2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)試題（全國通用）能量觀點(diǎn)和動量觀點(diǎn)在電磁學(xué)中的應(yīng)用

專題05能量觀點(diǎn)和動量觀點(diǎn)在電磁學(xué)中的應(yīng)用

一、單選題

1.（2022.浙江.高考真題）某種氣體一電子放大器的局部結(jié)構(gòu)是由兩塊夾有絕緣介質(zhì)的平

行金屬薄膜構(gòu)成，其上存在等間距小孔，其中相鄰兩孔截面上的電場線和等勢線的分布如

圖所示。下列說法正確的是（）

A”點(diǎn)所在的線是等勢線

B.方點(diǎn)的電場強(qiáng)度比c點(diǎn)大

C.b、c兩點(diǎn)間的電勢差的值比a、c兩點(diǎn)間的大

D,將電荷沿圖中的線從d—L/jg移動時電場力做功為零

2.（2022?湖南?高考真題）如圖，四根完全相同的均勻帶正電絕緣長棒對稱放置在長方體

的四條長邊“、b、c、d上。移去。處的絕緣棒，假定另外三根絕緣棒電荷分布不變。關(guān)于

長方體幾何中心。點(diǎn)處電場強(qiáng)度方向和電勢的變化，下列說法正確的是（）

a

b：

6d；

A.電場強(qiáng)度方向垂直指向電勢減小

B.電場強(qiáng)度方向垂直指向c,電勢減小

C.電場強(qiáng)度方向垂直指向a,電勢增大

D.電場強(qiáng)度方向垂直指向c,電勢增大

3.（2022?江蘇?高考真題）如圖所示，正方形48C。四個頂點(diǎn)各固定一個帶正電的點(diǎn)電

荷，電荷量相等，。是正方形的中心?，F(xiàn)將A點(diǎn)的電荷沿OA的延長線向無窮遠(yuǎn)處移動,

則（）

A.在移動過程中,。點(diǎn)電場強(qiáng)度變小

B.在移動過程中,C點(diǎn)的電荷所受靜電力變大

C.在移動過程中,移動的電荷所受靜電力做負(fù)功

D.當(dāng)其移動到無窮遠(yuǎn)處時，。點(diǎn)的電勢高于A點(diǎn)

4.（2022?湖北?天門市教育科學(xué)研究院二模）如圖所示，空間有一帶正電的點(diǎn)電荷，圖中

的實(shí)線是以該點(diǎn)電荷為圓心的同心圓，這些同心圓位于同一豎直平面內(nèi)，"N為一粗糙直

桿，A、8、C、。是桿與實(shí)線圓的交點(diǎn)，一帶正電的小球（視為質(zhì)點(diǎn)）穿在桿上，以速度

%從4點(diǎn)開始沿桿向上運(yùn)動，到達(dá)C點(diǎn)時的速度為匕則小球由A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程

中，下列說法正確的是（

A.小球減少的機(jī)械能一定等于克服摩擦力做的功

B.小球減少的機(jī)械能一定大于克服摩擦力做的功

C.小球的機(jī)械能可能增加

D,以上都有可能

5.（2022?重慶?高考真題）如圖1所示，光滑的平行導(dǎo)電軌道水平固定在桌面上，軌道間

連接一可變電阻，導(dǎo)體桿與軌道垂直并接觸良好（不計桿和軌道的電阻），整個裝置處在垂

直于軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場中。桿在水平向右的拉力作用下先后兩次都由靜止開始做勻

加速直線運(yùn)動，兩次運(yùn)動中拉力大小與速率的關(guān)系如圖2所示。其中，第一次對應(yīng)直線

①，初始拉力大小為用，改變電阻阻值和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小后，第二次對應(yīng)直線②，初始拉

力大小為2見，兩直線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為3尸°。若第一次和第二次運(yùn)動中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之

