2012高考碩果壘壘電學(xué)上

1、網(wǎng)絡(luò)課程講義電學(xué)（上）教 師：溫馨提示：本講義為 A4 大小，如需打印請注意用紙尺寸愛護環(huán)境，從我做起，提倡使用目錄靜電場的性質(zhì)1第一講第二講電容器 帶電粒子在電場中的運動（上、下）8第三講磁場及磁場對電流的作用16第四講帶電粒子在磁場中的運動21帶電粒子在復(fù)合場中的運動28第五講電荷運動類儀器的歸類分析34第六講第一講 靜電場的性質(zhì)考點精要：兩種電荷，電荷守恒，真空中的庫侖定律，電荷量電場，電場強度，電場線，點電荷的場強，勻強電場，電場強度的迭加電勢能，電勢差，電勢，等勢面勻強電場中電勢差跟電場強度的關(guān)系5靜電場中的導(dǎo)體，靜電感應(yīng)現(xiàn)象，處于靜電平衡的導(dǎo)體熱點分析的電場強度等于零、導(dǎo)體是一個等

2、勢體近幾年高對本章知識的考查命題頻率較高且有相當難度，要求的知識點集中在電場力做功與電勢能變化，帶電粒子在電場中運動這兩個知識點上尤其在與力學(xué)知識的結(jié)合中巧妙地把電場概念，定律，功能原理等相聯(lián)系命題，對學(xué)生能力有較好的測試作用另外平行板電容器也是一個命題頻率較高的知識點，且常以小綜合題型出現(xiàn)其它如庫侖定律，場強迭加等雖命題頻率不高，但往往出現(xiàn)需深刻理解的迭加問題知識梳理：一、電場的力的性質(zhì)（一）庫侖定律真空中兩個點電荷之間相互作用的電場力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上即：qF 其中 k 為靜電力常量， k=9.010 9 Nm2/c2r 2

3、成立條件：真空中（空氣中也近似成立），點電荷即帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計（這一點與萬有引力很相似，但又有不同：對質(zhì)量均勻分布的球，無論兩球相距多近，r 都等于球心距；而對帶電導(dǎo)體球，距離近了以后，電荷會重新分布，不能再用球心距代替 r）（二）電場的力的性質(zhì)電場的最基本的性質(zhì)是對放入其中的電荷有力的作用，電荷放入電場后就具有電勢能1電場強度電場強度 E 是描述電場的力的性質(zhì)的物理量（1）定義：放入電場中某點的電荷所受的電場力 F 跟它的電荷量 q 的比值，叫做該點的電場強度，簡稱場強。FqE 這是電場強度的定義式，適用于任何電場其中的 q 為試探電荷（以前稱為檢驗電荷），是

4、電荷量很小的點電荷（可正可負）。電場強度是矢量，規(guī)定其方向與正電荷在該點受的電場力方向相同。（2）點電荷周圍的場強公式是： E kQ ，其中 Q 是產(chǎn)生該電場的電荷，叫場電荷。r 2（3）勻強電場的場強公式是： E U ，其中 d 是沿電場線方向上的距離d二、電場的能的性質(zhì)（一）電勢能定義：因電場對電荷有作用力而產(chǎn)生的由電荷相對位置決定的能量叫電勢能電勢能具有相對性，通常取無窮遠處或大地為電勢能的零點第 1 頁電勢能大?。弘姾稍陔妶鲋心滁c的電勢能在數(shù)值上等于把電荷從這點移到電勢能為零處電場力所做的功電場力做功是電勢能變化的量度：電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減少；電荷克服電場力做功，電荷的電

5、勢能增加；電場力做功的多少和電勢能的變化數(shù)值相等，這是判斷電荷電勢能如何變化的最有效方法（二）電勢1電勢：電場中某點的電勢，等于母 表示正電荷由該點移動到參考點（零電勢點）時電場力所做的功電勢用字 WAO表達式： ：伏特（V），且有 1V=1J/CAq意義：電場中某一點的電勢在數(shù)值等于電荷在那一點所具有的電勢能相對性：電勢是相對的，只有選擇零電勢的位置才能確定電勢的值，通常取無限遠或地球的電勢為零標量：只有大小，沒有方向，但有正、負之分，這里正負只表示比零電勢高還是低高低判斷：順著電場線方向電勢越來越低（三）等勢面：電場中電勢相等的點意義：等勢面來表示電勢的高低的面典型電場的等勢面：勻強電場；

6、 點電荷電場； 等量的異種點電荷電場； 等量的同種點電荷電場等勢面的特點：同一等勢面上的任意兩點間移動電荷電場力不做功；等勢面一定跟電場線垂直；電場線總是從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面（四）電勢差1電勢差：電荷 q 在電場中由一點 A 移動到另一點 B 時，電場力所做的功 WAB 與電荷量的 q 的比值WABU=ABq注意：電勢差這個物理量與場中的試探電荷無關(guān)，它是一個只屬于電場的量電勢差是從能量角度表征電場的一個重要物理量電勢差也等于電場中兩點電勢之差 A B U AB U BAU ABU BABA 電勢差由電場的性質(zhì)決定，與零電勢點選擇無關(guān)2電場力做功：在電場中 AB 兩點間移動電

