专题8.电场与磁场（原卷版）--2023高考二轮复习_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_二轮复习_2023年高考物理二轮复习二十五专题精练287608825_专题8电场与磁场

2023高考二轮复习二十五专题 专题八、电场与磁场 第一部分 织网点睛，纲举目张 1．电场强度的三个公式 2．电场能的性质 3．等势面与电场线的关系 (1)电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面。 (2)电场线越密的地方，等差等势面也越密。 (3)沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，电场力一定做功。 4．电容、电容器 (1)电容：①定义式：C＝或C＝； ②决定式：C＝。 (2)平行板电容器的两类动态分析 两种情况 电路结构 动态分析 d↑→C↓→Q↓ 电容器始终接 U不变 d↑→E↓ 在恒压电源上 S↑→C↑→Q↑ d↑→C↓→U↑ 电容器充电后 Q不变 →E不变 断电 S↑→C↑→U↓→E↓ 5.磁场的叠加及安培力 (1)地磁场的分布：北半球，竖直分量向下；南半球，竖直分量向上；地球上各处，水 平分量向北；赤道上空，磁感应强度水平向北。 (2)磁场的叠加：几根通电导线的磁场的叠加——安培定则(右手螺旋定则)，磁感应强 度垂直于半径线；遵循矢量叠加。 (3)安培力 6．带电粒子在磁场中的受力情况 (1)磁场只对不沿磁感线运动的电荷有力的作用，对静止的电荷或沿磁感线运动的电荷 无力的作用。 (2)洛伦兹力的大小和方向：其大小为F＝qvBsin θ，注意：θ为v与B的夹角；F的方 向由左手定则判定，四指的指向应为正电荷运动的方向或负电荷运动方向的反方向。 (3)洛伦兹力做功的特点：由于洛伦兹力始终和速度方向垂直，所以洛伦兹力永不做功。 第二部分 实战训练，高考真题演练 1．（2022新高考海南卷）某带电体周围的电场线和等势面如图所示，设 A点的电场强度 为E ，电势为φ ，B点的电场强度为E ，电势为φ ，则有 A A B B A. E ＞E ， B. E ＜E A B A B C.，φ ＞φ D. φ ＜φ A B A B2．. （2022新高考江苏卷）如图所示，正方形ABCD四个顶点各固定一个带正电的点电荷， 电荷量相等，O是正方形的中心。现将A点的电荷沿OA的延长线向无穷远处移动，则（ ） A. 在移动过程中，O点电场强度变小 B. 在移动过程中，C点的电荷所受静电力变大 C. 在移动过程中，移动的电荷所受静电力做负功 D. 当其移动到无穷远处时，O点的电势高于A点 3. （2022高考上海物理学科水平测试）水平面上有一带电量为Q的均匀带电圆环，圆心 为O，其中央轴线上距离O点为d的位置处也有带电量为q的点电荷。若点电荷受到的电 场力为F，则F k （k为静电力恒量）(选填：“＞”、“＜”或“＝”)。静电力 恒量k的单位为 （用“SI单位制”中的基本单位表示）。 4. （2022高考辽宁物理）如图所示，带电荷量为 的球1固定在倾角为 光滑 绝缘斜面上的a点，其正上方L处固定一电荷量为 的球2，斜面上距a点L处的b点有 质量为m的带电球3，球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并在b点处于静止状态。此时弹簧的压缩量为 ，球2、3间的静电力大小为 。迅速移走球1后，球3沿斜面向下运 动。 为重力加速度，球的大小可忽略，下列关于球3的说法正确的是（ ） A. 带负电 B. 运动至a点的速度大小为 C. 运动至a点的加速度大小为 D. 运动至ab中点时对斜面的压力大小为 5. （2022高考河北）如图，真空中电荷量为 和 的两个点电荷分别位于 点 与 点，形成一个以MN延长线上 点为球心，电势为零的等势面（取无穷处电势为零）， 为MN连线上的一点，S为等势面与直线MN的交点， 为等势面上的一点，下列说法正 确的是（ ） A. 点电势低于 点电势 B. 点电场强度方向指向O点C. 除无穷远处外，MN直线上还存在两个电场强度为零的点 D. 将正试探电荷 从T点移到P点，静电力做正功 6. （2022山东物理） 半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀 分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为 的小 圆弧上的电荷。将一点电荷q置于 延长线上距O点为 的D点，O点的电场强度刚 好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为（ ） A. 正电荷， B. 正电荷， C. 负电荷， D. 负电荷， 7. （2022·全国理综乙卷·19） 如图，两对等量异号点电荷 、 固定于正方形 的4个项点上。L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，O为内切圆的圆心，M为 切点。则（ ）A. L和N两点处的电场方向相互垂直 B. M点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左 C. 将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做正功 D. 将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功为零 8．（2022年6月浙江选考）如图为某一径向电场示意图，电场强度大小可表示为 ， a为常量。比荷相同的两粒子在半径r不同的圆轨道运动。不考虑粒子间的相互作用 及重力，则 A．轨道半径r小的粒子角速度一定小 B．电荷量大的粒子的动能一定大 C．粒子的速度大小与轨道半径r一定无关 D．当加垂直纸面磁场时，粒子一定做离心运动 9．（2022年6月浙江选考）如图所示，带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在 匀强电场，板长为L（不考虑边界效应）。t=0时刻，M板中点处的粒子源发射两个速 度大小为v 的相同粒子，垂直M板向右的粒子，到达N板时速度大小为 ；平行M 0 板向下的粒子，刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用，则A．M板电势高于N板电势 B．两个粒子的电势能都增加 C．粒子在两板间的加速度为 D．