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课时巩固过关练(八)
电场及带电粒子在电场中的运动
(45分钟100分)
一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。第1～5题只有一项符合题目要求,第6～8题有多项符合题目要求)
1.(2015·山东高考)直角坐标系xOy中,M、N两点位于
x轴上,G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一负点电
荷,一电量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强
度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移
到G点,则H点处场强的大小和方向分别为( )
A.,沿y轴正向
B.,沿y轴负向
C.,沿y轴正向
D.,沿y轴负向
【解析】选B。由于对称性,M、N两处的负电荷在G、H处产生的场强大小相等,等于在O点的正点电荷产生的场强E1=,正点电荷放在G 处时,它在H处产生的场强E2=,所以,H处的合场强E=E1-E2=,B 正确。
2.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。两板间有一个正试探电荷固定在P点,如图所示,以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势、W表示正电荷在P点的电势能,若正
极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中,各物理量与负极板移动距离x的关系图像中正确的是
( )
【解析】选C。由平行板电容器的电容C=可知A错误;在电容器
两极板所带电荷量一定的情况下,U=,E==,与d无关,B错误;在负极板接地的情况下,φ=φ0-E l0,C正确;正电荷在P点的电势能W=q φ=q(φ0-E l0),D错误。
3.(2015·乐山二模)相距很近的一对带等量异号电荷的平行金属板,它们之间的电场除边缘外,可看作匀强电场,其电场线分布如图所示。一个带电粒子沿图中轨迹穿过该电场,则从a运动到d的过程中( )
A.粒子的速度一直在增大
B.粒子的电势能一直在减小
C.粒子在a点的电势能比在d点低
D.粒子的加速度先变大再不变后变小
【解析】选D。由于电场力的方向与电场线的切线的方向相同,从图中可以看出粒子在a点时速度的方向与电场线的方向之间的夹角大于90度,所以在a点附近,电场力做负功,所以粒子的动能先减小,A 错误;在a点附近,电场力做负功,根据电场力做功与电势能的关系知粒子的电势能在a点附近先增大,B错误;从图中可得,a点位于所在电场线的接近中点的地方,而d点离负极板更近一些,所以a点的电势一定高于d点的电势,正电荷在a点的电势能大于在d点的电势能,C错误;电场线的疏密表示电场的强弱,从图中可知,b点附近的电场线最密,所以b点附近的场强最大,大于a点和d点的场强,所以粒子在a 到d的过程中,受到的电场力先增大再不变,后减小,根据牛顿第二定律,粒子的加速度先增大再不变,后减小,D正确。
【总结提升】电势能大小及其变化分析的两个思路
(1)做功角度：根据静电力做功与电势能变化的关系分析、判断带电粒子电势能及其变化。静电力做正功,粒子的电势能减少,静电力做负功,则粒子的电势能增加。
(2)转化角度：只有静电力做功时,电势能与动能可以相互转化,动能减小,电势能增加,动能增大,电势能减少。
q2的点电荷放
4.(2015·丽水二模)两电荷量分别为q
在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变
化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段
中的C点电势最高,则( )
A.N点的电场强度大小为零
B.A点的电场强度大小为零
C.NC间场强方向向x轴正方向
D.将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后做负功
【解析】选D。φ-x图像的斜率等于电场强度E,图线在A、N两点处的斜率都不等于0,则知N、A两点的场强均不为零,A、B错误;从N点到C点各点电势逐渐增大,说明这是逆着电场线方向,即NC间场强方向从C指向N,即指向x轴负方向,C错误;将一负点电荷从N点移到D 点,电势先增大后减小,电势能先减小后增大,所以电场力先做正功后做负功,D正确。故选D。
5.(2015·天津高考改编)如图所示,氕核、氘核、氚核三
种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速
电场E1,之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转,
最后打在屏上。整个装置处于真空中,不计粒子重力及其
相互作用,那么( )
A.偏转电场E2对三种粒子做功一样多
B.三种粒子打到屏上时速度一样大
C.三种粒子运动到屏上所用时间相同
D.三种粒子一定不能打到屏上的同一位置
【解析】选A。设粒子质量为m,电量为q,经过加速电场U1q=m,经过偏转电场的偏转位移y1=()2,解得y1=,偏转电场对粒子做
功W2=qE2y1=,由于三种粒子电量相同,则偏转电场对三种粒子做功一样多,故选项A正确;从开始无初速度进入电场到打到屏上的过程中,由动能定理有U1q+W2=mv2,解得v=,则三种粒子打到屏上的速度不一样,故选项B错误;在加速电场中有l=a1=,
解得t1=,从进入偏转电场到粒子打到屏上所用时间
t2+t3====(L+l′),则三种粒子运动到屏上所用
时间t=t1+t2+t3=+(L+l′),由于三种粒子质量不同,所以三种粒子运动到屏上所用时间不同,故选项C错误;粒子离开电场后做匀速直线运动,y2=v⊥t3
=a2t2t3=〃〃===,则y=y1+y2=+y2=+,所以三种粒子一定打到屏上的同一位置,故选项D错误。
6.(2015·海南高考)如图,两电荷量分别为Q(Q>0)和-Q的
点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上
O点与点电荷Q之间,b点位于y轴O点上方。取无穷远处
的电势为零。下列说法正确的是( )
A.b点电势为零,电场强度也为零
B.正的试探电荷在a点的电势能大于零,所受电场力方向向右
C.将正的试探电荷从O点移到a点,必须克服电场力做功
D.将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点,后者电势能的变化较大
【解析】选B、C。因为等量异种电荷在其连线的中垂线为等势线,因为中垂线延伸到无穷远处,所以中垂线的电势为零,故b点的电势为零,但是电场强度不为零,A错误;等量异种电荷连线上,电场方向由正电荷指向负电荷,方向水平向右,在中点O处电势为零,O点左侧电势为正,右侧电势为负,又知道正电荷在正电势处电势能为正,故B正确;O点的电势低于a点的电势,将正的试探电荷从O点移到a点,电场力做负功,所以必须克服电场力做功,C正确;O点和b点的电势相等,所以先后从O、b两点移到a点,电场力做功相等,电势能变化相同,D 错误。故选B、C。
【加固训练】(2015·吉林一模)如图所示,实线表示一正
点电荷和金属板间的电场分布图线,虚线为一带电粒子
从P点运动到Q点的运动轨迹,带电的粒子只受电场力的
作用。那么下列说法正确的是( )
A.带电粒子从P到Q过程中动能逐渐增大
B.P点电势比Q点电势高
C.带电粒子在P点时具有的电势能大于在Q点时具有的电势能
D.带电粒子的加速度逐渐变大
【解析】选B。由粒子运动的轨迹可以判断,粒子受到的电场力为引力的作用,带电粒子从P到Q过程中电场力做负功,粒子的动能逐渐减小,A错误;沿电场方向电势降低,所以P点电势比Q点电势高,B正确;粒子受到的电场力为引力的作用,带电粒子从P到Q过程中电场力做负功,电势能增加,C错误;电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地