7、荷時，電場力做功等于電量與兩點間電勢差的乘積 WAB = qUAB注意： 該式適用于一切電場；電場力做功與路徑無關(guān)；利用上述結(jié)論計算時，均用絕對值代入，而功的正負，借助于力與移動方向間關(guān)系確定（五）電勢差與電場強度關(guān)系電場方向是指向電勢降低最快的方向在勻強電場中，電勢降低是均勻的勻強電場中，沿場強方向上的兩點間的電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積U=EdUd在勻強電場中，場強在數(shù)值上等于沿場強方向每距離上降低的電勢 E 注意：兩式只適用3電場線和等勢面強電場d 是沿場方向上的距離要牢記以下 6 種常見的電場的電場線和等勢面：第 2 頁注意電場線、等勢面的特點和電場線與等勢面間的關(guān)系：孤立點電荷

8、周圍的電場等量異種點電荷的電場線等量同種點電荷的電場+t點電荷與帶電平板間電場線電場線的方向為該點的場強方向，電場線的疏密表示場強的大小電場線互不相交，等勢面也互不相交電場線和等勢面在相交處互相垂直電場線的方向是電勢降低的方向，而且是降低最快的方向電場線密的地方等差等勢面密；等差等勢面密的地方電場線也密（六）電荷引入電場將電荷引入電場將電荷引入電場后，它一定受電場力 Eq，且一定具有電勢能 q在電場中移動電荷電場力做的功在電場中移動電荷電場力做的功 W=qU，只與始末位置的電勢差有關(guān)在只有電場力做功的情況下，電場力做功的過程是電勢能和動能相互轉(zhuǎn)化的過程W= E=EK無論對正電荷還是負電荷，只要

9、電場力做功，電勢能就減小；克服電場力做功，電勢能就增大正電荷在電勢高處電勢能大；負電荷在電勢高處電勢能小利用公式 W=qU 進行計算時，各量都取絕對值，功的正負由電荷的正負和移動的方向判定每道題都應(yīng)該畫出示意圖，抓住電場線這個關(guān)鍵（電場線能表示電場強度的大小和方向，能表示電勢降低的方向有了這個直觀的示意圖，可以很方便地判定點電荷在電場中受力、做功、電勢能變化等情況）高考名題1.（09年18），一電場的電場線分布關(guān)于 y 軸（沿豎直方稱，O、M、N 是 y 軸上的三個點，且 OM=MN，P 點在 y 軸的右側(cè)，MPON，則 （AM 點的電勢比 P 點的電勢高B將負電荷由 O 點移動到 P 點，電

10、場力做正功CM、N 兩點間的電勢差大于 O、M 兩點間的電勢差）D在 O 點一帶正電粒子，該粒子將沿 y 軸做直線運動2.（09卷19）圖中虛線為勻強電場中與場強方向垂直的等間距平行直線。兩粒子 M、N 質(zhì)量相等，所帶電荷的絕對值也相等?，F(xiàn)將 M、N 從虛線上的 O 點以相同速率射出，兩粒子在電場中運動的軌跡分別如圖中兩條實線所示。點 a、b、c 為實線與虛線的交點，已知 O 點電勢高于 c 點。若不計重力，則（AM 帶負電荷，N 帶正電荷BN 在 a 點的速度與 M 在 c 點的速度大小相同CN 在從 O 點運動至 a 點的過程中克服電場力做功DM 在從O 點運動至 b 點的過程中，電場力對

11、它做的功等于零）第 3 頁3.（0916）某靜電場的電場線分布，圖中 P、Q 兩點的電場強度的大小分別為 EP 和EQ，電勢分別為 UP 和 UQ，則（）AEPEQ，UPUQ BEPEQ，UPUQ CEPEQ，UPUQ DEPEQ，UPUQ4（0920）圖示為一個內(nèi)、外半徑分別為 R1 和 R2 的圓環(huán)狀均勻帶電平面，其面積帶電量為 。取環(huán)面中心 O 為原點，以垂直于環(huán)面的軸線為 x 軸。設(shè)軸上任意點 P 到 O 點的的距離為 x，P 點電場強度的大E。下面給出 E 的四個表達式（式中 k 為靜電力常量），其中只有一個是合理的。你可能不會求解此處的場強 E，但是你可以通過一定的物理分析，對下列

12、表達式的合理性做出判斷。根據(jù)你的判斷，E 的合理表達式應(yīng)為（）R1R2A E 2 k ()xx2 R2x2 R21211B E 2 k ()xx2 R2x2 R212R1R2C E 2 k ()xx2 R2x2 R21211D E 2 k ()xx2 R2x2 R2125（2010卷 116）關(guān)于靜電場，下列結(jié)論普遍成立的是（）A電場中任意兩點之間的電勢差只與這兩點的場強有關(guān) B電場強度大的地方電勢高，電場強度小的地方電勢低 C將正點電荷從場強為零的一點移動到場強為零的另一點，電場力做功為零D在正電荷或負電荷產(chǎn)生的靜電場中，場強方向都指向電勢降低最快的方向下沿豎直方向的電場強度為104 V/m