粒子从N板下端射出的时间 10. （2022年1月浙江选考）某种气体—电子放大器的局部结构是由两块夹有绝缘介质的 平行金属薄膜构成，其上存在等间距小孔，其中相邻两孔截面上的电场线和等势线的分布 如图所示。下列说法正确的是（ ） A. a点所在的线是等势线 B. b点的电场强度比c点大 C. b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大 D. 将电荷沿图中的线从d→e→f→g移动时电场力做功为零 11．（2022新高考海南卷）如图，带正电q= 的物块A放在水平桌面上，利用细绳通过光滑的滑轮与B相连，A处在匀强电场中， ，从O开始，A与桌面 的动摩擦因数 随x的变化如图所示，取O点电势能为零，A、B质量均为 ，B离滑轮 的距离足够长，则（ ） A．它们运动的最大速度为 B．它们向左运动的最大位移为 C．当速度为 时，A的电势能可能是 D．当速度为 时，绳子的拉力可能是 12．（2022新高考海南卷）某带电体周围的电场线和等势面如图所示，设 A点的电场强度 为E ，电势为φ ，B点的电场强度为E ，电势为φ ，则有 A A B B A. E ＞E ， B. E ＜E A B A B C.，φ ＞φ D. φ ＜φ A B A B13. （2022高考河北）如图，真空中电荷量为 和 的两个点电荷分别位于 点与 点，形成一个以MN延长线上 点为球心，电势为零的等势面（取无穷处电势为 零）， 为MN连线上的一点，S为等势面与直线MN的交点， 为等势面上的一点，下列 说法正确的是（ ） A. 点电势低于 点电势 B. 点电场强度方向指向O点 C. 除无穷远处外，MN直线上还存在两个电场强度为零的点 D. 将正试探电荷 从T点移到P点，静电力做正功 14．（2022·全国理综甲卷·21）地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正 电荷的小球自电场中Р点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能 和电势能的零点均取在Р点。则射出后，（ ） A．小球的动能最小时，其电势能最大 B．小球的动能等于初始动能时，其电势能最大 C．小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大 D．从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量 15．（2022重庆高考）如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化 的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压 不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则（ ）A．材料竖直方向尺度减小 B．极板间电场强度不变 C．极板间电场强度变大 D．电容器电容变大 16. （2022·全国理综乙卷·19） 如图，两对等量异号点电荷 、 固定于正方形 的4个项点上。L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，O为内切圆的圆心，M为 切点。则（ ） A. L和N两点处的电场方向相互垂直 B. M点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左 C. 将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做正功 D. 将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功为零 17．（2022年6月浙江选考）如图所示，带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存 在匀强电场，板长为L（不考虑边界效应）。t=0时刻，M板中点处的粒子源发射两个 速度大小为v 的相同粒子，垂直M板向右的粒子，到达N板时速度大小为 ；平行 0 M板向下的粒子，刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用，则A．M板电势高于N板电势 B．两个粒子的电势能都增加 C．粒子在两板间的加速度为 D．粒子从N板下端射出的时间 18．（2022重庆高考）如图为两点电荷Q、 的电场等势面分布示意图，Q、 位于x轴 上，相邻等势面的电势差为 。若x轴上的M点和N点位于 等势面上，P为某等势面 上一点，则（ ） A．N点的电场强度大小比M点的大 B．Q为正电荷 C．M点的电场方向沿x轴负方向 D．P点与M点的电势差为 19. （2022新高考江苏卷）如图所示，两根固定的通电长直导线a、b相互垂直，a平行于 纸面，电流方向向右，b垂直于纸面，电流方向向里，则导线a所受安培力方向（ ） A. 平行于纸面向上B. 平行于纸面向下 C. 左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里 D. 左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外 20. （2022高考上海） 四根电阻均匀分布的电阻丝连接成一个闭合的正方形线框，Q为正 方形线框的中点。当强度为I的电流从a点流入d点流出时，ad边在O点产生的磁场方向 为 （选填：“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”）。已知直导线 在O点产生的磁场大小与流经导线的电流大小成正比，若ad边在O点产生的磁场磁感应 强度为B，则整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为 。 21. （2022高考湖北物理）在如图所示的平面内，分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两 部分，一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的 匀强磁场，磁感应强度大小均为B，SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小 不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与SP成30°角。