方电场强度小,所以粒子在P点时受到的电场力大,所以带电粒子的加速度逐渐减小,D错误。
7.(2015·哈尔滨一模)如图所示,两块相互靠近彼此绝
缘的平行金属板组成平行板电容器,极板N与静电计
金属球相连,极板M和静电计的外壳均接地。用静电计
测量平行板电容器两极板间的电势差U。在两板相距
为d时,给电容器充电,静电计指针张开一定角度。在与外界绝缘的情况下保持电容器的带电量Q不变,下面的操作中将使静电计指针张角变小的是( )
A.仅将M板向下平移
B.仅将M板向左平移
C.仅在M、N之间插入云母板(相对介电常数大于1)
D.仅在M、N之间插入金属板,且不和M、N接触
【解题指导】解答本题应注意以下三点：
(1)静电计指针张角变小的原因是平行板电容器两极板间的电压减小。
(2)M、N之间插入云母板改变的是极板间的电介质。
(3)M、N之间插入金属板改变的是极板间的距离。
【解析】选C、D。仅将M板向下平移,两极板正对面积减小,由C=
可知,电容减小,而电容器的电荷量不变,由C=得知,板间电压增大,静电计指针张角变大,A错误;仅将M板向左平移,板间距离增大,由
C=可知,电容减小,而电容器的电荷量不变,由C=得知,板间电压增大,静电计指针张角变大,B错误;仅在M、N之间插入云母板,由C=可知,电容增大,而电容器的电荷量不变,由C=得知,板间电压减小,静电计指针张角变小,C正确;仅在M、N之间插入金属板,板间距离减小,由C=可知,电容增大,而电容器的电荷量不变,由C=得知,板间电压减小,静电计指针张角变小,故D正确。
,A
8.如图所示,两平行正对的金属板A、B间的电势差U
板电势高于B板电势,极板长度为L,板间距离为d,一重力可
忽略不计的带电粒子质量为m,电荷量为q,粒子在两板中心
连线上且距离A板处的P点释放时获得平行于金属板向上
的速度v0,则该粒子不打到金属板A、B上的条件是( )
A.若粒子带正电,v0必须大于
B.若粒子带正电,U0必须小于
C.若粒子带负电,v0必须大于
D.若粒子带负电,U0必须小于
【解题指导】解答本题应注意以下两点：
(1)粒子在电场中做类平抛运动。
(2)粒子带电性质不同,偏转方向不同,偏转位移不同。
【解析】选B、C。因为初速度方向与电场方向垂直,故带电粒子在电场中做类平抛运动,当带电粒子带正电时,由于电场力垂直于金属板
指向B板,=v0t,〃〃t2 或者v0>,A错误,B正确;当带电粒子带负电时,由于电场力垂直于金属板指向A板,=v0t,〃〃t2 二、计算题(本大题共2小题,共36分。需写出规范的解题步骤) 9.(16分)(2015·安徽高考)在xOy平面内,有沿y轴负方 向的匀强电场,场强大小为E(图中未画出),由A点斜射出 一质量为m,带电量为+q的粒子,B和C是粒子运动轨迹上 的两点,如图所示,其中l0为常数。粒子所受重力忽略不计, 求： (1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功。 (2)粒子从A到C过程所经历的时间。 (3)粒子经过C点时的速率。 【解题指导】解答本题时应从以下三点进行分析： (1)粒子射出后做类斜抛运动,沿x轴方向做匀速直线运动,沿y轴方向做匀变速直线运动。 (2)由于粒子由A到最高点、最高点到B、B到C沿x轴的距离相同,所以运动时间相同。 (3)C点速度为沿x轴和y轴速度的矢量和。 【解析】(1)W AC=qE(y A-y C)=3qE l0(2分) (2)根据抛体运动的特点,粒子在x方向做匀速直线运动,由对 称性可知轨迹最高点D在y轴上,可令t AD=t DB=T,则t BC=T (1分) 由qE=ma得a=(2分) 又y D=aT2, (2分) y D+3l0=a(2T)2(2分) 解得T=(1分) 则A→C过程所经历的时间t=3(1分) (3)粒子在DC段做类平抛运动,于是有 2l0=v Cx〃2T, (2分) v Cy=a〃2T (1分) v C=(1分) 解得：v C=(1分) 答案：(1)3qE l0(2)3(3) 10.(20分)如图甲所示,水平放置的平行金属板A和B的距离为d,它们的右端安放着垂直于金属板的靶MN,现在A、B板上加上如图乙所示的方波形电压,电压的正向值为U0,反向电压值为,且每隔变向1次。现将质量为m的带正电且电荷量为q的粒子束从AB的中点O以平行于金属板的方向OO′射入,设粒子能全部打在靶上,而且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T。不计重力的影响,试求： (1)定性分析在t=0时刻从O点进入的粒子,在垂直于金属板的方向上的运动情况。 (2)在距靶MN的中心O′点多远的范围内有粒子击中? (3)要使粒子能全部打在靶MN上,电压U0的数值应满足什么条件?(写出U0、m、d、q、T的关系式即可) 【解析】(1)0～时间内,带正电的粒子受到向下的电场力而向下做加速运动,在～T时间内,粒子受到向上的电场力而向下做减速运动。 (2分) (2)当粒子在0、T、2T…nT(n=0,1,2…)时刻进入电场中时,粒子将打在O′点下方最远点,在前时间内,粒子竖直向下的位移： y1=a1()2= (2分) 在后时间内,粒子竖直向下的位移： y2=v-a2()2 (2分) 其中：v=a1= (1分) a2= (1分) 解得：y2= (1分) 故粒子打在距O′点正下方的最大位移： y=y1+y2= (1分) 当粒子在、…(n=0,1,2…)时刻进入电场时,将打在O′点上方最远点,在前时间内,粒子竖直向上的位移： y′1=a1′()2= (1分) 在后时间内,粒子竖直向上的位移： y2′=v′-a2′()2 (1分) 其中：v′=a1′= (1分) a2′= (1分) 解得：y2′=0 (1分) 故粒子打在距O′点正上方的最大位移： y′=y1′+y2′= (1分) 击中的范围在O′以下到O′以上 (1分) (3)要使粒子能全部打在靶上,需有： < (2分) 解得：U0< (1分) 答案：(1)见解析(2)O′以下到O′以上 (3)U0< 【加固训练】如图甲所示为一组间距d足够大的平行金属板,板间加有随时间变化的电压(如图乙所示),设U0和T已知。A板上O处有一静止的带电粒子,其带电量为q,质量为m(不计重力),在t=0时刻起该带电粒子受板间电场加速向B板运动,途中由于电场反向,粒子又向A 板返回(粒子未曾与B板相碰)。 (1)当U x=2U0时,求带电粒子在t=T时刻的动能。 (2)为使带电粒子在t=T时刻恰能回到O点,U x等于多少? 【解析】(1)粒子在两种不同电压的电场中运动的加速度分别为a1=,a2= 经过时粒子的速度：v1=a1 t=T时刻粒子的速度： v2=v1-a2=a1-a2=- t=T时刻粒子的动能：E k=m= (2)0～内粒子的位移：x1=a1()2 ～T内粒子的位移：x x=v1-a x()2 又v1=a1,x1=-x x 解得：a x=3a1,因为a1=,a x=,解得：U x=3U0 答案：(1)(2)3U0 关闭Word文档返回原板块 高三物理第一轮专题复习——电磁场 在以坐标原点O 为圆心、半径为r 的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x 轴的交点A 处以速度v 沿－x 方向射入磁场，恰好从磁场边界与y 轴的交点C 处沿＋y 方向飞出。 （1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m ； （2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B ’，该粒子仍从A 处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B ’多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t 是多少？ 