13、.已知一半徑為 1mm 的雨滴在此電場中不會6（2010卷 217） 在10m/ s2 ,水的密度為103 kg/ m3 。這雨滴攜帶的電荷量的最小值約為（下落，取重力加速度大）A2 109 CB4 109 CC6 109 CD8 109 C7（2010 新課標卷17）靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器.某除塵器模型的收塵板是很長的條形金屬板，圖中直線 ab 為該收塵板的橫截面.工作時收塵板帶正電，其左側(cè)的電場線分布；粉塵帶負電，在電場力作用下向收塵板運動，最后落在收塵板上.若用粗黑曲線表示原來于 P 點的帶電粉塵顆粒的運動軌跡，下列 4 幅圖中可能正確的是(忽略重力和空氣阻力)（）第

14、4 頁8（2010卷21），圓弧虛線表示正點電荷電場的等勢面，相鄰兩等勢面間的電勢差相等。光滑絕緣直桿沿電場方向水平放置并固定不動，桿上套有一帶正電的小滑塊(可視為質(zhì)點)，滑塊通過絕緣輕彈簧與固定點 O 相連，并以某一初速度從 M 點運動到 N 點，OMON。若滑塊在 M、N 時彈簧的彈力大小相等，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則（）滑塊從 M 到 N 的過程中，速度可能一直增大滑塊從位置 1 到 2 的過程中，電場力做的功比從位置 3 到 4 的小在 M、N 之間的范圍內(nèi)，可能存在滑塊速度相同的兩個位置在 M、N 之間可能存在只由電場力確定滑塊加速度大小的三個位置9（2010 江蘇卷5）空間有一沿

15、x 軸對稱分布的電場，其電場強度 E 隨 X 變化的圖像。下列說法正確的是（）AO 點的電勢最低X2 點的電勢最高X1 和- X1 兩點的電勢相等X1 和 X3 兩點的電勢相等，在 xOy 平面內(nèi)有一個以O(shè) 為圓心、半徑 R=0.1m 的圓，P 為圓周上的一點，O 、10（2010卷 16）P 兩點連線與 x方向的夾角為 。若空間存在沿 y 軸負方向的勻強電場，場強大小 E 100V / m ，則O 、P 兩點的電勢差可表示為（Uop 10 sin (V)Uop 10 sin (V)Uop 10 cos (V)Uop 10 cos (V)11（2011 海南）.三個相同的金屬小球 1.2.3.

16、分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠大于小球的直徑。球 1 的帶電量為 q，球 2 的帶電量為 nq，球 3 不帶電且離球 1 和球 2 很遠，此時球 1、2）之間作用力的大F?，F(xiàn)使球 3 先與球 2 接觸，再與球 1 接觸，然后將球 3 移至遠處，此時 1、2 之間作用力的大小仍為 F，方向不變。由此可知（）An=3Bn=4Cn=5Dn=6第 5 頁12（2011理綜）.一帶負電荷的質(zhì)點，在電場力作用下沿曲線 abc 從 a 運動到 c，已知質(zhì)點的速率是遞減的。關(guān)于 b 點電場強度 E 的方向，下列圖示中可能正確的是（虛線是曲線在 b 點的切線）（）兩個等量異種點電荷位于x軸上，相對原點對稱

17、分布，正確描述電勢 隨位置 x 變化規(guī)律的是13（2011圖（）14(2011)如圖，在水平面上的箱子內(nèi)，帶異種電荷的小球a、b用絕緣細線分別系于上、下兩邊，處于靜止狀態(tài)。地面受到的壓力為 N ，球b所受細線的拉力為 F 。剪斷連接球b的細線后，在球b上升過程中地面受到的壓力（）小于 N等于 N等于 N F大于 N F15(2011)如圖，在豎直向下，場強為 E 的勻強電場中，長為l 的絕緣輕桿可繞固定軸O 在豎直面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動，兩個小球A、B固定于桿的兩端，A、B的質(zhì)量分別為 m1 和 m2 ( m1 m2 )，A帶負電，電量為 q1 ，B帶正電，電量為 q2 。桿從開始由水平位置轉(zhuǎn)到豎直位

18、置，在此過程中電場力做功為，在豎直位置處兩球的總動能為。第 6 頁16（2011 山東），在兩等量異種點電荷的電場中，MN 為兩電荷連線的中垂線，a、b、c 三點所在直線平行于兩電荷的連線，且 a 與 c 關(guān)于 MN 對稱，b 點位于 MN 上，d 點位于兩電荷的連線上。以下判斷正確的是（）Ab 點場強大于 d 點場強Bb 點場強小于 d 點場強Ca、b 兩點的電勢差等于 b、c 兩點間的電勢差D試探電荷+q 在a 點的電勢能小于在 c 點的電勢能17（2011）靜電場方向平行于x軸，其電勢隨x的分布可簡化為的折線，圖中0和d為已知量。一個帶負電的粒子在電場中以x=0為中心，沿x軸方向做周期性

