2019高考物理大二輪復(fù)習(xí)階段訓(xùn)練3電場(chǎng)和磁場(chǎng)

1、4.（正四面體并不存在C D四個(gè)頂點(diǎn)各放置一個(gè)+q,A點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力為（3.如圖甲所示，Q、Q為兩個(gè)固定點(diǎn)電荷，其中Q帶正電，它們連線的延長(zhǎng)線上有b、a兩點(diǎn)。一個(gè)帶 正電的試探電荷以一定的初速度沿直線從b點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)a點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)，其速度圖象如圖乙所示,則( )階段訓(xùn)練（三）電場(chǎng)和磁場(chǎng)（時(shí)間:45 分鐘一、選擇題（本題共 10 小題,每小題 5 分，共 50 分。項(xiàng)符合題目要求,810 題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得 錯(cuò)的得 0 分）1.根據(jù)大量科學(xué)測(cè)試可知，地球本身就是一個(gè)電容器。通常大地帶有 球上空存在一個(gè)帶正電的電離層kV 左右。則此電容約為滿分:100 分）在每小題給出的四個(gè)選

2、項(xiàng)中,17 題只有一個(gè)選5 分,選對(duì)但不全的得 3 分,有選,這兩者之間便形成一個(gè)已充電的電容器55X10 C 左右的負(fù)電荷,它們之間的電壓為,而地300A.0.17 FC.17 FD.170 F2.A.B.D.如圖所示，空間中固定的四個(gè)點(diǎn)電荷分別位于正四面體處，AB=I,A）的四個(gè)頂點(diǎn)20.創(chuàng)O甲A.Q帶負(fù)電B.a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)0aV0bC.a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小 曰D. 試探電荷從b到a的過(guò)程中電勢(shì)能減少3aBcpQLbd如圖所示，兩平行導(dǎo)軌ab、cd豎直放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，將一根金屬棒PC放在導(dǎo)軌上使其水平且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸?，F(xiàn)在金屬棒PQ中通以變化的電流I,同

3、時(shí)釋放金屬棒PC使其運(yùn)動(dòng)。已知電流I隨時(shí)間的變化關(guān)系為I=kt（k為常數(shù),ko）,金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦 因數(shù)一定。以豎直向下為正方向，則下面關(guān)于棒的速度V、加速度a隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象中，可能正確的是（）如圖所示，絕緣輕桿兩端固定帶電小球A和B輕桿處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，不考慮兩球之間的 相互作用。初始時(shí)輕桿與電場(chǎng)線垂直（如圖中實(shí)線位置），將桿向右平移的同時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò) 90 （如圖中虛線位置），發(fā)現(xiàn)A、B兩球電勢(shì)能之和不變。根據(jù)圖中給出的位置關(guān)系，可判斷下列說(shuō)法正確的是（）A.A球一定帶正電荷，B球一定帶負(fù)電荷B.A球電勢(shì)能一定增加C.A、B兩球電荷量的絕對(duì)值之比qA：qB=1:2D. 電

4、場(chǎng)力對(duì)A球和B球都不做功6.如圖所示，+Q為固定的正點(diǎn)電荷，虛線圓是一條等勢(shì)線。兩電荷量相同、但質(zhì)量不相等的粒子，分別從同一點(diǎn)A以相同的速度V0射入，軌跡分別如圖中曲線所示，B、C為兩曲線與圓的交點(diǎn)。aB、aC表示兩粒子經(jīng)過(guò)B C時(shí)的加速度大小，VB、VC表示兩粒子經(jīng)過(guò)B C時(shí)的速度大小，不計(jì)粒子重力。以下判斷正確的是（）5.4A.aB=acVB=VCC.aBacVBacVB=VCD.aBVC*_A 陽(yáng)57.如圖所示,平行板電容器與恒壓電源連接，電子以速度vo垂直于電場(chǎng)線方向射入并穿過(guò)平行板間的電場(chǎng)，若僅使電容器上極板上移，設(shè)電容器極板上所帶電荷量為Q電子穿出平行板時(shí)在垂直于板&如圖所示,有一

5、傾角為 30的光滑斜面，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上，勻強(qiáng)電場(chǎng)沿斜面向上并垂直斜 面底邊。一質(zhì)量為m電荷量為q的小球，以速度v在斜面上做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A.帶電小球帶負(fù)電mvB. 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=C. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=:D. 帶電小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒9.一個(gè)帶負(fù)電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（ ）A. 該粒子可能做直線運(yùn)動(dòng)B. 該粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度保持不變C.tl、t2兩個(gè)時(shí)刻，粒子所處位置電場(chǎng)強(qiáng)度不一定相同D. 粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上各點(diǎn)的電勢(shì)一定相等10.如圖所示，在xOy平面內(nèi)，0P與x軸正方向間的夾角為 3