电子自静止开始经M 、N 板间（两板间的电压 为U ）的电场加速后从A 点垂直于磁场边界射入宽度为d 的匀强磁场中， 电子离开磁场时的位置P 偏离入射方向的距离为L ，如图所示．求匀强磁 场的磁感应强度．（已知电子的质量为m ，电量为e ） 高考）如图所示，abcd 为一正方形区域，正离子束从a 点沿ad 方向以0 =80m/s 的初速度射入，若在该区域中加上一个沿ab 方向的匀强电场，电场强度为E ，则离子束刚好从c 点射出；若撒去电场，在该区域中加上一个垂直于abcd 平面的匀强磁砀，磁感应强度为B ，则离子束刚好从bc 的中点e 射出，忽略离子束中离子间的相互作用，不计离子的重力，试判断和计算： （1）所加磁场的方向如何？（2）E 与B 的比值B E /为多少？ 制D 型金属扁盒组成，两个D 形盒正中间开有一条窄缝。两个D 型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图乙为俯视图，在D 型盒上半面中心S 处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入D 型盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。如此周而复始，最后到达D 型盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。已知正离子的电荷量为q ，质量为m ，加速时电极间电压大小为U ，磁场的磁感应强度为B ，D 型盒的半径为R 。每次加速的时间很短，可以忽略不计。正离子从离子源出发时的初速度为零。 （1）为了使正离子每经过窄缝都被加速，求交变电压的频率； （2）求离子能获得的最大动能； （3）求离子第1次与第n 次在下半盒中运动的轨道半径之比。 如图甲所示，图的右侧MN 为一竖直放置的荧光屏，O 为它的中点，OO’与荧光屏垂直，且长度为l 。在MN 的左侧空间内存在着方向水平向里的匀强电场，场强大小为E 。乙图是从甲图的左边去看荧光屏得到的平面图，在荧光屏上以O 为原点建立如图的直角坐标系。一细束质量为m 、电荷为q 的带电粒子以相同的初速度 v 0从O’点沿O’O 方向射入电场区域。粒子的重力和粒子间的相互作用都可忽略不计。 （1）若再在MN 左侧空间加一个匀强磁场，使得荧光屏上的亮点恰好位于原点O 处，求这个磁场的磁感强度的大小和方向。 （2）如果磁感强度的大小保持不变，但把方向变为与电场方向相同，则荧光屏上的亮点位于图中A 点处，已知A 点的纵坐标 l y 3 3 ，求它的横坐标的数值。 E 、方向水平向右，电场宽度为L ；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里。一个质量为m 、电量为q 、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O 点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O 点，然后重复上述运动过程。求： （1）中间磁场区域的宽度d ； （2）带电粒子从O 点开始运动到第一次回到O 点所用时间t 。 如下图所示，PR 是一块长为L= 4m 的绝缘平板，固定在水平地面上，整个空间有一个平行 B B l O 甲 乙 电场复习指导意见 20XX 年课标版考试大纲本章特点 概念多、抽象、容易混淆。电场强度、电场力、电势、电势差、电势能、 电场力做功。 公式多。在帮助学生理解公式的来龙去脉、物理意义、适用条件的同时，可将其归类。 正负号含义多。在静电场中，物理量的正负号含义不同，要帮助学生正确理解物理量的正负值的含义。 知识综合性强。要把力学的所有知识、规律、解决问题的方法和能力应用 内 容要求说明 54．两种电荷．电荷守恒 55．真空中的库仑定律．电荷量 56．电场．电场强度．电场线．点电荷的场 强．匀强电场．电场强度的叠加 57．电势能．电势差．电势．等势面 58．匀强电场中电势差跟电场强度的关系 59．静电屏蔽 60．带电粒子在匀强电场中的运动 61．示波管．示波器及其应用 62．电容器的电容 63．平行板电容器的电容，常用的电容器 Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ 带电粒子在匀强 电场中运动的计算，只 限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于场强的情况 到电场当中 具体复习建议 一．两种电荷，电荷守恒，电荷量（Ⅰ） 1．两种电荷的定义方式。（丝绸摩擦玻璃棒，定义玻璃棒带正点；毛皮 摩擦橡胶棒，定义橡胶棒带负电） 2．从物质的微观结构及物体带电方法 接触带电（所带电性与原带电体相同） 摩擦起电（两物体带等量异性电荷） 感应带电（两导体带等量异性电荷） 3．由于物体的带电过程就是电子的转移过程，所以带电过程中遵循电荷守恒。每个物体所带电量应为电子电量（基本电量）的整数倍。 4．知道相同的两金属球绝缘接触后将平分两球原来所带净电荷量。（注意电性） 二．真空中的库仑定律（Ⅱ）1．r r q kq F 2 2112 或 2 2121 12r q kq F F 方向在两点电荷连线上，满足同性相斥，异性相吸。2．规律在以下情况下可使用：（1）规定为点电荷；（2）可视为点电荷； （3）均匀带电球体可用点电荷等效处理，绝缘均匀带电球体间的库仑力可用库仑定律 2 21r q kq F 等效处理，但r 表示 两球心之间的距离。（其它形状的带电体不可用电荷中心等效） （4）用点电荷库仑定律定性分析绝缘带电金属球相互作用力的情况 两球带同性电荷时：2 21r q kq F r 表示两球心间距，方向在球心连线上 两球带异性电荷时：2 21r q kq F r 表示两球心间距，方向在球心连线上 3．点电荷库仑力参与下的平衡模型（两质量相同的带电通草球模型） 4．两相同的绝缘带电体相互接触后再放回原处 （1）相互作用力是斥力或为零（带等量异性电荷时为零） L mg F T α mgtg l q kq 2 2 1) sin 2(3 2 21sin 4cos l q kq mg T 高三物理电磁场测试题 一、本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分． 1．如图1所示，两根相互平行放置的长直导线a 和b 通有大小相等、方向相反的电流，a 受到磁场力的大小为F 1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a 受到的磁场力大小变为F 2.则此时b 受到的磁场力大小为（ ） A ．F 2 B ．F 1－F 2 C ．F 1+F 2 D ．2F 1－F 2 2．如图2所示，某空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一离子在电场力和磁场力作用下， 从静止开始沿曲线acb 运动，到达b 点时速度为 零，c 为运动的最低点.则 （ ） A ．离子必带负电 B ．a 、b 两点位于同一高度 C ．离子在c 点速度最大 D ．离子到达b 点后将沿原曲线返回 3．如图3所示，带负电的橡胶环绕轴OO ′以角速 a I I 图 图3 图2 度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（） A．N极竖直向下 B．N极竖直向上 C．N极沿轴线向左 D．N极沿轴线向右 4．每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球 射来，幸好地球磁场可以有效地改变这些 宇宙射线中大多数射线粒子的运动方向， 使它们不能到达地面，这对地球上的生命 有十分重要的意义。假设有一个带正电的 宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来（如图4，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地理北极），在地球磁场的作用下，它将向什么方向偏转？