已知离子比荷为k，不计 重力。若离子从Р点射出，设出射方向与入射方向的夹角为θ，则离子的入射速度和对应θ 角的可能组合为（ ） A. kBL，0° B. kBL，0° C. kBL，60° D. 2kBL，60° 22. （2022高考湖北物理）如图所示，两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒定， 方向与金属棒垂直、与水平向右方向的夹角θ可调。导体棒沿导轨向右运动，现给导体棒 通以图示方向的恒定电流，适当调整磁场方向，可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减 速运动。已知导体棒加速时，加速度的最大值为 g；减速时，加速度的最大值为 g， 其中g为重力加速度大小。下列说法正确的是（ ） A. 棒与导轨间的动摩擦因数为 B. 棒与导轨间的动摩擦因数为 C. 加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，θ=60° D. 减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，θ=150° 23. （2022高考辽宁物理）粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如 图所示。内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。两个粒子先后从P点沿径 向射入磁场，粒子1沿直线通过磁场区域后打在探测器上的M点。粒子2经磁场偏转后打 在探测器上的N点。装置内部为真空状态，忽略粒子重力及粒子间相互作用力。下列说法 正确的是（ ） A. 粒子1可能为中子 B. 粒子2可能为电子C. 若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器上的Q点 D. 若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测器上的Q点 24．（2022·全国理综甲卷·18）空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面 （ 平面）向里，电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下， 从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是（ ） A． B． C． D． 25. （2022·全国理综乙卷·21）一种可用于卫星上的带电粒子探测装置，由两个同轴的半圆 柱形带电导体极板（半径分别为R和 ）和探测器组成，其横截面如图（a）所示，点 O为圆心。在截面内，极板间各点的电场强度大小与其到O点的距离成反比，方向指向O 点。4个带正电的同种粒子从极板间通过，到达探测器。不计重力。粒子1、2做圆周运动， 圆的圆心为O、半径分别为 、 ；粒子3从距O点 的位置入射并 从距O点 的位置出射；粒子4从距O点 的位置入射并从距O点 的位置出射，轨迹如 图（b）中虚线所示。则（ ）A. 粒子3入射时的动能比它出射时的大 B. 粒子4入射时的动能比它出射时的大 C. 粒子1入射时的动能小于粒子2入射时的动能 D. 粒子1入射时的动能大于粒子3入射时的动能 26. （2022·全国理综乙卷·18）安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁 感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在 某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。 根据表中测量结果可推知（ ） 测量序号 B/μT B/μT B/μT x y z 1 0 21 - 45 2 0 - 20 - 46 3 21 0 - 45 4 - 21 0 - 45 A. 测量地点位于南半球 B. 当地的地磁场大小约为50μT . C 第2次测量时y轴正向指向南方D. 第3次测量时y轴正向指向东方 27．（2022·高考广东物理）如图7所示，磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场和 垂直纸面向里的匀强磁场。电子从M点由静止释放，沿图中所示轨迹依次经过N、P两点。 已知M、P在同一等势面上，下列说法正确的有（ ） A．电子从N到P，电场力做正功 B．N点的电势高于P点的电势 C．电子从M到N，洛伦兹力不做功 D．电子在M点所受的合力大于在P点所受的合力 28．（2022·高考广东物理）如图6所示，一个立方体空间被对角平面MNPQ划分成两个区 域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某 一速度从立方体左侧垂直 平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。下列关于质子运动轨 迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是（ ） A． B． C． D．29．（2022年6月浙江选考）下列说法正确的是 A．恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用 B．小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向 C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大 D．升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率 30. （2022·全国理综乙卷·24）如图，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为 的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直 于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为 ；在 到 时间内，磁感应强度大小随时间t的变化关系为 。求: （1） 时金属框所受安培力的大小； （2）在 到 时间内金属框产生的焦耳热。 31．