6、0 ,直線OP與y軸正方向之間及x軸下方 有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B帶正電的粒子從原點(diǎn)0處沿y軸負(fù)方向以速度v射 出,粒子的質(zhì)量為m電荷量為q,不計(jì)粒子的重力。則下列判斷正確的是（ ）面方向偏移的距離為y,以下說(shuō)法正確的是（A.Q減小,y不變B.Q減小,y減小C.Q增大,y減小D.Q增大,y增大62mv 2寸3THUA.粒子第一次到達(dá)0P時(shí)的位置坐標(biāo)為 書(shū) ”;宀fB. 粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與y軸相切C. 粒子第三次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)，速度方向恰好與OP平行D. 粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為二、非選擇題（本題共 3 小題,共 50 分）11.（15 分）如圖所示,絕緣的水平面上,相隔 21的A B

7、兩點(diǎn)固定有兩個(gè)電荷量均為Q的正點(diǎn)電荷，a、O b是AB連線上的三點(diǎn),且0為中點(diǎn)，Oa=Ob。一質(zhì)量為m電荷量為+q的點(diǎn)電荷以初速 度vo從a點(diǎn)出發(fā)沿AB連線向B運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電荷受到大小恒定的阻力作用，當(dāng)它第一次運(yùn)動(dòng)到0點(diǎn)時(shí)速度為 2vo,繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度剛好為零，然后返回，最后恰停在0點(diǎn)。已知靜電力常 量為k。求：（1）a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大??；阻力的大?。籥O兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總路程。12.（16 分） （2018 天津卷）如圖所示，在水平線ab的下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E方向豎直向 下，ab的上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B方向垂直紙面向里。磁場(chǎng)中有一內(nèi)、外半徑分別

8、為Rkg的半圓環(huán)形區(qū)域，外圓與ab的交點(diǎn)分別為M N。一質(zhì)量為m電荷量為q的帶負(fù)電粒子在 電場(chǎng)中P點(diǎn)靜止釋放,由M進(jìn)入磁場(chǎng)，從N射出。不計(jì)粒子重力。（1）求粒子從P到M所用的時(shí)間t;7若粒子從與P同一水平線上的Q點(diǎn)水平射出，同樣能由M進(jìn)入磁場(chǎng)，從N射出。粒子從M到N的 過(guò)程中，始終在環(huán)形區(qū)域中運(yùn)動(dòng)，且所用的時(shí)間最少，求粒子在Q點(diǎn)時(shí)速度V。的大小。813.(19 分)如圖所示，M N為中心開(kāi)有小孔的平行板電容器的兩極板，相距為D其右側(cè)有一邊長(zhǎng)為 2a的正三角形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在極板M N之間加上電壓U, M板電勢(shì)高于N板電勢(shì)?，F(xiàn)有一帶正電的粒子，質(zhì)量為m電荷量為q,其重力和

9、初速度均忽略不計(jì)，粒子從極板M的 中央小孔S處射入電容器，穿過(guò)小孔S后從距三角形A點(diǎn)a的P處垂直AB方向進(jìn)入磁場(chǎng)。(1) 求粒子到達(dá)小孔S2時(shí)的速度大小。(2) 若粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)時(shí)間t從AP間離開(kāi)磁場(chǎng)，求粒子的運(yùn)動(dòng)半徑和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。(3) 若粒子能從AC間離開(kāi)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足什么條件？答案：Q 5 x 10sC1. B 解析 根據(jù)C=可得C=1=1.7 F，B 正確。2. A 解析底面上B C D的三個(gè)電荷對(duì)頂點(diǎn)上電荷的庫(kù)侖力分別都是F=k,通過(guò)A點(diǎn)作底面的垂線,設(shè)棱與高線的夾角為0,底部平面上的高線長(zhǎng)Isin 60 =1 ,四面體高線的垂足在底面高線2 2的八,四面體的高