19、運動。已知該粒子質(zhì)量為m、電量為-q，其動能與電勢能之和為A（0A0）的粒子從 P 點瞄準 N0 點入射，最后又通過 P 點。不計重力。求粒子入射4.（09 年福建卷）22.(20 分)圖為可測定比荷的某裝置的簡化示意圖，在第一象限區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小 B=2.010-3T，在 X 軸上距坐標原點 L=0.50m 的 P 處為離子的入射口，在 Y 上安放接收器，現(xiàn)將一帶正電荷的粒子以 v=3.5104m/s 的速率從 P 處射入磁場，若粒子在 y 軸上距坐標原點 L=0.50m 的M 處被觀測到，且運動軌跡半徑恰好最小，設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為 m，電量為 q，不記其重力。q

20、求上述粒子的比荷；m如果在上述粒子運動過程中的某個時刻，在第一象限內(nèi)再加一個勻強電場，就可以使其沿 y方向做勻速直線運動，求該勻強電場的場強大小和方向，并求出從粒子射入磁場開始計時經(jīng)過多長時間加這個勻強電場；（3）為了在 M 處觀測到按題設(shè)條件運動的上述粒子，在第一象限內(nèi)的磁場可以局限在一個矩形區(qū)域內(nèi)，求此矩形磁場區(qū)域的最小面積，并在圖中畫出該矩形。第 25 頁52010江蘇物理9 ，在勻強磁場中附加另一勻強磁場，附加磁場位于圖中陰影區(qū)域，附加磁場區(qū)域的對稱軸 OO與 SS垂直。a、b、c 三個質(zhì)子先后從 S 點沿垂直于磁場的方向攝入磁場，它們的速度大小相等，b的速度方向與 SS垂直，a、c

21、的速度方向與 b 的速度方向間的夾角分別為、 ，且 。三個質(zhì)子經(jīng)過附加磁場區(qū)域后能達到同一點 S，則下列說法中正確的有（ A三個質(zhì)子從 S 運動到 S的時間相等B三個質(zhì)子在附加磁場以外區(qū)域運動時，運動軌跡的圓心均在 OO軸上 C若撤去附加磁場，a 到達 SS連線上的位置距 S 點最近D附加磁場方向與原磁場方向相同）6.（2011 海南）空間存在方向垂直于紙面的勻強磁場，圖中的正方形為其邊界。一細束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從 O 點入射。這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不計重力。下列說法正確的是（ A入射速度不同的粒子在磁場中

22、的運動時間一定不同 B入射速度相同的粒子在磁場中的運動軌跡一定相同C在磁場中運動時間相同的粒子，其運動軌跡一定相同）D在磁場中運動時間越長的粒子，其軌跡所對的圓心角一定越大a7（2010新課標25），在 0 xa、oy范圍內(nèi)有垂直于 xy 平面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大2B。坐標原點 O 處有一個粒子源，在某時刻發(fā)射大量質(zhì)量為 m、電荷量為 q 的帶正電粒子，它們的速度大小相同，速度方向均在 xy 平面內(nèi)，與 y方向的夾角分布在 0 90 范圍內(nèi)。己知粒子在磁場中做圓周運動的半徑介于a2到 a 之間，從發(fā)射粒子到粒子全部離開磁場經(jīng)歷的時間恰好為粒子在磁場中做圓周運動周期的四分之一。求最后離開

23、磁場的粒子從粒子源射出時的（1）速度大??；（2）速度方向與 y方向夾角正弦。第 26 頁8（20112318 分）利用電場和磁場，可以將比荷不同的離子分開，這種方法在化學(xué)分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。的矩形區(qū)域 ACDG(AC 邊足夠長)中存在垂直于紙面的勻強磁場，A 處有一狹縫。離子源產(chǎn)生的離子，經(jīng)靜電場加速后穿過狹縫沿垂直于 GA垂直于磁場的方向射入磁場，運動到 GA 邊，被相應(yīng)的收集器收集。整個裝置為真空。已知被加速的兩種正離子的質(zhì)量分別是m1和m2(m1m2)，電荷量均為q。加速電場的電勢差為U，離子進入電場時的初速度可以忽略。不計重力，也不考慮離子間的相互作用。（1）求質(zhì)量為m