（）A．向东B．向南C．向西D．向北 5．如图5所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水平 地板上，地板上方空间有水平方向的匀强磁 场。现用水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相 对滑动地一起水平向左加速运动， 在加速运动阶段（）图5 图4 高中物理磁场大题 一．解答题（共30小题） 1．如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里．位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连续发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0～3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）．已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场．上述m、q、l、t0、B为已知量．（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况） （1）求电压U0的大小． （2）求t0时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径． （3）何时射入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间．2．如图所示，在xOy平面内，0＜x＜2L的区域内有一方向竖直向上的匀强电场，2L＜x＜3L的区域内有一方向竖直向下的匀强电场，两电场强度大小相等．x＞3L 的区域内有一方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场．某时刻，一带正电的粒子从坐标原点以沿x轴正方向的初速度v0进入电场；之后的另一时刻，一带负电粒子以同样的初速度从坐标原点进入电场．正、负粒子从电场进入磁场时速度方向与电场和磁场边界的夹角分别为60°和30°，两粒子在磁场中分别运动半周后在某点相遇．已经两粒子的重力以及两粒子之间的相互作用都可忽略不计，两粒子带电量大小相等．求： （1）正、负粒子的质量之比m1：m2； （2）两粒子相遇的位置P点的坐标； （3）两粒子先后进入电场的时间差． 3．如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，s1、s2分别为M、N板上的小孔，s1、s2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且s2O=R．以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板．质量为m、带电量为+q的粒子，经s1进入M、N间的电场后，通过s2进入磁场．粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计． （1）当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小υ； （2）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U0； （3）当M、N间的电压不同时，粒子从s1到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值． 4．如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在?m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10﹣4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场，其左边界与x轴交于P点；在x＞0的区域内有电场强度大小E=4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场，其宽度d=2m．一质量m=6.4×10﹣27kg、电荷量q=﹣3.2×10?19C 的带电粒子从P点以速度v=4×104m/s，沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场，经电场偏转最终通过x轴上的Q点（图中未标出），不计粒子重力．求： 专题四静电场 1、某静电场的电场线分布如图所示，P、Q为该电场中的两点， 下列说法正确的是 A．P点电势高于Q点电势 B．P点场强小于Q点场强 C．将负电荷从P点移动到Q点，其电势能减少 D．将负电荷从P点移动到Q点，电场力做负功 2、水平线上的O点放置一点电荷，图中画出电荷周围对称分布的 几条电场线，如图所示。以水平线上的某点O'为圆心画一个圆，与 电场线分别相交于a、b、c、d、e，则下列说法正确的是( ) A．b、e两点的电场强度相同B．a点电势低于c点电势 C．b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差D．电子沿圆周由d到b，电场力做正功3、图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带负电的点电荷。 一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运 动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子（） A．带负电B．在c点受力最大 C．在b点的电势能大于在c点的电势能 D．由a点到b点的动能变化小于有b点到c点的动能变化 4、如图所示，虚线是两个等量点电荷所产生的静电场中的一簇等势 线，若不计重力的带电粒子从a点射入电场后恰能沿图中的实线运 动，b点是其运动轨迹上的另一点，则下述判断正确的是 A．由a到b的过程中电场力对带电粒子做正功 B．由a到b的过程中带电粒子的电势能在不断减小 C．若粒子带正电，两等量点电荷均带正电 D．若粒子带负电，a点电势高于b点电势 5、一质子从A点射入电场，从B点射出，电场的等差等势面和 质子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不 计质子的重力。下列说法正确的是 A．A点的电势高于B点的电势 B．质子的加速度先不变，后变小 C．质子的动能不断减小 D．质子的电势能先减小，后增大 6、如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的检验电荷q1、 q2分别置于A、B两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点， 若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则 下列说法正确的是 A．B点电势高于A点电势B．q1在A点的电势能大于q2在B点的电势能 C．点电荷Q带负电D．q1的电荷量大于q2的电荷量 7、如图所示，虚线为某一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，M、N为运动轨迹上两 1．如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场，经过Δt 时间从C 点射出磁场，OC 与OB 成600 角。现将带电粒子的速度变为v/3，仍从A 点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为 A ． 12 t ? B ．2t ? C ．13 t ? D ．3t ? 2．半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆，单位长度电阻均为R 0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B 。杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O 开始，杆的位置由θ确定，如图所示。则 A ．θ=0时，杆产生的电动势为2Bav B ．3π θ=3Bav C ．θ=0时，杆受的安培力大小为20 3(2)R B av π+ D ．3π θ=时，杆受的安培力大小为203(53)R B av π+ 3．如图，质量分别为m A 和m B 的两小球带有同种电荷，电荷最分别为q A 和q B ，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2（θ1＞θ2）。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别v A 和v B ，最大动能分别为E kA 和E kB 。则 （ ） （A ）m A 一定小于m B （B ）q A 一定大于q B （C ）v A 一定大于v B （D ）E kA 一定大于E kB 4．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V ，6W ”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈中电压表和电流表（可视为理想的）的示数分别是 A ．120V ，0.10A B ．240V ，0.025A C ．120V ，0.05A D ．240V ，0.05A 5．如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率t B ??的大小应为 A.πω0 4B B.πω0 2B C.πω0B D.π ω20B 2021年高考物理专题复习：电场 1、导体A带5q的正电荷，另一完全相同的导体B带q的负电荷，将两导体接触一会儿后再分开，则B导体的带电荷量为() A．－q B．q C．2q D．4q 2、两个质量分别是m1、m2的小球，各用丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q1、q2时，两丝线张开一定的角度θ1、θ2，如图所示，此时两个小球处于同一水平面上，且θ1 >θ2 ，则下列说法正确的是() A．m1 ＞m2B．m1 ＜m2 C．q1 ＜q2D．q1 ＞q2 3、如图所示的电场中，一带电质点从P点沿着电场线方向运动，若只受电场力作用，质点加速度逐渐增大的是() A B C D 4、如图所示，真空中O点处有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a 点的场强大小为E a，与ab连线成53°角，b点的场强大小为E b，与ab连线成37°角．关于a、b两点E a、E b及φa、φb的关系，正确的是() A．25E a＝9E b，φa>φb B．16E a＝9E b，φa<φb C．9E a＝25E b，φa>φb D．9E a＝16E b，φa<φb 5、如图所示，匀强电场的场强大小为1×103 N/C，ab、dc与电场方向平行，bc、ad与电场方向垂直，ab＝dc＝4 cm，bc＝ad＝3 cm，则下述计算结果正确的是() A．a、b之间的电势差为4 000 V B．a、c之间的电势差为50 V C．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，电场力做的功为零 D．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿abc或adc从a移动到c，电场力做的功都是－0.25 J 6、在空间有正方向水平向右、大小按如图所示的图线变化的电场，位于电场中A点的电子在t＝0时速度为零，在t＝1 s时，电子离开A点的距离大小为l.那么在t＝2 s时，电子将处在() A．A点B．A点左方l处 C．A点右方2l处D．A点左方2l处 7、(双选)如图所示，平行板电容器和恒定直流电源相连，箭头表示电流方向．下列说法正确的有() A．电容器正在充电 B．电容器正在放电 C．电容器两板间距离一定正在变大 D．电容器两板间距离可能正在变小 专题四 电场和磁场 一、电场和磁场中的带电粒子 1、知识网络 2、方法点拨： 分析带电粒子在电场、磁场中运动，主要是两条线索： （1）力和运动的关系。根据带电粒子所受的力，运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解。 （2）功能关系。根据场力及其它外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系，从而可确定带电粒子的运动情况，这条线索不但适用于均匀场，也适用于非均匀场。因此要熟悉各种力做功的特点。 处理带电粒子在场中的运动问题应注意是否考虑带电粒子的重力。这要依据具体情况而定，质子、α粒子、离子等微观粒子，一般不考虑重力；液滴、尘埃、小球等宏观带电粒子由题设条件决定，一般把装置在空间的方位介绍的很明确的，都应考虑重力，有时还应根据题目的隐含条件来判断。 处理带电粒子在电场、磁场中的运动，还应画好示意图，在画图的基础上特别注意运用几何知识寻找关系。 3、典型例题 【例题1】如图1所示，图中虚线MN 是一垂直纸面的平面与纸面的交线，在平面右侧的半空间存在一磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直纸面向外。O 是MN 上的一点，从O 点可以向磁场区域发射电量为+q 、质量为m 、速率为v 的粒子，粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向。已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的P 点相遇，P 到O 的距离为L ，不计重力及粒子间的相互作用。 （1）求所考察的粒子在磁场中的轨道半径； （2）求这两个粒子从O 点射入磁场的时间间隔。 半径公式： qB mv R = 周期公式： qB m T π2= 带电粒子在电场磁场中的运动 带电粒子在电场中的运动 带电粒子在磁场中的运动 带电粒子在复合场中的运动 直线运动：如用电场加速或减速粒子 偏转：类似平抛运动，一般分解成两个分运动求解 圆周运动：以点电荷为圆心运动或受装置约束运动 直线运动（当带电粒子的速度与磁场平行时） 圆周运动（当带电粒子的速度与磁场垂直时） 直线运动：垂直运动方向的力必定平衡 圆周运动：重力与电场力一定平衡，由洛伦兹力提 供向心力 一般的曲线运动 一、法拉第电磁感应定律 1．如图所示，在倾角30o θ=的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等、方向分别 垂直斜面向上和垂直斜面向下的匀强磁场，两磁场宽度均为L 。一质量为m 、边长为L 的正方形线框距磁场上边界L 处由静止沿斜面下滑，ab 边刚进入上侧磁场时，线框恰好做匀速直线运动。ab 边进入下侧磁场运动一段时间后也做匀速度直线运动。重力加速度为g 。求： （1）线框ab 边刚越过两磁场的分界线ff′时受到的安培力； （2）线框穿过上侧磁场的过程中产生的热量Q 和所用的时间t 。 【答案】(1)安培力大小2mg ，方向沿斜面向上(2)4732mgL Q = 7 2L t g = 【解析】 【详解】 (1）线框开始时沿斜面做匀加速运动，根据机械能守恒有 2 1sin 302 mgL mv ?= ， 则线框进入磁场时的速度 2sin30v g L gL =?= 线框ab 边进入磁场时产生的电动势E =BLv 线框中电流 E I R = ab 边受到的安培力 22B L v F BIL R == 线框匀速进入磁场，则有 22sin 30B L v mg R ?= ab 边刚越过ff '时，cd 也同时越过了ee '，则线框上产生的电动势E '=2BLv 线框所受的安培力变为 22422B L v F BI L mg R ==''= 方向沿斜面向上 （2）设线框再次做匀速运动时速度为v '，则 224sin 30B L v mg R ?