（15分）（2022·高考广东物理）密立根通过观测油滴的运动规律证明了电荷的量子性， 因此获得了1923年的诺贝尔奖。图13是密立根油滴实验的原理示意图，两个水平放置、 相距为d的足够大金属极板，上极板中央有一小孔。通过小孔喷入一些小油滴，由于碰撞 或摩擦，部分油滴带上了电荷。有两个质量均为 、位于同一竖直线上的球形小油滴A和 B，在时间t内都匀速下落了距离 。此时给两极板加上电压U（上极板接正极），A继续 以原速度下落，B 经过一段时间后向上匀速运动。B 在匀速运动时间 t 内上升了距离，随后与A合并，形成一个球形新油滴，继续在两极板间运动直至匀速。已知 球形油滴受到的空气阻力大小为 ，其中k为比例系数，m为油滴质量，v为油滴 运动速率。不计空气浮力，重力加速度为g。求： （1）比例系数k； （2）油滴A、B的带电量和电性；B上升距离 电势能的变化量； （3）新油滴匀速运动速度的大小和方向。 32．(2020·全国卷Ⅰ)图(a)所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C 两端的电压U 。如果U 随时间t的变化如图(b)所示，则下列描述电阻R两端电压U 随时 C C R 间t变化的图像中，正确的是( ) 33.[多选](2020·全国卷Ⅱ)如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆 分别均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环水平直径上的两个点，c、d 为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等。则( )A．a、b两点的场强相等 B．a、b两点的电势相等 C．c、d两点的场强相等 D．c、d两点的电势相等 34.[多选](2020·全国卷Ⅲ)如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q(q＞ 0)的点电荷固定在P点。下列说法正确的是( ) A．沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大 B．沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小 C．正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大 D．将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负 35．(2020·浙江7月选考)特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所 示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流I 1 和I ，I>I 。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根 2 1 2 导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不 考虑地磁场的影响，则( ) A．b点处的磁感应强度大小为0 B．d点处的磁感应强度大小为0 C．a点处的磁感应强度方向竖直向下 D．c点处的磁感应强度方向竖直向下 36．[多选](2020·江苏高考)如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球 (不计重力)。开始时，两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E，在静电力作用 下，小球绕轻杆中点O转到水平位置。取O点的电势为0。下列说法正确的有( ) A．电场E中A点电势低于B点 B．转动中两小球的电势能始终相等 C．该过程静电力对两小球均做负功 D．该过程两小球的总电势能增加 第三部分 思路归纳，内化方法 1. 特殊电场场强的四种求法 在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情境变换为简单的或熟悉的 等效法 电场情境，如将一个点电荷＋q与一个无限大薄金属板形成的电场， 可等效为两个异种点电荷形成的电场 利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电 对称法 场的叠加问题大为简化 补偿法 将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为完整的球面，从而化难为易 将带电体分成许多可看成点电荷的微小带电体，先根据库仑定律求出 微元法 每个微小带电体的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强 2. 电场性质的判断 ①根据电场线的疏密判断 判断电场强弱 ②根据公式E＝k和场强叠加原理判断 ①根据电场线的方向判断 判断电势高低 ②由U ＝判断 AB ③根据电场力做功(或电势能)判断 ①根据E＝qφ判断 p 判断电势能大小 ②根据ΔE＝－W ，由电场力做功判断 p 电 3. 电场中轨迹类问题的思维导图 4. Ex图线 (1)由图线确定电场强度的变化情况，E>0表示场强沿正方向，E<0表示场强沿负方向。 (2)Ex图线与x轴所围成的面积表示电势差，如果取 x＝0处为电势零点，则可由图像 的面积分析各点电势的高低，综合分析粒子的运动，进一步确定粒子的电性、电场力做功 及粒子的动能变化、电势能变化等情况。 5. φ x图像 (1)电场强度的大小等于φ x图线的斜率大小，电场强度为零处，φ x图线存在极值， 其切线的斜率为零。 (2)在φ x图像中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度 的方向。 (3)在φ x图像中分析电荷移动时电势能的变化，可用W ＝qU ，进而分析W 的正负， AB AB AB 然后作出判断。 6. Ex图像 p(1)描述电势能随位移变化的规律。 (2)根据电势能的变化可以判断电场力做功的正、负。 (3)根据W＝－ΔE＝Fx，图像Ex的斜率的绝对值表示电场力的大小。 p p 7. 电场中带电粒子的vt图像 根据v t图像的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场力的方 向与电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化。 