24、1的離子進入磁場時的速率v1；（2）當磁感應(yīng)強度的大B時，求兩種離子在GA邊落點的間距s；（3）面的中忽略了狹縫寬度的影響，實際裝置中狹縫具有一定寬度。若狹縫過寬，可能使兩束離子在GA邊上的落點區(qū)域交疊，導(dǎo)致兩種離子無法完全分離。設(shè)磁感應(yīng)強度大小可調(diào)，GA邊長為定值L，狹縫寬度為d，狹縫右邊緣在A處。離子可以從狹縫各處射入磁場，入射方向仍垂直于GA能落在GA邊上并被完全分離，求狹縫的最大寬度。垂直于磁場。為保證上述兩種離子第 27 頁第五講帶電粒子在復(fù)合場中的運動考點精要：能分析掌握帶電粒子在重力場、電場和磁場的復(fù)合場中運動特點會用力學(xué)觀點、能量觀點和動量觀點解答復(fù)合場的相關(guān)問題熟悉與生活實際

25、相聯(lián)系的電磁儀器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理熱點分析：本考點代表著磁場部分在高的最高要求，從高考來看，涉及本考點的高考題，題型全，從選擇題到解答題，無所不有題目難度偏高，是考生普遍感到吃力的部分高考考題主要分三大類：帶電粒子在 磁場或有界磁場中的運動，帶電粒子在復(fù)合場中的運動，帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用本考點要求學(xué)生具有相當強的空間想象能力及對物理過程和物理規(guī)律的綜合分析能力，并借助幾何圖形進行物理、數(shù)學(xué)方面的推理本考點在未來的高仍然是熱點和重點，需要學(xué)生傾注大量的精力知識梳理：一、復(fù)合場及其特點這里所說的復(fù)合場是指電場、磁場、重力場并存，或其中某兩種場并存的場帶電粒子在這些復(fù)合場中運動時，必須同時

26、考慮電場力、極為重要力和重力的作用或其中某兩種力的作用，因此對粒子的運動形式的分析就顯得二、帶電粒子在復(fù)合場電運動的基本分析1當帶電粒子在復(fù)合場中所受的合外力為 0 時，粒子將做勻速直線運動或當帶電粒子所受的合外力與運動方向在同一條直線上時，粒子將做變速直線運動當帶電粒子所受的合外力充當向心力時，粒子將做勻速圓周運動當帶電粒子所受的合外力的大小、方向均是不斷變化的時，粒子將做變加速運動，這類問題一般只能用能量關(guān)系處理三、電場力和力的比較1在電場中的電荷，不管其運動與否，均受到電場力的作用；而磁場僅僅對運動著的、且速度與磁場方向不平行的電荷有力的作用電場力的大小 FEq，與電荷的運動的速度無關(guān)；

27、而向均有關(guān)電場力的方向與電場的方向或相同、或相反；而力的大小 f=Bqvsin，與電荷運動的速度大小和方力的方向始終既和磁場垂直，又和速度方向垂直4電場力既可以改變電荷運動的速度大小，也可以改變電荷運動的方向，而方向，不能改變速度大小力只能改變電荷運動的速度5電場力可以對電荷做功，能改變電荷的動能；力不能對電荷做功，不能改變電荷的動能6勻強電場中在電場力的作用下，運動電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為拋物線；勻強磁場中在場方向運動的電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為圓弧力的作用下，垂直于磁第 28 頁四、對于重力的考慮重力考慮與否分三種情況對于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等一般不做特殊交待就可以不計其重力，因為其重力一般情況下與

28、電場力或磁場力相比太小，可以忽略；而對于一些實際物體，如帶電小球、液滴、金屬塊等不做特殊交待時就應(yīng)當考慮其重力在題目中有明確交待的是否要考慮重力的，這種情況比較正規(guī)，也比較簡單對未知名的帶電粒子其重力是否忽略又沒有明確時，可采用假設(shè)法判斷，假設(shè)重力計或者不計，結(jié)合題給條件得出的結(jié)論若與題意相符則假設(shè)正確，否則假設(shè)錯誤針對訓(xùn)練1如圖，空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面的勻強磁場，電場和磁場相互垂直。在電磁場區(qū)域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球。O 點為圓環(huán)的圓心，a、b、c 為圓環(huán)上的三個點，a 點為最高點，c 點為最低點，Ob 沿水平方向。已知小球所受電場力與重力大

29、小相等?，F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端 a 點由。下列判斷正確的是（）當小球運動的弧長為圓周長的 1/4 時，當小球運動的弧長為圓周長的 1/2 時，力最大力最大C小球從 a 點到 b 點，重力勢能減小，電勢能增大D小球從 b 點運動到 c 點，電勢能增大，動能先增大后減小2，實線表示在豎直平面內(nèi)的電場線，電場線與水平方向成 角，水平方向的勻強磁場與電場正交，有一帶電液滴沿斜向上的虛線 L 做直線運動，L 與水平方向成 角，且 ，則下列說法中錯誤的是（A液滴一定做勻速直線運動 B液滴一定帶正電 C電場線方向一定斜向上 D液滴有可能做勻變速直線運動）3，從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓U加速后進入相互垂直的