= ' 解得 4v v = '=根据能量守恒定律有 2211 sin 30222 mg L mv mv Q ?'?+=+ 解得4732 mgL Q = 线框ab 边在上侧磁扬中运动的过程所用的时间1L t v = 设线框ab 通过ff '后开始做匀速时到gg '的距离为0x ，由动量定理可知： 22sin 302mg t BLIt mv mv ?-='- 其中 ()022BL L x I t R -= 联立以上两式解得 ()02432L x v t v g -= - 线框ab 在下侧磁场匀速运动的过程中，有 00 34x x t v v ='= 所以线框穿过上侧磁场所用的总时间为 123t t t t =++= 2．如图()a ，平行长直导轨MN 、PQ 水平放置，两导轨间距0.5L m =，导轨左端MP 间接有一阻值为0.2R =Ω的定值电阻，导体棒ab 质量0.1m kg =，与导轨间的动摩擦因数 0.1μ=，导体棒垂直于导轨放在距离左端 1.0d m =处，导轨和导体棒电阻均忽略不计.整 个装置处在范围足够大的匀强磁场中，0t =时刻，磁场方向竖直向下，此后，磁感应强度B 随时间t 的变化如图()b 所示，不计感应电流磁场的影响.当3t s =时，突然使ab 棒获得 高考物理试题——电场（课堂） （全国卷1）16．关于静电场，下列结论普遍成立的是( ) A ．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关 B ．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 C ．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零 D ．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向 （全国卷2）17. 在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为V/m.已知一半径为1mm 的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10m/,水的密度为kg/。这雨滴携带的电荷量的最小值约为（ ） A ．2 C B. 4 C C. 6 C D. 8 C （天津卷）5.在静电场中，将一正电荷从a 点移到b 点，电场力做了负功，则( ) A ．b 点的电场强度一定比a 点大 B ．电场线方向一定从b 指向a C ．b 点的电势一定比a 点高 D ．该电荷的动能一定减小 （天津卷）12.（20分）质谱分析技术已广泛应用 于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意 如图，M 、N 为两块水平放置的平行金属极板，板长为 L ，板右端到屏的距离为D ，且D 远大于L ，O’O 为垂直 于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离O’O 的距离。以屏中心O 为原点建立xOy 直角坐标系，其中x 轴沿水平方向，y 轴沿竖直方向。 （1）设一个质量为m 0、电荷量为q 0的正离子以速度v 0沿O’O 的方向从O’点射入，板间不加电场和磁场时，离子打在屏上O 点。若在两极板间加一沿+y 方向场强为E 的匀强电场，求离子射到屏上时偏离O 点的距离y 0; 4 102s 3103m ?910-?910-?910-?910- 高三物理磁场大题 1．如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场，经过Δt 时间从C 点射出磁场，OC 与OB 成600角。现将带电粒子的速度变为v/3，仍从A 点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为 A ．1 2t ? B ．2t ? C ．1 3 t ? D ．3t ? 2．半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆，单位长度电阻均为R 0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B 。杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O 开始，杆的位置由θ确定，如图所示。则 A ．θ=0时，杆产生的电动势为2Bav B ．3 π θ= 3Bav C ．θ=0时，杆受的安培力大小为23(2)R B av π+ D． 3 π θ=时，杆受的安培力大小为 2 3 (53)R B av π+ 3．如图，质量分别为m A 和m B 的两小球带有同种电荷，电荷最分别为q A 和 q B ，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2（θ1＞θ2）。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别v A和v B ，最大动能分别为E kA 和E kB 。则（） （A）m A一定小于m B （B）q A一定大于q B （C）v A一定大于v B （D）E kA一定大于E kB 4．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V，6W”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈中电压表和电流表（可视为理想的）的示数分别是 A．120V，0.10A B．240V，0.025A C．120V，0.05A D．240V，0.05A 5．如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度 第 1 页 共 61 页 2021年北京市高考物理专题复习：电场解析版 1．如图所示，一半径为R 的竖直光滑圆轨道与水平轨道平滑连接，水平轨道上有一轻质弹 簧，其左端固定在墙壁上，右端与质量为m 、电荷量为+q 的小物块（视为质点）接触但不相连，水平轨道AB 段光滑，BC 段粗糙且其长度L ＝3R ，倾斜轨道CD 段粗糙且与BC 段平滑连接，倾斜轨道所在区域有水平向右的匀强电场，场强大小E ＝等手今向左推小物块压缩弹簧至某一位置后静止释放小物块，小物块由AB 段进入圆轨道，通过圆轨道后在BC 段和CD 段上滑动，若小物块与BC 段和CD 段的动摩擦因数相同，倾斜轨道与水平面间的夹角θ＝37°．重力加速度为g ，取SIN37°＝0.6，COS37°＝0.8 （1）若小物块恰能通过圆轨道的最高点，求弹簧的弹性势能Ep ； （2）若小物块将弹簧压缩到弹性势能E p 2=143mgR ，释放后小物块在倾斜轨道能到达 的最高点为P ，在此过程中，小物块的电势能减少了△E p =43mgR ，求小物块在BC 段克 服摩擦力所做的功W ． 【解答】解：（1）小物块恰能通过圆轨道的最高点，则小物块重力完全充当向心力，根据牛顿第二定律： mg ＝m v 2R 代入数据得：v =√gR 根据能量的转化与守恒：E p ＝mg2R +12mv 2= 5mgR 2 （2）若弹簧的弹性势能为：E P2=143mgR ， 在电场中，设小物块在BC 段的位移为x ，则 △E 电＝qExcos θ 解得x =5R 2 小物块由A 到P 的全过程，由能量守恒定律，得 E P2+△E 电＝μmgl+μ（mgcos θ+qEsin θ）x+mgxsin θ 解得μ=34 上海市各区县2017届高三物理试题电场专题分类精编 一、选择题 1、（2017崇明第12题）如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线，A 、B 是这条直线上的两点，一 带正电粒子以速度υA 向右经过A 点向B 点运动，经过一段时间后，粒子以速度υB 经过B 点，且υB 与υA 方向相反，不计粒子重力，下面判断正确的是 A ．