8. 磁场叠加问题的一般解题思路 (1)确定磁场场源，如通电导线。 (2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在 这一点上产生的磁场的大小和方向。如图所示，B 、B 为M、N处 M N 的通电直导线在c点产生的磁场。 (3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的c点合磁场的磁感应强度为B。 9.安培力 (1)直线电流的安培力 ①大小：电流与磁场平行时，安培力为零；电流与磁场垂直时，安培力最大，为F＝ BIL。 ②方向：由左手定则判定。 (2)不规则形状通电导线的安培力 ①常规方法：采用分段法或微元法，先求出每段直导线或每个电流元受到的安培力， 再运用力的矢量合成法则求出总的安培力。 ②等效长度法：如图所示的虚线，用“导线两端连线的长度”代入安培力公式F＝BIL 中的L。 (3)利用结论 ①同向平行电流相互吸引，异向平行电流相互排斥。 ②两个电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。 利用这两个结论可以很容易判断出通电导线的受力方向。 第四部分 最新模拟集萃，提升应试能力 1.（2023广州天河一模）人体的细胞膜模型图如图所示，由磷脂双分子层组成，双分子层 之间存在电压（医学上称为膜电位）。现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为 d，膜内的电 场可以视为匀强电场，简化模型如图所示。初速度可以视为零的正一价钠离子仅在电场力 作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是A. A点电势低于B点电势 B. 钠离子的电势能减小 C. 钠离子的加速度变大 D. 若膜电位不变，当d越大时，钠离子进入细胞内的速度越大 2. （2022年9月甘肃张掖一诊）在x轴上有两个点电荷q、q，其静电场的电势 在x轴 1 2 上分布如图所示。下列说法正确的有（ ） A. q 和q 带有同种电荷 1 2 B. x 处的电场强度为零 1 C. 负电荷从x 移到x，电势能减小 1 2 D. 负电荷从x 移到x，受到的静电力增大 1 2 3. （2022年9月甘肃张掖一诊）如图所示，虚线为某电场中的三条电场线1、2、3，实线 表示一带负电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，则下列说法中正 确的是（ ） A. 粒子在a点的加速度大小大于在b点的加速度大小 B. 粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 C. 粒子在a点的速度大小大于在b点的速度大小D. a点的电势高于b点的电势 4．（2022年9月河北示范性高中调研）如图所示，水平面内有一正方形区域ABCD，所在 的平面与某一匀强电场平行，在A点有一个粒子源沿各个方向发射带负电的粒子，若与AB 成45°的方向以 的速度射入正方形区域的粒子恰好垂直于BC打到了E点，E点是 BC的中点，已知正方形的边长为1m，粒子的比荷为0.1C/kg，C点电势为0，不计粒子的 重力和粒子之间的相互作用，则下列说法正确的是（ ） A．该匀强电场的方向可能水平向右 B．打到E点的粒子在运动过程中动能逐渐减少，电势能逐渐增加 C．C点电势低于B点电势， D．从AD方向射入的粒子可能到达C点 5. （2023江苏南通第一次质检） 如图所示，AB是一根半圆形绝缘细线，O点为其圆心， 等量异种电荷均匀分布在细线上。P、Q是一条直径上的两点， ，点N在圆心O 正下方，设无穷远处电势为零，则（ ） A. B. C. P点的场强大于Q点的场强 D. 将负电荷从无穷远处移到N点，电场力做正功 6．（2023江西红色十校第一次联考）如图，一直线上有A、B、C三点，A点处固定一个电荷量为 的点电荷，B点处固定另一电荷量为 的点电荷，在点处由静止释放一个电荷 量很小的试探电荷，发现试探电荷在该直线上做往复运动，不计点电荷的重力，下列说法 正确的是（ ） A． B．刚释放试探电荷时，它一定向右运动 C．试探电荷与固定在A处的点电荷的电性一定相同 D．将试探电荷在A点左侧合适位置释放，它也可能做往复运动 7. （2023湖南三湘创新发展联考）如图所示，在匀强电场中，有边长为2cm的等边三角 形ABC和它的外接圆O（O点为圆心），三角形所在平面与匀强电场的电场线（图中未画 出）平行，三角形各顶点的电势分别为 、 、 ，下列说法正确 的是（ ） A. O点的电势为4V B. 匀强电场的电场强度大小为200V/m，方向由C指向A C. 圆周上电势最低点的电势为2V D. 将电子从圆周上的一点移至另一点，电子的电势能最多减小 8.（2022年9月辽宁省朝阳市凌源市质检）如图所示，电动势为 、内阻不计的直流电源 与平行板电容器连接，电容器下极板接地，带负电油滴被固定于电容器中的 点，静电计 所带电量可被忽略。下列判断正确的是（ ）A. 若开关K闭合且将下极板竖直向上移动一小段距离后，则静电计指针张角不变，平行 板电容器的电容值将变大 B. 若开关K闭合且将下极板竖直向上移动一小段距离后，则电容器电压不变，带电油滴的 电势能不变 C. 若开关K闭合一段时间后断开，再将下极板向下移动一小段距离，则电容器中场强变小 D. 若开关K闭合一段时间后断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电 场力不变 9. （2022年9月甘肃张掖一诊）如图，一带电小球用绝缘丝线悬挂在水平天花板上，整个 装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，不计空气阻力，当小球由静止分别从等高的A点 和B点向最低点O运动，经过O点时（丝线均保持伸直状态）（ ） A. 小球所受的洛伦兹力相同 B. 丝线所受的拉力相同 C. 小球的动能相同 D. 小球的速度相同 10. （2023湖南三湘创新发展联考）在粒子物理的研究中使用的一种球状探测装置的横截 面的简化模型如图所示。内圆区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。AB和 PM分别为内圆的两条相互垂直的直径，两个粒子先后从P点沿径向射入磁场。粒子1经磁 场偏转后打在探测器上的Q点，粒子2经磁场偏转后打在探测器上的N点。