【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高二物理暑假作業(yè)19《電場、磁場》

【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高二物理暑假作業(yè)19《電場、磁場》學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________一、選擇題（本題共6道小題）1.一個(gè)負(fù)電荷由A點(diǎn)射入電場，只在電場力作用下減速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，由此可知（）A．電場力對電荷做正功B．電荷的電勢能越來越小C．電場力對電荷做負(fù)功D．電荷的電勢能和動(dòng)能的總量在減小2.用塑料梳子梳頭時(shí)，塑料梳子和頭發(fā)都會(huì)帶電，其緣由是（）A．摩擦制造了電荷B．靜電感應(yīng)制造了電荷C．電子在梳子和頭發(fā)之間發(fā)生了轉(zhuǎn)移D．質(zhì)子在梳子和頭發(fā)之間發(fā)生了轉(zhuǎn)移3.電場線分布如圖所示，電場中a，b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為已知Ea和Eb，電勢分別為φa和φb，則（）A．Ea＞Eb，φa＞φbB．Ea＞Eb，φa＜φbC．Ea＜Eb，φa＞φbD．Ea＜Eb，φa＜φb4.如圖所示，豎直向上的勻強(qiáng)電場中，一豎直絕緣輕彈簧的下端固定在地面上，上端連接一帶正電小球，小球靜止時(shí)位于N點(diǎn)，彈簧恰好處于原長狀態(tài)．保持小球的帶電量不變，現(xiàn)將小球提高到M點(diǎn)由靜止釋放．則釋放后小球從M運(yùn)動(dòng)到N過程中（）A．小球的機(jī)械能與彈簧的彈性勢能之和保持不變B．小球重力勢能的削減量等于小球電勢能的增加C．彈簧彈性勢能的削減量等于小球動(dòng)能的增加量?D．小球動(dòng)能的增加量等于電場力和重力做功的代數(shù)和5.如圖所示，以O(shè)點(diǎn)為圓心，以R=0.20m為半徑的圓與坐標(biāo)軸交點(diǎn)分別為a、b、c、d，該圓所在平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向與x軸正方向成θ=60°角，已知a、b、c三點(diǎn)的電勢分別為V、4V、﹣V，則下列說法正確的是（）A．該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=40V/mB．該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=80V/mC．d點(diǎn)的電勢為﹣VD．d點(diǎn)的電勢為﹣4V6.如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢為E的電流電源連接，上級板A接地，一帶負(fù)電油滴固定于電容器中的P點(diǎn)，現(xiàn)將平行板電容器的下級板B豎直向下移動(dòng)一小段距離，則（）A．帶電油滴所受電場力不變B．P點(diǎn)的電勢將上升C．帶電油滴的電勢能增大D．電容器的電容減小，極板帶電量增大

二、試驗(yàn)題（本題共2道小題）7.美國物理學(xué)家密立根通過如圖所示的試驗(yàn)裝置，最先測出了電子的電荷量，被稱為密立根油滴試驗(yàn)。如圖，兩塊水平放置的金屬板A、B分別與電源的正負(fù)極相連接，板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場，方向豎直向下，圖中油滴由于帶負(fù)電懸浮在兩板間保持靜止。（1）若要測出該油滴的電荷量，需要測出的物理量有__________。A．油滴質(zhì)量m