A 点的场强一定大于B 点的场强 B ．A 点的电势一定高于B 点的电势 C ．粒子在A 点的速度一定大于在B 点的速度 D ．粒子在A 点的电势能一定小于在B 点的电势能 2、（2017虹口第5题）三个点电荷附近的电场线分布如图所示，c 是电量相等的两个负电荷连线的中点， d 点在正电荷的正上方，c 、d 到正电荷的距离相等，则（ ） （A ）c 点的电场强度为零 （B ）b 、d 两点的电场强度不同 （C ）a 点的电势比b 点的电势高 （D ）c 点的电势与d 点的电势相等 3、（2017虹口第8题）如图所示，一带正电的点电荷固定于O 点，两虚线圆均以O 为圆心。两实线分别为带电粒子M 和N 先后在电场中运动的轨迹，a 、b 、c 、d 、e 为轨迹和虚线圆 的交点，不计重力。下列说法中正确的是（ ） （A ）M 、N 均带负电荷 （B ）M 在b 点的速度小于它在a 点的速度 （C ）N 在c 点的电势能小于它在e 点的电势能 （D ）N 在从e 点运动到d 点的过程中电场力先做正功后做负功 4、（2017嘉定、长宁第8题）带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a 点以初速度v 0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b 点，如图所示，实线是电场线，关于粒子，下列说法正确的是（ ） （A ）在a 点的加速度大于在b 点的加速度 （B ）在a 点的电势能小于在b 点的电势能 （C ）在a 点的速度小于在b 点的速度 （D ）电场中a 点的电势一定比b 点的电势高 v A v B A B 1、在半径为R 的半圆形区域中有一匀强磁场，磁场的方 向 垂直于纸面，磁感应强度为B 。一质量为m ，带有电 量q 的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD 方向经P 点 （AP ＝d ）射入磁场（不计重力影响）。 ⑴如果粒子恰好从A 点射出磁场，求入射粒子的速度。 ⑵如果粒子经纸面内Q 点从磁场中射出，出射方向与半圆在Q 点切线方向的夹角为φ（如图）。求入射粒子的速度。 解：⑴由于粒子在P 点垂直射入磁场，故圆弧轨道的圆心在AP 上，AP 是直径。 设入射粒子的速度为v 1 2 11/2 v m qBv d = 解得：12qBd v m = ⑵设O /是粒子在磁场中圆弧轨道的圆心，连接O / Q ，设O /Q ＝R /。 由几何关系得： /OQO ?∠= 由余弦定理得：2 /22//()2cos OO R R RR ?=+ - 解得：[] /(2) 2(1cos )d R d R R d ?-= +- 设入射粒子的速度为v ，由2 /v m qvB R = 解出：[] (2) 2(1cos )qBd R d v m R d ?-= +- 2、（17分） 如图所示，在xOy 平面的第一象限有一匀强电场， 电场的方向平行于y 轴向下；在x 轴和第四象限的射线OC 之间有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B ，方向垂直于纸面向外。有一质量为m ，带有电荷量+q 的质点由电场左侧平行于x 轴射入电场。质点到达x 轴上A 点时，速度方向与x 轴的夹角为φ，A 点与原点O 的距离为d 。接着，质点进入磁场，并垂直于OC 飞离磁场。不计重力影响。若OC 与x 轴的夹角也为φ，求：⑴质点在磁场中运动速度的大小；⑵匀强电场的场强大小。 解：质点在磁场中偏转 90o ，半径qB mv d r = =φsin ，得m qBd v φsin =； v 电场 一、选择题(每小题6分,共54分) 1.(2020届广东六校第一次联考,5)如图,静电场中的一条电场线上有M、N两点,箭头代表电场的方向,则() A.M点的电势比N点的低 B.M点的电场强度大小一定比N点的大 C.正电荷在M点的电势能比在N点的大 D.电子在M点受到的电场力大小一定比在N点的小 2.(2019广东一模,21)(多选)如图所示,点电荷Q1、Q2固定于边长为L的正三角形的两顶点上,将点电荷Q3(电荷量未知)固定于正三角形的中心,Q1=Q2=+q。在正三角形第三个顶点上放入另一点电荷Q,且Q=-q,点电荷Q恰好处于平衡状态。已知静电力常量为k,不计各电荷受到的重力,下列说法正确的是() A.若撤去Q3,则Q将做匀加速直线运动 B.Q3的电荷量为-√3q 3 C.若不改变Q的电性,仅改变其电荷量,Q将不再受力平衡 D.若将Q1的电荷量改为-q,则Q受到的合力大小为2kq2 L2 3.(2020届珠海月考,8)如图所示,有两对等量异种电荷,放在正方形的四个顶点处,a、b、c、d 为正方形四个边的中点,O为正方形的中心,下列说法中正确的是() A.O点电场强度为零 B.a、c两点的电场强度大小相等、方向相反 C.将一带正电的试探电荷从b点沿直线移动到d点,电场力做功为零 D.将一带正电的试探电荷从a点沿直线移动到c点,试探电荷具有的电势能增大 4.(2019广州二模,21)(多选)水平放置的平行板电容器与电源相连,下极板接地。带负电的液滴静止在两极板间P点,以E表示两极板间的场强,U表示两极板间的电压,φ表示P点的电势。若电容器与电源断开,保持下极板不动,将上极板稍微向上移到某一位置,则() A.U变大,E不变,φ不变 B.U不变,E变小,φ降低 C.液滴将向下运动 一、 磁场的描述 磁场对电流的作用 1.(有效长度)（单选）一通电直导线与x 轴平行放置，匀强磁场的方向 与xOy 坐标平面平行，导线受到的安培力为F 。若将该导线做成34 圆环，放置在xOy 坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，两端点ab 连线 也与x 轴平行，则圆环受到的安培力大小为( ) A ．F B.23πF C.223πF D.32π3 F 1.解析：选C 根据安培力公式，安培力F 与导线长度L 成正比；若将该导线做成34 圆环，由L ＝34×2πR ，解得圆环的半径R ＝2L 3π，34圆环ab 两点之间的距离L ′＝2R ＝22L 3π 。由F L ＝F ′L ′解得：F ′＝223π F ，选项C 正确。 2．(多选)一金属条放置在相距为d 的两金属轨道上，如图所示。现让金属条以v 0的初速度从AA ′进入水平轨道，再由CC ′进入半径为r 的竖直圆轨道，金属条到达竖直圆轨道最高点的速度大小为v ，完成圆周运动后，再回到水平轨道上，整个轨道除圆轨道光滑外，其余均粗糙，运动过程中金属条始终与轨道垂直且接触良好。已知由外电路控制流过金属条的电流大小始终为I ，方向如图中所示，整个轨道处于水平向右的匀强磁场中，磁感应强度为B ，A 、C 间的距离为L ，金属条恰好能完成竖直面内的圆周运动。重力加速度为g ，则由题中信息可以求出( ) A ．金属条的质量 B ．金属条在磁场中运动时所受的安培力的大小和方向 C ．金属条运动到D D ′时的瞬时速度 D ．金属条与水平粗糙轨道间的动摩擦因数 2.解析：选ABD 在圆轨道最高点，由牛顿第二定律，有BId ＋mg ＝m v 2 r ，所以选项A 正确；由题中信息可求出金属条在磁场中运动时所受的安培力的大小和方向，选项B 正确；由于不知道CD 间距，故不能求出金属条运动到DD ′时的瞬时速度，所以选项C 错误；由 动能定理得：－(mg ＋BId)·2r －μ(mg ＋BId)·L ＝12m v 2－12 m v 02，可以求出动摩擦因数μ，所以选项D 正确。 3.（求极值)(单选)如图所示，两平行光滑金属导轨CD 、EF 间距为L ，与电动势为E 0的电源相连，质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平 高三物理第一轮复习电场专题回顾1 姓名班级 1、两个大小相同的小球带有同种电荷(可看作点电荷)，质量分别为m1和m2，带电量分别是 q1和q2，用绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与铅垂线方向成夹角α1和 α2，且两球同处于一水平线上，如右图，若α1＝α2，则下述结论正确的是：() A.q1一定等于q2 B.