10、線、四面體的棱和底部平面高線的構(gòu)成了直角三角形，根據(jù)勾股定理可以求出四LL2a,所以mm。由于B C在同一等勢(shì)面上，且兩個(gè)電荷的電荷量相同，故靜電力做功相同，兩粒子的動(dòng)能變化相同，則有12121217叱5 v2mBmB- mtmt,結(jié)合mm得VBVVC,故 C 正確,A、B、D 錯(cuò)誤。7. B 解析 根據(jù)題意，電容器兩極板間電壓不變；由平行板電容器決定式C= E*可知：上極板上移板間距離d增大，電容C減?。挥蒕=Cl可知，電容器所帶電荷量減小，選項(xiàng) C、D 錯(cuò)誤；電子在兩極板 間做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，板間電場(chǎng)強(qiáng)度d增大，電壓不變，板間電場(chǎng)強(qiáng)度EqE1減小，電子所受電場(chǎng)力減小

11、，故加速度a=；減小,運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律y= at2可 知電子偏移距離y減小,選項(xiàng) B 正確,A 錯(cuò)誤。2mgmv& BC 解析 小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需滿足qE=mgin0,E=“,選項(xiàng) C 正確；由qvB=,解得10mv,選項(xiàng) B 正確；由于小球受到的電場(chǎng)力與重力沿斜面分量平衡，電場(chǎng)力方向沿斜面向上，則小球帶正電，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，存在電場(chǎng)力（非重力）做功,機(jī)械能不守恒，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。9.CD 解析 粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度大小不變、方向時(shí)刻改變，ti、t2兩個(gè)時(shí)刻，粒子所處位置電 場(chǎng)強(qiáng)度大小相同、方向不同，選項(xiàng) A、B 錯(cuò)誤，C 正確;從圖象可知，粒子的電勢(shì)

12、能不隨時(shí)間變 化，Ep=q0，電勢(shì)不變，選項(xiàng) D 正確。2v2mv10.ABC 解析 粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，A與D橫坐標(biāo)相同，由qvB=m可得，XD=2R=W，yc=xWan2j3mv30=門；，所以 A 正確；圓弧DEC勺半徑與半圓弧OA的半徑相同，所以與y軸相切于E點(diǎn)，B 正 確；02=60,根據(jù)粒子在有界磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，03=04=30 ,所以粒子再次經(jīng)過(guò)A點(diǎn)后，速度與X軸 正方向間的夾角04=30 ,即速度方向恰好與OP平行,C 正確；粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T 24060 Bnm+- -t。 皿T=W,D 錯(cuò)。yE0XKA xXK32kQ1 27mr011.答案(1)92一 1別 2

13、-解析（1）由庫(kù)侖定律及電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式可得/31?(T)1132kQ解得手叭。從 a 點(diǎn)到 b 點(diǎn)過(guò)程中，根據(jù)對(duì)稱性，U=U1 2根據(jù)動(dòng)能定理-Ffl=O解得Ff。從a到0點(diǎn)過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理Iqiao-Ff-7mr02解得iao=山。(4)最后停在0點(diǎn),整個(gè)過(guò)程由動(dòng)能定理得qUo-FfS=0-9解得s=T。V3/?BqBR12.答案 卜(2)川解析(1)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度大小為v,所受洛倫茲力提供向心力V2qvB=m設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所受電場(chǎng)力為F,有F=qE設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律有F=ma1丄m(2vo)2-12粒子在電場(chǎng)中做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，

14、有v=at聯(lián)立式得13(2)粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期與速度、半徑無(wú)關(guān)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間只由粒子所通過(guò)的圓弧所對(duì)的圓心角的大小決定。故當(dāng)軌跡與內(nèi)圓相切時(shí) 跡半徑為r,由幾何關(guān)系可得(r-R)2+(R)2=r2設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與粒子從Q點(diǎn)射出后在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)相同，所以粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)沿豎直方向的速度同樣為v。在垂直于電場(chǎng)方向上的分速度始終等于Vo,由運(yùn)動(dòng)的合成和分解可得Vtan0二聯(lián)立式得qBR0叫2qUmnm13答案7 尬nmt吐見(jiàn)解析解析(1)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)由動(dòng)能定理得QqU解得粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為,所用的時(shí)間最短。設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的軌ab的夾角為0,即圓弧所對(duì)圓心角的一半，由幾何關(guān)系知XMXKXXXXXX14(2)粒子的軌跡圖如圖甲所示,粒子從進(jìn)入磁場(chǎng)到從AP間離開(kāi)，由牛頓第二定律可得2qvB=m粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為7T/?t=，由以上兩式可解得軌道半徑2qUmR=Htnm磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=M。M N60乙B(3)粒子從進(jìn)入磁場(chǎng)到從AC間離開(kāi),若粒子恰能到達(dá)BC邊界,如圖乙