30、勻強電場E（方向豎直向上）和勻強磁場B（方向垂直于紙面向外）中，發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn)，要使此離子沿直線穿過電場（A增大電場強度E，減小磁感強度B B減小加速電壓U，增大電場強度E C適當?shù)丶哟蠹铀匐妷篣 D適當?shù)販p小電場強度E）4，空間存在著垂直向外的水平的勻強磁場和豎直向上的勻強電場，磁感應(yīng)強度為 B，電場強度為 E。在這個場區(qū)內(nèi)，有一帶正電的液滴 a 在電場力和重力作用下處于。現(xiàn)從場中某點由一個帶負電的液滴 b(圖中未畫出），當它的運動方向變?yōu)樗椒较蚺c a 相撞，撞后兩液滴合為一體，并沿水平方向做勻速直線運動。已知液滴 b 的質(zhì)量是 a 質(zhì)量的 2 倍，b 所帶電荷量是 a 所帶電荷量的 4

31、 倍，且相撞前 a，b 間的靜電力忽略不計。0（1）求兩液滴相撞后共同運動的速度大小；（2）求液滴 b 開始下落時距液滴 a 的高度 h.第 29 頁5，在相互垂直的水平勻強電場和水平勻強磁場中，有一豎直固定絕緣桿 MN，小球 P 套在桿上，已知 P 的質(zhì)量為 m，電量為 q，P 與桿間的動摩擦因數(shù)為 ，電場強度為 E，磁感應(yīng)強度為 B，小球由下滑，設(shè)電場、磁場區(qū)域足夠大，桿足夠長，求：當下滑加速度為最大加速度一半時的速度.當下滑速度為最大下滑速度一半時的加速度.起開始高考名題1.的虛線區(qū)域內(nèi)，充滿垂直于紙面的勻強磁場和豎直向下的勻強電場。一帶電粒子 a（不計重力）以一定的初速度由左邊界的 O

32、 點射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿直線由區(qū)域右邊界的 O點（圖中未標出）穿出。若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場而保留電場不變，另一個同樣的粒子 b（不計重力）仍以相同初速度由 O 點射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子 b（ ）穿出位置一定在 O點下方穿出位置一定在 O點上方 C運動時，在電場中的電勢能一定減小 D在電場中運動時，動能一定減小2（09 年卷）25.（18 分）如圖，在寬度分別為l1 和l2 的兩個毗鄰的條形區(qū)域分別有勻強磁場和勻強電場，磁場方向垂直于紙面 ，電場方向與電、磁場分界線平行向右。一帶正電荷的粒子以速率 v 從磁場區(qū)域上邊界的 P 點斜射入磁場，然后以垂直于電、磁場分界線的方向進入電場，最

33、后從電場邊界上的 Q 點射出。已知 PQ垂直于電場方向，粒子軌跡與電、磁場分界線的交點到 PQ 的距離為 d。不計重力，求電場強度與磁感應(yīng)強度大小之比及粒子在磁場與電場中運動時間之比。第 30 頁（09 年卷 19）3（09 年卷 11）(18 分)，直角坐標系 xOy 位于豎直平面內(nèi)，在水平的 x 軸下方存在勻強磁場和勻強電場，磁場的磁感應(yīng)為 B,方向垂直 xOy 平面，電場線平行于 y 軸。一質(zhì)量為 m、電荷量為 q 的帶正電的小球，從 y 軸上的 A 點水平向右拋出，經(jīng) x 軸上的 M 點進入電場和磁場，恰能做勻速圓周運動，從 x 軸上的 N點第一次離開電場和磁場，MN 之間的距離為 L

34、，小球過 M 點時的速度方向與 x 軸的方向夾角為 。不計空氣阻力，重力加速度為 g，求電場強度 E 的大小和方向；小球從A 點拋出時初速度 v0 的大小;（3）A 點到 x 軸的高度 h。4（2010海南物理15）下圖中左邊有一對平行金屬板，兩板相距為 d，電壓為 V；兩板之間有勻強磁場，磁感應(yīng)強度大B0，方向與金屬板面平行并垂直于紙面朝里。圖中右邊有一半徑為 R、圓心為 O 的圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大 B，方向垂直于紙面朝里。一電荷量為 q 的正離子沿平行于全屬板面、垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間，沿同一方向射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑 EF 方向射入磁場區(qū)域，最后

35、從圓形區(qū)城邊界上的 G 點射出已知 PG 所對應(yīng)的圓心角為 ，不計重力。求離子速度的大??；離子的質(zhì)量。第 31 頁5（2010福建20）的裝置，左半部為速度選擇器，右半部為勻強的偏轉(zhuǎn)電場。一束同位素離子流從狹縫S1 射入速度選擇器，能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫S2 射出的離子，又沿著與電場垂直的方向，立即進入場強大E 的偏轉(zhuǎn)電場，最后打在照相底片 D 上。已知同位素離子的電荷量為0)，速度選擇器存在著相互垂直的場強大E0 的勻強電場和磁感應(yīng)強度大B0 的勻強磁場，照相底片 D 與狹縫S1 、S2 連線平行且距離為 L，忽略重力的影響。求從狹縫S2 射出的離子速度 Vo 的大??；若打在照相底

