高考物理二輪復習 專題升級訓練十 電場與磁場綜合專題升級訓練卷

1、專題升級訓練十電場與磁場綜合（滿分：100分時間：60分鐘）一、選擇題（本題共8小題，每小題7分，共56分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確）1（2012·山東德州模擬）如圖所示，虛線AB和CD分別為橢圓的長軸和短軸，相交于O點，兩個等量異種點電荷分別固定在橢圓的兩個焦點M、N上，A、E兩點關于M點對稱。下列說法錯誤的是（）。AA、B兩點電勢、場強均相同BC、D兩點電勢、場強均相同CA點的場強小于E點的場強D帶正電的試探電荷在O點的電勢能小于在E點的電勢能2（2012·天津模擬）如圖所示，質量為m、帶電荷量為q的油滴從空中自由下落t1時間后，進入水平放置的帶電極板

2、間，再經過t2時間速度變?yōu)榱?，則極板間電場力對油滴產生的加速度為（不計空氣阻力）（）。ABC D3（2012·合肥高三教學質量檢測）在光滑絕緣水平面的P點正上方O點固定了一電荷量為Q的正點電荷，在水平面上的N點，由靜止釋放電荷量為q的負檢驗電荷，其質量為m，該檢驗電荷經過P點時速度為v，圖中60°，規(guī)定電場中P點的電勢為零。則在Q形成的電場中（）。AN點電勢高于P點電勢BP點電場強度大小是N點的2倍CN點電勢為D檢驗電荷在N點具有的電勢能為mv24點電荷A和B，分別帶正電和負電，電荷量分別為4Q和Q，在AB連線上，如圖電場強度為零的地方在（）。AA和B之間 BA右側CB左側

3、 DA的右側及B的左側5如圖所示，兩個帶等量正電荷的小球與水平放置的光滑絕緣桿相連，并固定在垂直紙面向外的勻強磁場中，桿上套有一個帶正電的小環(huán)，帶電小球和小環(huán)都可視為點電荷。若將小環(huán)由靜止從圖示位置開始釋放，在小環(huán)運動的過程中，下列說法正確的是（）。A小環(huán)的加速度的大小不斷變化B小環(huán)的速度將一直增大C小環(huán)所受的洛倫茲力一直增大D小環(huán)所受的洛倫茲力方向始終不變6（2012·蘭州模擬）實驗室經常使用的電流表是磁電式儀表。這種電流表的構造如圖甲所示。蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的。當線圈通以如圖乙所示的電流時，下列說法不正確的是（）。A線圈轉到什么角度，它的平面都跟磁感線平行B線圈

4、轉動時，螺旋彈簧被扭動，阻礙線圈轉動C當線圈轉到圖乙所示的位置時，b端受到的安培力方向向上D當線圈轉到圖乙所示的位置時，安培力的作用使線圈沿順時針方向轉動7空間存在垂直于紙面方向的均勻磁場，其方向隨時間做周期性變化，磁感應強度B隨時間t變化的圖象如圖所示。規(guī)定B0時，磁場的方向穿出紙面。一電荷量q5×107 C、質量m5×1010 kg的帶電粒子，位于某點O處，在t0時以初速度v0 m/s沿某方向開始運動。不計重力的作用，不計磁場的變化可能產生的一切其他影響。則在磁場變化N個（N為整數(shù)）周期的時間內帶電粒子的平均速度的大小等于（）。A m/s Bm/sC2 m/s D2 m

5、/s8（2012·北京海淀模擬）在x軸上方有垂直于紙面向外的勻強磁場，同一種帶電粒子從O點射入磁場。當入射方向與x軸正向的夾角45°時，速度為v1、v2的兩個粒子分別從a、b兩點射出磁場，如圖所示，當為60°時，為了使粒子從ab的中點c射出磁場，則速度應為（）。A（v1v2） B（v1v2）C（v1v2） D（v1v2）二、非選擇題（本題共3小題，共44分）9（14分）（2012·安徽阜陽一中高三模擬）如圖甲所示，豎直放置的金屬板A、B中間開有小孔，小孔的連線沿水平放置的金屬板C、D的中間線，粒子源P可以間斷地產生質量為m、電荷量為q的帶正電粒子（初速不