B．兩板間的電壓UC．兩板間的距離d

D．兩板的長度L（2）用所選擇的物理量表示出該油滴的電荷量q=________（已知重力加速度為g）（3）在進(jìn)行了幾百次的測量以后，密立根發(fā)覺油滴所帶的電荷量雖不同，但都是某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍，這個(gè)最小電荷量被認(rèn)為是元電荷，其值為e=__________C。8.如圖所示，水平放置的平行板電容器，原來AB兩板不帶電，B極板接地，它的極板長L=0.1m，兩板間距離d=0.4cm，現(xiàn)有一微粒質(zhì)量m=2.0×10-6kg，帶電量q=+1.0×10-8C，以確定初速度從兩板中心平行于極板射入，由于重力作用微粒恰好能落到A板上中點(diǎn)O處，取g=10m/s2．試求：（1）帶電粒子入射初速度的大??；（2）現(xiàn)使電容器帶上電荷，使帶電微粒能從平行板電容器的右側(cè)射出，則帶電后A板的電勢范圍為多少？ks5u三、計(jì)算題（本題共3道小題）9.如圖所示，等邊三角形AQC的邊長為2L，P、D分別為AQ、AC的中點(diǎn)．水平線QC以下是向左的勻強(qiáng)電場，區(qū)域Ⅰ（梯形PQCD）內(nèi)有垂直紙面對里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0；區(qū)域Ⅱ（三角形APD）內(nèi)的磁場方向垂直紙面對里，區(qū)域（虛線PD之上、三角形APD以外）的磁場與區(qū)域Ⅱ內(nèi)大小相等、方向相反．帶正電的粒子從Q點(diǎn)正下方、距離Q點(diǎn)為L的O點(diǎn)以某一速度射入電場，在電場作用下以速度v0垂直QC到達(dá)該邊中點(diǎn)N，經(jīng)區(qū)域Ⅰ再從P點(diǎn)垂直AQ射入?yún)^(qū)域Ⅲ（粒子重力忽視不計(jì)）（1）求該粒子的比荷；（2）求該粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的時(shí)間t1和勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；（3）若區(qū)域Ⅱ和區(qū)域Ⅲ內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3B0，則粒子經(jīng)過一系列運(yùn)動(dòng)后會(huì)返回至O點(diǎn)，求粒子從N點(diǎn)動(dòng)身再回到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程所需的時(shí)間t．10.如圖，坐標(biāo)系xOy在豎直平面內(nèi)，第一象限內(nèi)分布勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面對外；其次象限內(nèi)分布著沿x軸正方向的水平勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小，質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子從A點(diǎn)由靜止釋放，A點(diǎn)坐標(biāo)為（﹣L，），在靜電力的作用下以確定速度進(jìn)入磁場，最終落在x軸上的P點(diǎn)．不計(jì)粒子的重力．求：（1）帶電粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度v的大?。?）P點(diǎn)與O點(diǎn)之間的距離．11.如圖甲所示，水平軌道光滑，小球質(zhì)量為m，帶電荷量為+q，可看做質(zhì)點(diǎn)，空問存在不斷變化的電場和磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=，方向垂直紙面對里．電場強(qiáng)度在第1s、3s、5s、…內(nèi)方向水平向右，大小為E=，在第2s、4s、6s、…內(nèi)方向豎直向上，大小也為E=．小球從零時(shí)刻開頭在A點(diǎn)由靜止釋放，求：（l）t=l.5s時(shí)，小球與A點(diǎn)的直線距離大??；（2）在A點(diǎn)前方軌道正上方高度為h=位置有圓環(huán)水平放置，若帶電小球恰好可以從圓環(huán)中心豎直穿過，求圓環(huán)中心與A點(diǎn)的水平距離大?。?/p>