装置内部为真 空状态，忽略粒子所受重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（ ）为 A. 粒子2可能 电子 B. 若两粒子的比荷相等，则粒子1的入射速度小于粒子2的入射速度 C. 若两粒子的比荷相等，则粒子1在磁场中运动的时间小于粒子2在磁场中运动的时间 D. 若减小粒子2的入射速度，则粒子2可能沿OA方向离开磁场 11. （2023河南郑州四中第一次调研）如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管 （正向电阻为零，可以视为短路；反向电阻无穷大，可以视为断路）连接，电源负极接地， 初始时电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于电容器极板间的P点且处于静止 状态。下列说法正确的是（ ） A. 减小极板间的正对面积，带电油滴会向下移动，且P点的电势会降低 B. 减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动，且P点的电势会降低 C. 断开开关S，带电油滴将向下运动 D. 将下极板上移，带电油滴将向上运动 12. （2023河南郑州四中第一次调研）安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可 以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。 某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖 直向上。根据表中测量结果可推知（ ）测量序号 1 0 21 -45 2 0 -20 -46 3 21 0 -45 4 -21 0 -45 A. 测量地点位于北半球 B. 当地的地磁场大小约为50μT C. 第2次测量时y轴正向指向西方 D. 第3次测量时y轴正向指向东方 13.（2023浙江舟山质检） 如图甲所示，高压输电线上使用“ ”形刚性绝缘支架 支撑电线，防止电线相碰造成短路。示意图如图乙所示， 、 、 、 为四根导线， 为正方形，几何中心为 ，当四根导线通有等大同向电流时（ ） A. 所受安培力的方向沿正方形的对角线 方向 B. 对 的安培力小于 对 的安培力C. 几何中心 点的磁感应强度不为零 D. 夜间高压输电线周围有时会出现一层绿色光晕，这是一种强烈的尖端放电现象 14. （2023浙江舟山质检） 如图甲所示，直线加速器由一个金属圆板（序号为0）和多个 横截面积相同的金属圆筒组成，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度遵照一定的规律依 次增加。圆板和圆筒与交流电源相连，序号为奇数的圆筒和电源的一极相连，圆板和序号 为偶数的圆筒和该电源的另一极相连，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。若 已知电子的质量为m、电荷量为e、电压的绝对值为u，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略 不计。在 时，圆板中央的一个电子在圆板和圆筒之间的电场中由静止开始加速，沿 中心轴线冲进圆筒1，电子在每个圆筒中运动的时间均小于T，且电子均在电压变向时恰从 各圆筒中射出，则（ ） A. 圆筒内存在沿轴线的电场，电子在圆筒内向右加速运动 B. 电子在各圆筒内运动时间均为 C. 在 时奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为负值 D. 第n个圆筒的长度为 15.（2023云南玉溪三中开学考试） Ioffe-Pritchard磁阱常用来约束带电粒子的运动。如图 所示，在 平面内，以坐标原点O为中心，边长为 的正方形的四个顶点上，垂直于 平面放置四根通电长直导线，电流大小相等，方向已标出，“×”表示电流方向垂直纸面 向里，“•”表示电流方向垂直纸面向外。已知电流为I的无限长通电直导线在距其r处的圆周上产生的磁感应强度大小为 ，k为比例系数。下列说法正确的是（ ） A. 直导线2、4相互排斥，直导线1、2相互吸引 B. 直导线1、4在O点的合磁场的方向沿x轴负方向 C. 直导线1、4在O点 的合磁场的磁感应强度大小为 D. 直导线2、4对直导线1的作用力是直导线3对直导线1的作用力大小的2倍 16.（2023豫北名校质检）关于静电的防止与利用，下列说法正确的是 A.飞机上的着地轮用绝缘橡胶做轮胎,是为了及时地把飞机在飞行过程中由于摩 擦而产生的电荷转移给大地,以免发生放电现象,保证飞机和乘客的安全 B.给病人做麻醉的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止麻醉药 燃烧 C.避雷针是利用了静电的尖端放电现象制作的，通常把避雷针顶端设计成球形 是为了美观 D.高压输电线表面要很光滑,才能避免因尖端放电而损失电能 17. （2023安徽A10联盟开学考试）如图, 长为 的粗细均匀的直金属棒 沿 中点 弯折, 将金属棒用两根轻质细金属线连接固定在天花板上的两个力传感 器上, 两点在同一水平面上, 金属棒有一半处在垂直于金属棒所在平面向外 的匀强磁场中, 静止时 , 两金属线竖直, 通过金属线给金属棒通 电, 电流强度大小为 , 当电流沿 方向时, 两个力传感器的示数均为 , 保持电流大小不变,将电流反向, 两力传感器的示数均为 。已知 , 则磁感应强度大小为 A. B.C. D. 。 18 (2022年9月山西摸底)“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和 探测板组成。电子偏转器的简化剖面结构如图所示。A、B表示两个同心半圆金属板， 两板间存在偏转电场，板A、B的电势分别为φ 、φ ，不同初动能的电子从偏转器左端 A B 的中央M进入，经过偏转电场后到达右端的探测板 N的不同位置。其中初动能为E 的 k0 电子沿电势为φ 的等势面C（图中虚线）做匀速圆周运动到达N的正中间，而初动能为 C E 、E 的电子分别到达探测板N的左边缘和右边缘，忽略电场的边缘效应及电子之间的相 k1 k2 互影响。下列判定正确的是 A. 偏转电场是匀强电场 B. φ ＞φ A B C. E ＜E k1 k2 D. U ＜U BC CA 19. （2023陕西师大附中期初检测）如图所示，一电荷均匀分布的带正电的圆环，半径为 R，在垂直于圆环且过圆心O的轴线上有a、b、c三个点，bO＝cO＝ ，aO＝ R， 不计重力。