比為鼠電阻的阻值之比為機(jī)、桿從靜止開始運(yùn)動相同位移的時間之比為久則攵、〃?、n可

能為（）

磁場

A.%=2、機(jī)=2、〃=2B.%=2-^2Atn=2、〃=5/2

C.k=a、，w=3、n=5/2D.%=26、m=6、n=2

6.（2022?湖南嚀鄉(xiāng)市教育研究中心模擬預(yù)測）光滑導(dǎo)軌間距d=0.5m,導(dǎo)軌間有一足夠?qū)?/p>

的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌兩端分別接有電阻R=3Q的電阻和阻值為

&=6Q的小燈泡，，=0時，一電阻r=2。的導(dǎo)體棒MN處在磁場的左邊界處，之后在外

力作用下以速度u=4sinl0w恰好能在磁場兩邊界間往返運(yùn)動，導(dǎo)軌的電阻不計，導(dǎo)體棒與

導(dǎo)軌接觸良好，在導(dǎo)體棒MN以后的運(yùn)動中（）

A.導(dǎo)體棒MN從磁場左邊到右邊過程中，通過的電量為0.4C

B.導(dǎo)體棒在磁場中做勻變速運(yùn)動

C.小燈泡的功率為gw

D.導(dǎo)體棒運(yùn)動到磁場中間位置時，電阻R的電流為gA

7.（2022.北京.首都師范大學(xué)附屬中學(xué)三模）如圖所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在同一

水平面內(nèi)，間距為"其左端接阻值為R的定值電阻，整個裝置處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)

度為B的勻強(qiáng)磁場中，一質(zhì)量為根的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置，且接觸良好?，F(xiàn)給導(dǎo)體

棒例N—水平向右的初速度匕，經(jīng)過時間f,導(dǎo)體棒MN向右運(yùn)動的距離為x,速度變?yōu)?/p>

v20不計金屬導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒MN的電阻。甲、乙兩位同學(xué)根據(jù)以上條件，分別求解在時間r

內(nèi)通過電阻R的焦耳熱。，具體過程如下：（）

甲同學(xué)：

乙同學(xué)：

在這段時間內(nèi)，導(dǎo)體棒MN

XXMXXXX在導(dǎo)體棒向右運(yùn)動的

切割磁感線的感應(yīng)電動勢

X過程中，導(dǎo)體棒損失

-Bdx

E=Bdv=^的動能最終轉(zhuǎn)化為電

XX

阻的焦耳熱，則有

所以R

XXNXXXX

Q=T2Rt=—t=B2d2x2Q=-mv^-Lmvl

A.兩位同學(xué)的解法都正確

B.兩位同學(xué)的解法都錯誤

C.甲同學(xué)的解法正確，乙同學(xué)的解法錯誤

D.甲同學(xué)的解法錯誤，乙同學(xué)的解法正確

二、多選題

8.（2022?全國?高考真題）地面上方某區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場，將一帶正電荷

的小球自電場中P點(diǎn)水平向左射出。小球所受的重力和電場力的大小相等，重力勢能和電

勢能的零點(diǎn)均取在尸點(diǎn)。則射出后，（）

A.小球的動能最小時，其電勢能最大

B.小球的動能等于初始動能時，其電勢能最大

C.小球速度的水平分量和豎直分量大小相等時，其動能最大

D,從射出時刻到小球速度的水平分量為零時，重力做的功等于小球電勢能的增加量

9.（2022?全國?高考真題）如圖，兩根相互平行的光滑長直金屬導(dǎo)軌固定在水平絕緣桌面

上，在導(dǎo)軌的左端接入電容為C的電容器和阻值為R的電阻。質(zhì)量為〃八阻值也為R的導(dǎo)

體棒MN靜止于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好，導(dǎo)軌電阻忽略不計，整個系統(tǒng)處于方

向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。開始時，電容器所帶的電荷量為Q,合上開關(guān)S后，（）

A.通過導(dǎo)體棒MN電流的最大值為烏

B.導(dǎo)體棒MN向右先加速、后勻速運(yùn)動

C.導(dǎo)體棒MM速度最大時所受的安培力也最大

D.電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱大于導(dǎo)體棒MN上產(chǎn)生的焦耳熱

10.（2022?江西宜春?模擬預(yù)測）如圖所示，在光滑絕緣水平桌面上建立一個直角坐標(biāo)系，

在坐標(biāo)系的第一、四象限的兩塊區(qū)域內(nèi)分別存在垂直桌面向上、向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)