試卷答案1.解：因只在電場力作用下減速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，則電場力做負(fù)功，電勢能增加，動(dòng)能減小，總能量守恒，則C正確故選：C2.解：用塑料梳子梳頭發(fā)時(shí)，塑料梳子與頭發(fā)相互摩擦，發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移，從而使梳子和頭發(fā)分別帶上異種電荷，而相互吸引；故選：C3.解：依據(jù)電場線疏密表示電場強(qiáng)度大小，Ea＜Eb；依據(jù)沿電場線電勢降低，φa＞φb，故ABD錯(cuò)誤，C正確．故選C4.：解：A、由于有電場做功，故小球的機(jī)械能不守恒，小球的機(jī)械能與彈簧的彈性勢能之和是轉(zhuǎn)變的，故A錯(cuò)誤．B、由題意，小球受到的電場力等于重力．在小球運(yùn)動(dòng)的過程中，電場力做功等于重力做功，小球從M運(yùn)動(dòng)到N過程中，毀滅的是重力勢能減小轉(zhuǎn)化為電勢能和動(dòng)能，故B錯(cuò)誤；C、釋放后小球從M運(yùn)動(dòng)到N過程中，彈性勢能并沒變，始終是0，故C錯(cuò)誤．D、由動(dòng)能定律可得重力和電場力做功，小球動(dòng)能增加，小球動(dòng)能的增加量等于電場力和重力做功的代數(shù)和，故D正確．故選：D．5.解：由題意得，a、c間的電勢差為：Uac=φa﹣φc=4V﹣（﹣4V）=8V；a、c兩點(diǎn)沿電場強(qiáng)度方向的距離為：d=2Rsinθ=2×0.2×m=m；故該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)：E==V/m=40V/m；依據(jù)勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系式U=Ed，相等距離，電勢差相等，由于φa=4V，φc=﹣4V，可知，O點(diǎn)電勢為0，而dO=Oa，則a、O間的電勢差等于O、a間的電勢差，可知，d點(diǎn)的電勢為﹣4V，故ABC錯(cuò)誤，D正確；故選：D．6.解：A、將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離，由于電容器兩板間電壓不變，依據(jù)E=得知板間場強(qiáng)減小，油滴所受的電場力減小，則油滴將向下運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤．B、板間場強(qiáng)E減小，而P點(diǎn)與上極板間的距離不變，則由公式U=Ed分析可知，P點(diǎn)與上極板間電勢差將減小，而P點(diǎn)的電勢低于上極板的電勢，則知P點(diǎn)的電勢將上升．故B正確．C、由帶電油滴原來處于平衡狀態(tài)可知，油滴帶負(fù)電，P點(diǎn)的電勢上升，則油滴的電勢能將減?。蔆錯(cuò)誤．D、依據(jù)電容的定義式C=，電容器與電源保持相連，則U不變，當(dāng)C減小，則Q也減小．故D錯(cuò)誤．故選：B．7.（1）ABC。（2）。（3）1.6×10-19C8.：（1）電容器不帶電時(shí)，微粒做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)初速度為v0，則有：，，聯(lián)立兩式得：，代入數(shù)據(jù)得：v0=2.5m/s。（4分）（2）若使微粒能從電容器右側(cè)射出，則要求A板的電勢大于0，且B板接地電勢等于0，則有，A板電勢最小時(shí)，微粒剛好從A板右側(cè)邊緣射出，則有：，，且：，聯(lián)立以上各式V。（3分）A板電勢最大時(shí)，微粒剛好從B板右側(cè)邊緣射出，則有：，且有a2=a1，代入數(shù)據(jù)解得：V，綜上可得：6V≤≤10V。（3分）9.解：（1）由題意可知，粒子在區(qū)域Ⅰ內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為：r1=L；由牛頓其次定律和洛倫茲力表達(dá)式得到：qvB=m解得：；（2）粒子從O點(diǎn)到N點(diǎn)過程中，豎直向上做速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)，則：t1=水平向右做末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則：L=由牛頓其次定律得：QE=ma解得：E=2B0v0；（3）帶電粒子在區(qū)域Ⅱ和區(qū)域Ⅲ內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，同理由牛頓其次定律和洛倫茲力表達(dá)式可得：r2=粒子從N點(diǎn)動(dòng)身再回到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：在區(qū)域Ⅰ中勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期：T1=；在區(qū)域Ⅰ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t2=×2=；在區(qū)域Ⅱ和區(qū)域Ⅲ中勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期：T2=；在區(qū)域Ⅱ和區(qū)域Ⅲ中運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t2=；所以t=t2+t3=；答：（1）該粒子的比荷為；（2）該粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的時(shí)間為，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E為2B0v0；（3）粒子從N點(diǎn)動(dòng)身再回到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程所需的時(shí)間t為．10.解：（1）設(shè)粒子進(jìn)入磁場的速度為v，由動(dòng)能定理得qEL=mv2又E=解得：v=（2）粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)半徑為R．由qvB=m解得：R=，設(shè)圓心為C點(diǎn)，則CP=R=，OC=L﹣R=L在直角三角形COP中，有勾股定理的OP=L．答：（1）帶電粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度v的大小為．（2）P點(diǎn)與O點(diǎn)之間的距離為L．11.解：（1）在第1s內(nèi)，小球向右做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，1s末的速度：v1=at=t=×1=g，1s內(nèi)的位移：x1=at2=t2=×12=g，在第內(nèi)s內(nèi)，小球受到的重力mg與電場力F=qE=mg，大小相等、方向相反，合力為零，小球在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓其次定律得：qv1B=m，解得：r1=m，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期：T==1s，t=1.5s時(shí)，小球做圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)最高點(diǎn)，距水平面的高度為2r1，小球與A點(diǎn)間的距離：s=，解得：s=m；（2）第3s內(nèi)小球向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度：a==g，第3s末，速度：v2=v1+at=2g，x2=v1t+at2=g，在第4s內(nèi)，重力與電場力平衡，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期：T==1s，軌道半徑：r2==2×=，由此可知，在奇數(shù)秒內(nèi)小球向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在偶數(shù)秒內(nèi)小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在圓軌道最低點(diǎn)，小球的速度：v1=g，v2=2g，v3=3g…圓的軌道半徑為：r