则下列判断正确的是（ ）A. a、c两点的电场场强大小之比为 B. b、c两点的电场场强相同 C. 一电子由a点静止释放，电子在O点的动能最大 D. 一电子由c点静止释放，能够运动到a点 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设圆环带电荷量为Q，将圆环分成n等份，则每个等份带电荷量为 每个等份可看成点电荷，每个点电荷在a点处产生的场强大小为 该场强方向与aO的夹角为30°，根据电场的叠加原理可知，a点处场强大小为 同理可得，c点处场强大小为 则 E：E＝1： a c A正确； B．由对称性可知，b、c两点的电场场强大小相等，方向相反，故场强不同，B错误； C．一电子由a点静止释放，从a运动到O时电场力做正功，动能增加，从O向下运动时， 电场力做负功，动能减少，所以电子在O点的动能最大，C正确；D．一电子从c点静止释放，从c运动到O时电场力做正功，从O运动到b点电场力做负功， 结合对称性可知，做功的大小相等，即该电子恰好运动到b点，D错误。 故选AC。 7. （2023云南昆明云南师大附中质检）光滑绝缘水平面上有一沿水平方向的匀强电场，场 强大小为E。0时刻，一带电量为q的小球以速度v进入电场区域（此后小球未离开电场区 域），并在电场力作用下在水平面上运动，经过一段时间t后，小球速度达到最小值 。 以下说法中正确的是（ ） A. 在0~t时间内，小球的电势能减小 B. 小球的质量为 C. 若场强大小变为2E、方向不变，整个运动过程中，小球最小速度为0 D. 2t时刻，小球的速度大小为v 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在0~t时间内，小球的动能减小，可知电场力做负功，电势能增加，故A错误。 B．把小球初速度分解为垂直于电场方向，记为x方向，大小为 （类斜上抛运动），则 沿电场方向，记为y方向，大小为 。小球在y方向上做匀减速直线运动，当此分速度 大小减为零时，由动量定理，有 解得小球的质量为 故B正确。C．小球在垂直电场方向不受力，做匀速直线运动，因此速度最小值仍为x方向上的速度， 即 ，故C错误。 D．由对称性可以得到2t时刻小球在y方向的速度为 ，x方向上的速度仍为 ， 故合速度大小仍为 ，故D正确。 故选BD。 6. （2023陕西师大附中期初检测） 磁流体发电的原理如图所示。将一束速度为v的等离 子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在相距为d、宽为a、长为b的两 平行金属板间便产生电压。如果把上、下板和电阻R连接，上、下板就是一个直流电源的 两极。若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为ρ，忽略边缘效应，下列判断正确 的是（ ） A. 上板为正极，电流I＝ B. 上板为负极，电流I＝ C. 下板为正极，电流I＝ D. 下板为负极，电流I＝ 【答案】C 【解析】 等离子体是由大量正、负离子组成的气体状物质，根据左手定则可知，正离子受到的洛伦兹力向下，负离子受到的洛伦兹力向上，所以下板为正极；当磁流体发电机达到稳定状态 时，极板间的离子受力平衡，满足 可得电动势U＝Bdv 根据闭合电路的欧姆定律，电流I＝ 而电源内阻r＝ρ ＝ 代入得I＝ ，故选C。 3. （2022.9月贵州贵阳开学联考）在固定正点电荷 形成的电场中，a、b、c是以点电荷 为圆心的同心圆， 与 、 与 的半径差相等，一带负电粒子经过该区域时，轨迹与 a、b、c的交点如图所示，若粒子运动过程中只受电场力的作用，则下列说法正确的是（ ） ABD 的 A. A点 电势高于B点的电势 B. A、B两点间的电势差大于B、C两点间的电势差 C. 粒子通过D点与通过B点时的速度大小相等 D. 粒子在C点的电势能大于在D点的电势能 【答案】C 【解析】 由于中心点电荷是正电荷，电场线向外，所以C点的电势高于B、D两点的电势，B点的电势高于A点的电势，带负电的粒子在电势高处的电势能小，故AD错误；由电场线分布 规律可知，离O点越远，电场强度越小，沿电场线方向相同距离的电势差越小，所以A、B 两点间的电势差小于B、C两点间的电势差，故B项错误；由于B、D两点到中心点电荷的 距离相等，所以两点的电势相等，由能量守恒定律可知，粒子通过B、D两点时的速度大 小相等，故C项正确。 【点睛】本题考查电场的性质，目的是考查学生的理解能力。 12. （2023云南昆明云南师大附中质检）如图所示，空间存在足够大的水平方向的匀强电 场（未画出），质量为 、底面粗糙的绝缘半圆形槽放置于匀强电场中，槽内有一半径为 的竖直半圆形绝缘光滑轨道，其直径 水平。一质量为m的带电小滑块（可视为质 点）自 处由静止开始沿轨道滑下，滑到最低点 的另一侧，到达 点时速度刚好为零， 此时小滑块和圆心 的连线与竖直方向的夹角 。在小滑块滑动过程中，半圆形槽 始终保持静止。已知重力加速度大小为g，求： （1）小滑块所受电场力 的大小和方向； （2）小滑块滑到半圆形轨道最低点 时，小滑块对半圆形槽的压力； （3）小滑块在滑动过程中对轨道的压力最大值。 【答案】（1） ，方向水平向右；（2） ，方向竖直向下；（3） 【解析】【详解】（1）小滑块由Q滑至B点，由动能定理有 解得 方向水平向右。 （2）小滑块由Q滑至A点，由动能定理有 在A点对小滑块受力分析，在竖直方向由牛顿第二定律有 解得 由牛顿第三定律有，在A点小滑块对半圆形轨道的压力 大小为 方向竖直向下 （3）小滑块在滑动过程中速度最大时对轨道的压力最大，此位置在等效合力最低点（弧 QB中间位置），由几何关系可知 在小滑块由Q滑至最大速度位置的过程中，由动能定理有 由牛顿第二定律得 解得 14．（13分）（2023南京六校调研）按图甲所示连接电路，当开关S闭合时，电源将使电容器两极板带上等量异种电荷，这一个过程叫做电容器充电．已知电容器的电容为C， 电源电动势大小为E． （1）求充电结束后电容器所带的电荷量Q； （2）为了检验第（1）问结果是否正确，在图甲中用电流传感器观察到充电时，电路中 电流随时间变化的i - t曲线如图乙所示，其中 为已知量．类比是一种常用的研究 方法，对于直线运动，我们学习了用v - t图像求位移的方法．请你借鉴此方法，估算充 电结束后电容器所带的电荷量的大小； （3）电容器在充电过程中，两极板间的电压u随所带电荷量q增多而增大，储存的能量 也增大．请在图丙中画出电容器充电过程中的u - q图像，并借助图像求出充电结束后 电容器储存的能量E． 