6、計），粒子在A、B間被加速后，再進入金屬板C、D間偏轉并均能從此電場中射出。已知金屬板A、B間的電壓UABU0，金屬板C、D長度為L，間距dL/3。兩板之間的電壓UCD隨時間t變化的圖象如圖乙所示。在金屬板C、D右側有一個垂直紙面向里的均勻磁場分布在圖示的半環(huán)形帶中，該環(huán)帶的內、外圓心與金屬板C、D的中心O點重合，內圓半徑R1L/3，磁感應強度B0。已知粒子在偏轉電場中運動的時間遠小于電場變化的周期（電場變化的周期T未知），粒子重力不計。圖甲 圖乙圖丙（1）求粒子離開偏轉電場時，在垂直于板面方向偏移的最大距離。（2）若所有粒子均不能從環(huán)形磁場的右側穿出，求環(huán)帶磁場的最小寬度。（3）若原磁場無外

7、側半圓形邊界且磁感應強度B按如圖丙所示的規(guī)律變化，設垂直紙面向里的磁場方向為正方向。tT/2時刻進入偏轉電場的帶電微粒離開電場后進入磁場，t3T/4時該微粒的速度方向恰好豎直向上，求該粒子在磁場中運動的時間為多少？10（12分）（2012·河北衡水模擬）在真空中，半徑r3×102 m的圓形區(qū)域內有勻強磁場，方向如圖所示，磁感應強度B0.2 T，一個帶正電的粒子，以初速度v0106 m/s從磁場邊界上直徑ab的一端a射入磁場，已知該粒子的比荷108 C/kg，不計粒子重力。求：（1）粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑是多少？（2）若要使粒子飛離磁場時有最大偏轉角，求入射時v0方

8、向與ab的夾角及粒子的最大偏轉角。11（18分）如圖所示，在一底邊長為2a，30°的等腰三角形區(qū)域（D在底邊中點），有垂直紙面向外的勻強磁場?，F(xiàn)有一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子從靜止開始經過電勢差為U的電場加速后，從D點垂直于EF進入磁場，不計重力和空氣阻力的影響。（1）若粒子恰好垂直于EC邊射出磁場，求磁場的磁感應強度B為多少？（2）改變磁感應強度的大小，粒子進入磁場偏轉后能打到ED板，求粒子從進入磁場到第一次打到ED板的最長時間是多少？（3）改變磁感應強度的大小，可以再延長粒子在磁場中的運動時間，求粒子在磁場中運動的極限時間。（不計粒子與ED板碰撞的作用時間。設粒子與ED板碰

9、撞前后，電荷量保持不變并以相同的速率反彈）參考答案1A解析：取無窮遠處電勢為零，CD左側電勢均為正值，右側電勢均為負值，CD連線上電勢為零，根據(jù)等量異種電荷形成的電場的特點可知ECED，故A錯誤，B正確；兩電荷在A處的場強方向相反，在E處場強方向一致，所以EAEE，C正確；由于O點電勢為零，E點電勢為正值，所以帶正電的試探電荷在O點的電勢能小于在E點的電勢能，D正確。2C解析：設油滴剛要進入平行板時的速率為v，則gt1t2，可得極板間電場力對油滴產生的加速度a，C正確。3C解析：正電荷形成的電場中，距離越遠，電勢越小，無窮遠處電勢為零，N點的電勢顯然小于P點的電勢，A錯誤；孤立電荷Q產生的電場