一定满足q1/m1=q2/m2 C.m1一定等于m2 D.必定同时满足q1=q2 m1=m2 (考查库仑定律的应用) 2.电场中有一点P，下列哪些说法是正确的：() A.若放在P点的检验电荷的电量减半，则P点的场强减半。 B.若P点没有检验电荷，则P点的场强为零。 C.P点的场强越大，则同一种电荷在P点受到的电场力越大。 D.P点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向。 (考查E的决定因素及判断方法) 3.如图为静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是：() A.这个电场可能是负点电荷的电场。 B.这个电场可能是匀强电场。 C.点电荷在A点受到的电场力比在B点时受到的电场力大。 D.负电荷在B点时受到的电场力的方向沿B点切线方向。 (考查电场线与E大小关系) 4.如下图，A、B两点电场强度相等的是：( ) A B C D (考查E为矢量还是标量) 5.两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两外，如右图，A处电荷带正电Q1，B处电荷带 负电Q2，且Q2＝4Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在AB直线上。欲使整个系 统处于平衡状态，则：( ) A.Q3为负电荷，且放于A左方 B.Q3为负电荷，且放于B右方 C.Q3为正电荷，且放于AB之间 D.Q3为正电荷，且放于B右方 (在系统中考查库仑定律) 6.如右图是表示在一个电场中的a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的 电量跟它所受电场力的函数关系图像，那么下列叙述正确的是：( ) A.这个电场是匀强电场 B.abcd四点的场强大小关系是E d＞E a＞E b＞E c C.abcd四点的场强大小关系是E a＞E b＞E d＞E c D.无法确定这四个点的场强大小关系 (E＝F/q，考查学生的综合分析能力) 7.在一个点电荷+Q的电场中，一群负离子恰好能沿着以点电荷为圆弧从a运动到b，如右图， 则这些负离子只具有相同的：( ) A.动能和电量 B.动量和电量 C.质量和速度 D.质量和电量 (在力学的基础上库仑定律的综合应用) 8.如下图所示为某电场中的一条电场线，在这条直线上有a、b两点，用Ea、Eb表示a、b 两处的场强大小，则：( ) A.a、b两点场强大小相同 B.电场线从a指向b，E a＞E b C.电场线是直线，且E a＝E b D.不知a、b附近的电场线分布，E a、E b的大小不能确定 (考查电场线的知识) 9.一个质量m=30g，带电量q＝-1.7×10-8c的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强电场中， 电场线水平。当小球静止时，测得悬线与竖直方向成30°夹角，如右图，求该电场的场 强的大小，说明场强方向。（物体受力平衡分析库仑定律） 10.一粒子质量为m，带电量为+Q，以初速度v与水平方向成45°角射向空间匀强电场区域， 粒子恰作直线运动。求这匀强电场的最小场强的大小，并说明方向。 (考查E＝F/q F＝Eq，矢量。) 高三物理电场专题复习针对训练题 班级姓名学号 一、选择题： 1、如图是点电荷电场中的一条电场线，下面说法正确的是（B ） A．A点场强一定大于B点场强 B．在B点释放一个电子，将一定向A点运动 C．这点电荷一定带正电 D．正电荷运动中通过A点时，其运动方向一定沿AB方向 2、用6伏干电池对一个电容器充电时（B ） A．只要电路不断开，电容器的带电量就会不断增加 B．电容器接电源正极的极扳带正电，接电源负极的极板带负电 C．电容器两极板所带电量之和叫做电容器的带电量 D．充电后电容器两极板之间不存在电场 3、将电量为3×10-6C的负电荷,放在电场中A点,受到的电场力大小为6×10-3N,方向水平向右，则将电量为6×10-6C的正电荷放在A点，受到的电场力为（B ） A．1.2×10-2N，方向水平向右B．1.2×10-2N，方向水平向左 C．1.2×102N，方向水平向右D．1.2×102N，方向水平向左 4、在点电荷Q的电场中，距Q为r处放一检验电荷q，以下说法中正确的是（A ） A．r处场强方向仅由Q的正、负决定 B．q在r处的受力方向仅由Q的正、负决定 C．r处场强的正、负由场强零点的选择决定 D．r处场强的正、负由q的正、负决定 5、关于场强的概念，下列说法正确的是（C ） 6、关于电场强度和电场线，下列说法正确的是（D ） A．在电场中某点放一检验电荷后，该点的电场强度会发生改变 B．由电场强度的定义式E=F/q可知，电场中某点的E与q成反比，与q所受的电场力F成正比C．电荷在电场中某点所受力的方向即为该点的电场强度方向 D．初速为零、重力不计的带电粒子在电场中运动的轨迹可能不与电场线重合 7、a、b两个电容器，a的电容大于b的电容（A ） A．若它们的带电量相同，则a的两极板的电势差小于b的两极板的电势差 B．若它们两极板的电势差相等，则a的带电量小于b的带电量 C．a的带电量总是大于b的带电量 高考物理电磁学知识点之磁场技巧及练习题附答案 一、选择题 1．电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(单位时间内通过管内某横截面的流体的体积)。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空的部分的长、宽、高分别为图中的a 、b 、c 。流量计的两端与输送流体的管道相连(图中虚线)，图中流量计的上、下两面是金属材料，前、后两面是绝缘材料，现给流量计所在处加磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前、后两面，当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两面分别与一串联了电阻R 的电流表的两端连接，I 表示测得的电流值，已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为( ) A ．()I c bR B a ρ+ B ．()I b aR B c ρ+ C ． () I a cR B b ρ+ D ． ()I bc R B a ρ+ 2．如图所示，边长为L 的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab 边中点和ac 边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，此时导线框通电处于静止状态，细线的拉力为F 1；保持其他条件不变，现虚线下方的磁场消失，虚线上方有相同的磁场同时电流强度变为原来一半，此时细线的拉力为F 2 。已知重力加速度为g ，则导线框的质量为 A ． 21 23F F g + B ．21 2 3F F g - C ． 21 F F g - D ．21 F F g + 3．如图所示，虚线为两磁场的边界，左侧磁场垂直纸面向里，右侧磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B 。一边长为L 、电阻为R 的单匝正方形导体线圈abcd ，水平向右运动到图示位置时，速度大小为v ，则（ ） A ．ab 边受到的安培力向左，cd 边受到的安培力向右 B ．ab 边受到的安培力向右，cd 边受到的安培力向左高三物理高考第一轮专题复习——电磁场(含答案详解)
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