強(qiáng)度大小均為20T,磁場邊界線的方程為y=0.5sin2nx（m）（0<x<1.0m）o在水平桌面

上靜置一個長1m、寬0.5m的矩形單匝導(dǎo)線框Hcd,其電阻R=1Q,ab、de邊與x軸平

行，在拉力廠的作用下，線框從圖示位置開始沿x軸正方向以大小為lm/s的速度勻速穿

過整個磁場區(qū)域，下列說法正確的是（）

A.線框中的感應(yīng)電流最大為1A

B"c邊到達(dá)x=0.75m時，拉力產(chǎn)的功率為4W

C.整個過程中拉力廠所做的功為1.25J

D.整個過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為1.5J

11.（2022?山東?模擬預(yù)測）如圖所示，水平金屬導(dǎo)軌P、Q間距為L,M、N間距為2L,P

與例相連，。與N相連，金屬棒〃垂直于P、。放置，金屬棒6垂直于M、N放置,整個

裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中?，F(xiàn)給棒〃一大小為田、水平

向右的初速度，假設(shè)導(dǎo)軌都足夠長，兩棒質(zhì)量均為見在棒”的速度由血咸小到0.8%的過

程中，兩棒始終與導(dǎo)軌接觸良好。以下說法正確的是（）

A.俯視時感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針

B.棒人的最大速度為0.4%

C.回路中產(chǎn)生的焦耳熱為O.lmvl

D.通過回路中某一截面的電荷量為繆

jBL

三、解答題

12.（2022?遼寧?高考真題）如圖所示，光滑水平面A8和豎直面內(nèi)的光滑,圓弧導(dǎo)軌在B

4

點(diǎn)平滑連接，導(dǎo)軌半徑為R.質(zhì)量為m的帶正電小球?qū)⑤p質(zhì)彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋

放，脫離彈簧后經(jīng)過B點(diǎn)時的速度大小為廊，之后沿軌道50運(yùn)動。以。為坐標(biāo)原點(diǎn)建

立直角坐標(biāo)系xQy,在xN-R區(qū)域有方向與x軸夾角為6=45。的勻強(qiáng)電場，進(jìn)入電場后小

球受到的電場力大小為0，咫。小球在運(yùn)動過程中電荷量保持不變，重力加速度為g。

求：

(1)彈簧壓縮至A點(diǎn)時的彈性勢能；

(2)小球經(jīng)過。點(diǎn)時的速度大??；

(3)小球過。點(diǎn)后運(yùn)動的軌跡方程。

13.(2022.重慶.高考真題)某同學(xué)以金屬戒指為研究對象，探究金屬物品在變化磁場中的

熱效應(yīng)。如圖所示，戒指可視為周長為L、橫截面積為5、電阻率為。的單匝圓形線圈，

放置在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于戒指平面。若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在加時間內(nèi)從0

均勻增加到品，求：

(1)戒指中的感應(yīng)電動勢和電流；

(2)戒指中電流的熱功率。

14.(2022?湖北,高考真題)如圖所示，高度足夠的勻強(qiáng)磁場區(qū)域下邊界水平、左右邊界豎

直，磁場方向垂直于紙面向里。正方形單匝線框〃歷d的邊長L=0.2m、回路電阻R=1.6

x103Q.質(zhì)量,〃=0.2kg。線框平面與磁場方向垂直，線框的ad邊與磁場左邊界平齊，ab

邊與磁場下邊界的距離也為L?，F(xiàn)對線框施加與水平向右方向成0=45。角、大小為4夜N

的恒力尸，使其在圖示豎直平面內(nèi)由靜止開始運(yùn)動。從外邊進(jìn)入磁場開始，在豎直方向線

框做勻速運(yùn)動；A邊進(jìn)入磁場時，兒邊恰好到達(dá)磁場右邊界。重力加速度大小取g二

10m/s2,求：

(1)必邊進(jìn)入磁場前，線框在水平方向和豎直方向的加速度大??；

(2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和線框進(jìn)入磁場的整個過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱；

(3)磁場區(qū)域的水平寬度。

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