10、強度Ek，NO2PO，所以P點電場強度的大小是N點電場強度大小的4倍，選項B錯誤；從N點到P點，電場力做正功Wmv2，檢驗電荷的電勢能減少了W，WqUNPq（PN）mv2，由于P點的電勢P0，所以N點的電勢為，電荷在P點的電勢能為零，從N點到P點，電場力做正功，電勢能減少，N點的電勢能為mv2，選項D錯誤。4C解析：因為A帶正電，B帶負電，所以只有A右側和B左側電場強度方向相反，因為QAQB，所以只有B左側才有可能EA與EB等量反向，因而才可能有EA和EB矢量和為零的情況。5A解析：小環(huán)釋放后，在電場力的作用下向左加速運動，加速度逐漸減小，到達桿的中點時速度最大，然后向左減速運動，加速度逐漸增

11、大，速度減為零后返回，故選項A對，B錯；由于速度大小變化，洛倫茲力的大小也在變，選項C錯；小環(huán)左右來回運動，洛倫茲力的方向不斷改變，選項D錯。6C解析：由于磁場是均勻輻向分布的，因此線圈平面始終與磁感線平行，故A正確；線圈轉動時，會使彈簧扭動，產生一個阻礙彈簧轉動的力，故B正確；當線圈轉動到題圖乙所示的位置時，a端所受到的安培力方向向上，b端所受到的安培力方向向下，使線圈順時針轉動，故D正確，C錯誤，因此本題應選C。7C解析：帶電粒子在磁場中的運動半徑為r0.01 m，周期為T0.02 s，作出粒子的軌跡示意圖如圖所示，所以在磁場變化N個（N為整數(shù)）周期的時間內，由平均速度的定義式m/s2m/

12、s，即C選項正確。8D解析：設Oal1，Obl2，則Oc，由幾何關系可得Ral1，Rbl2，RcOc解得v3（v1v2），故D正確。9解析：（1）設粒子進入偏轉電場瞬間的速度為v0，對粒子加速過程由動能定理得qU0mv進入偏轉電場后，加速度a設運動時間為t，則有Lv0t只有tT/2時刻進入偏轉電場的粒子，垂直于極板方向偏移的距離最大，yat2帶入數(shù)據(jù)解得yL（2）t時刻進入偏轉電場的粒子剛好不能穿出磁場時的環(huán)帶寬度為磁場的最小寬度。設粒子進入磁場時的速度為v，對粒子的偏轉過程有qU0mv2mv解得v在磁場中做圓周運動的半徑為R如圖所示，設環(huán)帶外圓半徑為R2，則（R2R）2RR2解得R2L所求d

13、R2R1（1）L（3）微粒運動軌跡如圖所示，微粒在磁場中做勻速圓周運動的周期為T1設粒子離開電場時偏轉角為，則tan 解得30°由幾何關系可知微粒運動T/4時間軌跡對應的圓心角為：120°此過程微粒運動的時間為t由圖可知微粒在磁場中運動的時間tT1T1T1T110答案：（1）5×102 m（2）37°74°解析：（1）粒子射入磁場后，由于不計重力，所以洛倫茲力充當圓周運動需要的向心力，根據(jù)牛頓第二定律有qv0B，所以R5×102 m。（2）粒子在圓形磁場區(qū)域軌跡為一段半徑R5 cm的圓弧，要使偏轉角最大，就要求這段圓弧對應的弦最長，即為場區(qū)的直徑，粒子運動軌跡的圓心O在ab弦的中垂線上，如圖所示。由幾何關系可知：sin 0.6，所以37°，而最大偏轉角為274°。11答案：（1）（2）（3）解析：（1）依題意，粒子經電場加速射入磁場時的速度為v。由qUmv2得v粒子在磁場中做勻速圓周運動，其圓心在E點，如圖所示，半徑r1a由洛倫茲力提供向心力：qvBm由式得：B。（2）粒子速率恒定，從進入磁場到第一次打到ED板的圓周軌跡與EC邊相切時，路程最長，運動時間最長。如圖，設圓周