正電荷所帶電荷量較大，那么從負(fù)電荷向右到無限遠(yuǎn)電勢(shì)是先增大再逐漸減小，故C錯(cuò)誤；從P到O電勢(shì)升高，移動(dòng)一正試探電荷其電勢(shì)能增加，故D正確。 答案　D 7.回旋加速器的核心部分是真空室中的兩個(gè)相距很近的D形金屬盒，把它們放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于盒面向下。連接好高頻交流電源后，兩盒間的窄縫中能形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，每次通過兩盒間的窄縫時(shí)都能被加速，直到達(dá)到最大圓周半徑R時(shí)通過特殊裝置引出。如果用同一回旋加速器分別加速氚核(H)和α粒子(He)，比較它們所需的高頻交流電源的周期和引出時(shí)的最大動(dòng)能，下列說法正確的是(　　) 圖7 A.加速氚核的交流電源的

8、周期較大；氚核獲得的最大動(dòng)能較大 B.加速氚核的交流電源的周期較?。浑昂双@得的最大動(dòng)能較大 C.加速氚核的交流電源的周期較大；氚核獲得的最大動(dòng)能較小 D.加速氚核的交流電源的周期較?。浑昂双@得的最大動(dòng)能較小 解析　由于氚核的比荷小于α粒子的比荷，由帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期公式T＝，可知加速氚核的交流電源的周期較大。粒子通過回旋加速器獲得的最大速度v＝，動(dòng)能Ek＝mv2＝，將氚核和α粒子的帶電荷量q和質(zhì)量m代入，比較可知α粒子獲得的動(dòng)能較大，選項(xiàng)C正確。 答案　C 8.(2017·云南一模)如圖8所示，直線MN上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電子1從磁場(chǎng)邊界上的a點(diǎn)垂直MN和磁場(chǎng)

9、方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)t1時(shí)間從b點(diǎn)離開磁場(chǎng)。之后電子2也由a點(diǎn)沿圖示方向以相同速率垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)t2時(shí)間從a、b連線的中點(diǎn)c離開磁場(chǎng)，則為(　　) 圖8 A. B.2 C. D.3 解析　電子在磁場(chǎng)中都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)題意畫出電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖所示：電子1垂直射進(jìn)磁場(chǎng)，從b點(diǎn)離開，則運(yùn)動(dòng)了半個(gè)圓周，ab即為直徑，c點(diǎn)為圓心，電子2以相同速率垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)t2時(shí)間從a、b連線的中點(diǎn)c離開磁場(chǎng)，根據(jù)半徑r＝可知，電子1和2的半徑相等，根據(jù)幾何關(guān)系可知，△aOc為等邊三角形，則電子2轉(zhuǎn)過的圓心角為60°，所以電子1運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1＝＝，電子2運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2＝＝

10、，所以＝3，故選D。 答案　D 9.(2017·江西宜川五校聯(lián)考)如圖9所示，坐標(biāo)平面第一象限內(nèi)存在大小為E＝3×105 N/C、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第二象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量與電荷之比＝4×10－10 kg/C的帶正電的粒子，以初速度v0＝ 2×107 m/s從x軸上的A點(diǎn)垂直x軸射入電場(chǎng)，OA＝0.15 m，不計(jì)粒子的重力。求： 圖9 (1)粒子經(jīng)過y軸時(shí)的位置到原點(diǎn)O的距離； (2)若要使粒子不能進(jìn)入第三象限，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍(不考慮粒子第二次進(jìn)入電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)情況)。 解析　(1)設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，粒子經(jīng)過y軸時(shí)的位置與原點(diǎn)O的距離為y，則 sOA＝at2，a＝，F(xiàn)＝Eq，y＝v0t， 聯(lián)立解得a＝7.5×1014 m/s2，t＝2.0×10－8 s，y＝0.4 m。 (2)粒子經(jīng)過y軸時(shí)在電場(chǎng)方向的分速度為 vx＝at＝1.5×107 m/s， 粒子經(jīng)過y軸時(shí)的速度大小為v＝＝2.5×107 m/s，v與y軸正方向的夾角為θ， tan θ＝＝　θ＝37°， 如圖所示，設(shè)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，要使粒子不進(jìn)入第三象限，則R＋Rsin θ≤y， qvB＝m， 聯(lián)立解得B≥3.2×10－2 T。 答案　(1)0.4 m　(2)B≥3.2×10－2 T - 7 -