0 14．（13分） （1）充电结束时，电容器两端电压等于电源的电动势，即：U = E ......................（1 分） 根据电容的定义： ，得： ................................（2分） （2）充电结束后电容器所带的电荷量等于i-t图线和横、纵轴所围的面积． 图乙中每一小格的面积为： ................................（1分） 图线下约21小格，面积为：S = 21S ................................（1分） 0 所以电容器所带的电量： ................................（2分）（答案为20IT ~ 21IT 都 0 0 0 0 算对） （3）根据以上电容的定义可知： ，画出uq图像如下图．................................（3分） 由图像可知，稳定后电容器储存的能量E 为uq图线与横轴之间的面积： ....... 0 （1分） 代入得： ................................（2分） 16. （2023陕西师大附中期初检测）如图所示，光滑水平面 和竖直面内的光滑 圆弧 导轨在B点平滑连接，导轨半径为R。质量为m的带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由 静止释放，脱离弹簧后经过B点时的速度大小为 ，之后沿轨道 运动。以O为坐 标原点建立直角坐标系 ，在 区域有方向与x轴夹角为 的匀强电场，进 入电场后小球受到的电场力大小为 。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速 度为g。求： （1）弹簧压缩至A点时的弹性势能； （2）小球经过O点时的速度大小； （3）小球过O点后运动的轨迹方程。【答案】（1） ；（2） ；（3） 【解析】 【详解】（1）小球从A到B，根据能量守恒定律得 （2）小球从B到O，根据动能定理有 解得 （3）小球运动至O点时速度竖直向上，受电场力和重力作用，将电场力分解到x轴和y轴， 则x轴方向有 竖直方向有 解得 ， 说明小球从O点开始以后的运动为x轴方向做初速度为零的匀加速直线运动，y轴方向做 匀速直线运动，即做类平抛运动，则有 ， 联立解得小球过O点后运动的轨迹方程 6. （2023湖南永州一模）如图所示，密度为 ，横截面积为S，长度为L，电阻为R的粗 细均匀的金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线悬挂，金属棒置于竖直方向的匀强磁场中， 初始细线竖直，金属棒静止。现在MN两端加上大小为U的电压，使电流由M流向N，发 现金属棒的绝缘细线向左偏离竖直方向最大摆角为37°。已知重力加速度为g，、下列正确的是（ ） A. 磁场方向竖直向下，大小为 B. 磁场方向竖直向上，大小为 C. 增长绝缘细线长度，其余条件不变，金属棒最大摆角将大于37° D. 减小金属棒长度，其余条件不变，金属棒最大摆角将小于37° 【答案】A 【解析】 【详解】AB．金属棒的绝缘细线向左偏离竖直方向最大摆角为37°，说明磁场力水平向左， 由左手定则可知磁场方向竖直向下，由动能定理 金属棒的质量 通过金属棒的电流为 联立可解得 故A正确，B错误； CD．设金属棒电阻率 ，则金属棒运动过程中磁场力不变，将重力与磁场力等效为等效重力，知金属棒经过最低点与 最高点圆弧的中点时受力平衡 可知θ与绝缘细线的长度无关，与金属棒的质量成反比，所以增长绝缘细线长度，其余条 件不变，金属棒摆角将不变；减小金属棒长度，其余条件不变，则金属棒质量减小，摆角 将大于37°，故CD错误。 （2023山西大同摸底） 8. 中科院等离子体物理研究所设计制造了全超导非圆界面托卡马克实验装置（EAST）， 这是我国科学家率先建成的世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置。将原子核 在约束磁场中的运动简化为带电粒子在匀强磁场中的运动，如图所示。磁场方向水平向右， 磁感应强度大小为B，甲粒子速度方向与磁场垂直，乙粒子速度方向与磁场方向平行，丙粒子速度方向与磁场方向间的夹角为 ，所有粒子的质量均为m，电荷量均为 ，且粒子 的初速度方向在纸面内，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则（ ） A. 甲粒子受力大小为 ，方向水平向右 B. 乙粒子的运动轨迹是抛物线 C. 丙粒子在纸面内做匀速圆周运动，其动能不变 D. 从图中所示状态，经过 时间后，丙粒子位置改变了 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于甲粒子速度方向与磁场垂直，其所受洛伦兹力为 根据左手定则，该力垂直于纸面向里，A错误； B．由于乙粒子速度方向与磁场方向平行，所受洛伦兹力为0，不计重力和粒子间的相互作 用，则乙粒子向右做匀速直线运动，B错误； C．将丙粒子的速度沿水平与竖直方向分解 ， 则丙粒子的运动可以分解为在垂直纸面的平面内的匀速圆周运动与水平向右的匀速直线运 动，即丙粒子向右做螺旋运动，C错误； D．根据上述分析，分运动具有等时性、等效性与独立性，则丙粒子在垂直纸面的平面内 的匀速圆周运动有 ，解得 丙粒子水平向右做匀速直线运动，时间t内向右运动的距离为 解得 D正确。 故选D。 7．(2020·银川模拟)某课外探究小组用如图所示实验装置测量学校所在位置的地磁场的 水平分量B，将一段细长的直导体棒南北方向放置，并与开关、导线、 k 电阻箱和电动势为E、内阻为r的电源组成如图所示的电路。在导体棒的 正下方距离为h处放一小磁针，开关断开时小磁针与导体棒平行，现闭合 开关，缓慢调节电阻箱接入电路中的电阻值，发现小磁针逐渐偏离南北方向，当电阻箱接 入电路的电阻值为9r时，小磁针的偏转角恰好为60°，已知通电长直导线周围某点磁感应 强度为B＝k(式中I为通过导线的电流强度、L为该点到通电长直导线的距离，k为常数)， 导体棒和导线电阻均可忽略不计，则该位置地磁场的水平分量B 大小为( ) k A．B＝ B．B＝ k k C．B＝ D．B＝ k k 解析：选C 由闭合电路欧姆定律可得：I＝＝， 由题目条件可知小磁针处电流产生的磁场为：B＝＝·，由小磁针的偏转角恰好为60°可 得：tan 60°＝，联立解得地磁场的水平分量的大小：B＝B＝，故C正确，A、B、D错误。 x