36、片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度 v0 方向飛行的距離為 x，求出 x 與離子質(zhì)量 m 之間的關(guān)系式(用 Eo、Bo、E、q、m、L 表示)。第 32 頁6（2011）（16 分），在以坐標原點 O 為圓心、半徑為 R 的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，磁感應(yīng)強度為 B，磁場方向垂直于 xOy 平面。一帶正電的粒子（不計重力）從 O 點沿 y 軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運動，經(jīng) t0 時間從P 點射出。求電場強度的大小和方向。t若僅撤去磁場，帶電粒子仍從 O 點以相同的速度射入，經(jīng) 0 時間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出。求粒子運動2加速度的大小。若僅撤去電場，帶電粒子

37、仍從 O 點射入，且速度為原來的 4 倍，求粒子在磁場中運動的時間。7（2011卷 1，19 分）如圖，與水平面成 45角的平面 MN 將空間分成 I 和 II 兩個區(qū)域。一質(zhì)量為 m、電荷量為0）的粒子以速度v0 從平面 MN 上的 p0 點水平右射入 I 區(qū)。粒子在 I 區(qū)運動時，只受到大小不變、方向豎直向下的電場作用，電場強度大E；在 II 區(qū)運動時，只受到勻強磁場的作用，磁感應(yīng)強度大B，方向垂直于紙面。求粒子首次從 II 區(qū)離開時到出發(fā)點 p0 的距離。粒子的重力可以忽略。第 33 頁第六講電荷運動類儀器的歸類分析示波管，質(zhì)譜儀，流量計，磁流體發(fā)電機等一類問題，與現(xiàn)實生活和現(xiàn)代技術(shù)緊密

38、地聯(lián)系在一起，其基本的原理，又能用中學(xué)物理知識來進行解釋，因此已經(jīng)成為了近幾年來高考的熱點問題。一、示波管示波器的是示波管，示波管由電子槍，偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。是示波管工作原理示意圖，電子由陰極發(fā)射后，經(jīng)電子槍加速水平飛入偏轉(zhuǎn)電場，最后打在熒光屏上。已知加速電壓為 1，偏轉(zhuǎn)電壓為 2，兩偏轉(zhuǎn)極板間距為 d，板長為 L1，從偏轉(zhuǎn)極板到熒光屏的距離為 L2，求電子打在熒光屏上的偏距 OP。二、電視機顯像管原理電視機顯像管中經(jīng)電壓為 U 的加速電場加速后，進入一圓形磁的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實現(xiàn)的，場區(qū)，磁場方向垂直圓面，磁場區(qū)的中心為 O，半徑為 r，當不加磁場時，將通過 O 點而打到

39、屏幕中心 M 點，為了使度 B 為多大？射到屏幕邊緣 P，需要加磁場，使偏轉(zhuǎn)一已知角度 ，此時磁場的磁感應(yīng)強三、靜電降塵器為研究靜電除塵，有人設(shè)計了一個盒狀容器，容器側(cè)面是絕緣的透明有機玻璃，它的上下底面是面積 A0.04m2的金屬板，間距 L0.05m，當連接到 U2500V 的高壓電源正負兩極時，能在兩金屬板間產(chǎn)生一個勻強電場，如圖 3 所示。現(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi)，每 m3 有煙塵顆粒 1013 個，假設(shè)這些顆粒都處于靜止狀態(tài)，每個顆粒帶電量為 q1.01017C，質(zhì)量為 m2.01015kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力。求合上電鍵后

40、：經(jīng)過多長時間煙塵顆?？梢员蝗课?？降塵過程中電場對煙塵顆粒共做了多少功？經(jīng)過多長時間容器中煙塵顆粒的總動能達到最大？第 34 頁四、直線串列是用來產(chǎn)生高能離子的裝置.圖中虛線框內(nèi)為其主體的原理示意圖，其中加速管的中部 b 處有很高的正電勢 U，a、c 兩端均有電極接地（電勢為零）。現(xiàn)將速度很小的負一價碳離子從 a 端輸入，當離子到達 b處時，可被設(shè)在 b 處的特殊裝置將其電子剝離，成為 n 價正離子，而不改變其速度大小，這些正 n 價碳離子從 c出后進入一與其速度方向垂直的、磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場中，在磁場中做半徑為 R 的圓周運動。已知碳離子的質(zhì)量 m=2.010-26 kg，U=

41、7.5105 V，B=0.5 T，n=2，元電荷 e=1.610-19 C，求 R。五、回旋回旋度無關(guān)?；匦怯脕砑铀賻щ娏Ｗ拥难b置，它的工作原理是在勻強磁場中帶電粒子做勻速圓周運動的周期與速的部分是兩個 D 型金屬扁盒，盒正中間開有一條窄縫，在兩個 D 型盒之間加交變電壓，于是在縫隙中形成交變電場，由于作用，在 D 型盒電場很弱，D 型盒裝在真空容器中，整個裝置放在巨大電磁鐵的兩極之間，磁場方向垂直于 D 型盒的底面。只要在縫隙中的交變電場的頻率不變，便可保證粒子每次通過縫隙時總被加速，粒子的軌道不斷增大，并逐漸靠近 D 型盒邊緣。當達到預(yù)期的速率后，再用特殊的裝置將它引出。在 D 型盒上半

42、面中心出口 A 處有一正離子源，正離子帶電量為 q，質(zhì)量為 m，加速時電極間電壓大U，磁場的磁感應(yīng)強度為 B（加速時的時間很短，在考慮交變電場周期時可不予以考慮，正離子從離子源出發(fā)時初速為零）。請回答：證明帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，運動周期與速度無關(guān)。上述交變電場的頻率不變，其頻率為多大？設(shè) D 型盒的半徑為 R，試求離子能獲得的最大動能為多少？六、速度選擇器原理兩塊金屬 ab 平行放置，板間存在與勻強電場正交的勻強磁場，假設(shè)電場磁場只存在于兩板間的空間區(qū)域。一束電子以一定的初速度 v0 從兩極板中間，沿垂直于電場磁場的方向射入場中，無偏轉(zhuǎn)地通過場區(qū)，如圖所示。已知板長 l=10cm，兩

43、板間距 d=3.0cm，兩板間電勢差 U=150V，v0=20107m/s。求：磁感應(yīng)強度 B 的大?。坏?35 頁七、質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀的原理。A 部分為粒子速度選擇器，若兩極間勻強電場的電場強度 E1.2105V/m，勻強磁場的磁感應(yīng)器 B0.6T。C 為偏轉(zhuǎn)分離器，它的磁感應(yīng)強度 B0.8T。能通過速度選擇器小孔 O 的帶電粒子的速度是多大？質(zhì)子和氘核進入偏轉(zhuǎn)分離器的偏轉(zhuǎn)半徑分別為 R1 和 R2（質(zhì)子質(zhì)量 1.671027kg，氘核質(zhì)量 3.341027kg，電荷量 1.61019C），求它們在感光底片上條痕的距離 d。八、霍爾效應(yīng)，一個導(dǎo)體橫截面的高為 h、寬為 d，流過的電流強度為 I。

44、導(dǎo)體處在磁感強度為 B，方向的勻強磁場中時，測得上、下兩面 M，N 間的電勢差為 U。用 q 表示電子的電量，求導(dǎo)體中數(shù)。體積的電子九、電磁流量計電磁流量計廣泛用于測量可導(dǎo)電流體（如污水）在管中的流量（在時間內(nèi)通過管內(nèi)橫截面的流體的體積）。的橫截面為長方形的一段管道，其中空部分的長、寬、高分別為圖中的 a，b，為了簡化，假設(shè)流量計是c。流量計的兩端與輸送流體的管道相連接（圖中虛線）。圖中流量計的上下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料?，F(xiàn)于流量計所在處加磁感強度為 B 的勻強磁場，磁場方向垂直于前后兩面。當導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計時，在管外將流量計上、下兩表面分別與一串接了電阻 R 的電流表的兩

45、端連接，I 表示測得的電流值。已知流體的電阻率為 ，不計電流表的內(nèi)阻，則流量為（）A I (bR c )BaB I (aR b)BcC I (cR a )BbD I (R bc )Ba第 36 頁十、磁流體發(fā)電機燃燒型磁流體發(fā)電機由燃燒室、發(fā)電通道和磁體三個主要組成，如圖（a）所示的是最簡單的磁流體發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖。燃燒室是燃燒的地方，燃燒所產(chǎn)生的高溫氣體（導(dǎo)電流體）經(jīng)噴管提高速度，以高溫高速進入發(fā)電通道，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢而發(fā)電，其發(fā)電原理的示意圖（b）所示，（b）圖中兩塊金屬板的長度均為 a，寬度均為 b，金屬板平行且正對放置，間距為 d，其間有勻強磁場，磁感應(yīng)強度為 B，導(dǎo)電流體的流速為 v（保持不變）、電阻率為 ，外接負載電阻的阻值為 R。導(dǎo)電流體從一側(cè)沿垂直磁場且與金屬板平行的方向進入兩板間，求：磁流體發(fā)電機對負載電阻。發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢大小；負載電阻上消耗的功率；發(fā)電機發(fā)電通道兩端的壓強；(a)(b)十一、磁流泵1在原子反應(yīng)堆中液態(tài)金屬時，由于不允許轉(zhuǎn)械部分和液態(tài)金屬接觸，常使用一種電磁泵.是這種電磁泵的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中 A 是導(dǎo)管的一段，垂直強磁場放置，導(dǎo)管內(nèi)充滿液態(tài)金屬.當電流 I 垂直于導(dǎo)管和磁場方向穿過液態(tài)金屬時，液態(tài)金屬即被驅(qū)動，并保持勻速運動.若導(dǎo)管內(nèi)截面寬為 a，高為 b，磁場區(qū)域中的液體通過的電流為 I，磁感