物理届高考二轮精品复习资源专题六电场磁场的基本性质Word下载.docx
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带电粒子在匀强电场中的运动和
平抛运动的类比。
2.静电力做功的求解方法
(1)由功的定义式W=FICOSa来求;
⑵利用结论“电场力做功等于电荷电势能变化量的负值”来求,即W=-AEp;
(3)利用Wab=qUAB来求。
3.电场中的曲线运动的分析:
采用运动合成与分解的思想方法。
4.匀强磁场中的圆周运动解题关键
找圆心:
若已知进场点的速度和出场点,可以作进场点速度的垂线,依据是F洛丄v,与进出场点连线的垂直
平分线的交点即为圆心;
若只知道进场位置,则要利用圆周运动的对称性定性画出轨迹,找圆心,禾U用平面几何知识求解问题。
(45分钟)
限时训练
O经典常规题
1.(多选)静电场中,一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动,N为粒子运动轨迹上的另
外一点,贝U()
A•运动过程中,粒子的速度大小可能先增大后减小
B.在M、N两点间,粒子的轨迹一定与某条电场线重合
C.粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能
D.粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行
【解析】在两个同种点电荷的电场中,一带同种电荷的粒子在两电荷的连线上自M点(非两点电荷连线的
中点)由静止开始运动,粒子的速度先增大后减小,选项A正确;
带电粒子仅在电场力作用下运动,若运动到
N点的动能为零,则带电粒子在N、M两点的电势能相等;
仅在电场力作用下运动,带电粒子的动能和电势能之和保持不变,可知若粒子运动到N点时动能不为零,则粒子在N点的电势能小于其在M点的电势能,故粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能,选项C正确;
若静电场的电场线不是直线,带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹不会与电场线重合,选项B错误;
若粒子运动轨迹为曲线,根据粒子做曲线运动的条件,
可知粒子在N点所受电场力的方向一定不与粒子轨迹在该点的切线平行,选项D错误。
【答案】AC
2.如图所示,在直角三角形acd中,
/a=60°
三根通电长直导线垂直纸面分别放置在a、b、c三点,其中b为ac的中点。
三根导线中的电流大
kI
小分别为I、2I、31,方向均垂直纸面向里。
通电长直导线在其周围空间某点产生的磁感应强度B=蚩,其中I
r
表示电流强度,r表示该点到导线的距离,k为常数。
已知a点处导线在d点产生的磁感应强度大小为Bo,则
d点的磁感应强度大小为()
【解析】设直角三角形的ad边长为r,则ac边长为2r,
根据直导线产生的磁感应强度公式可得a点处导线在d点产生的磁感应强度大小为Bo=心,由安培定则知方
31
向水平向左;
同理有c点处导线在d点产生的磁感应强度大小为B1=k='
3B0,方向竖直向下;
b点处导
勺3r
21Bi
线在d点产生的磁感应强度大小为B2=kf=2Bo,方向垂直于bd斜向左下方;
如图所示,因£
=3=tan60;
可知Bi和Bo的合磁感应强度沿B2的方向,故d点的磁感应强度大小为B合=B2+.'
'
Bo2+Bi2=4Bo,方向垂直
于bd斜向左下方,故选D。
【答案】D
©
高频易错题
1.(多选)如图所示,竖直面内固定的均匀带电圆环半径为
环的最高点用绝缘丝线悬挂一质量为
m、带电荷量为q的小球(大小不计),小球在垂直圆环
.xZ.■
1
o
I
R,带电荷量为+Q,在圆
中心O距离为R,已知静电力常量为
小球到圆环
平面的对称轴上处于平衡状态,
k,重力加速度为g,则小球所处位置的电场强度为(
B.2q
【解析】对小球受力分析可知mgtan45
=qE,解得E=呼,选项A正确,B错误;
由于圆环不能看作点电荷,我们取圆环上一部分
Ax,总电荷量
AckQAckQAxkQAc
为Q,则该部分电荷量为2nRQ;
该部分电荷在小球处产生的电场强度为Ei=2n_2R=r—=4n3,方
2n巳2RR
Ei相同,如图所示,则两
向沿该点与小球的连线指向小球;
同理取以圆心对称的相同的一段,其电场强度与
个场强的合场强为Ef=2kOAXcos45=警Q冬,方向沿圆心与小球的连线向外;
因圆环上各点均在小球处
产生电场,则合场强为E=nREi=AX^4n^=
「亦2kQ,方向水平向左,选项C错误,D正确。
【答案】AD
2.(多选)如图所示,在某空间的一个区域内有一直线PQ
与水平面成45。
角,在PQ两侧存在垂直于纸面且方向相反的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。
位于直线上
的a点有一粒子源,能不断地水平向右发射速率不等的相同粒子,粒子带正电,电荷量为q,质量为m,所
有粒子运动过程中都经过直线PQ上的b点,已知ab=d,不计粒子重力及粒子相互间的作用力,则粒子的
速率可能为()
迈qBd也qBd
A.6mB.4m
2qBd
2m
DHqBd
m
【解析】由题意可知粒子可能的运动轨迹如图所示,所
有圆弧的圆心角均为90°
所以粒子运动的半径r=¥
•(n=1,2,3…),由洛伦兹力提供向心力得qvB=m*,贝Vv==2^詁=1,2,3…),故A、B、C正确,D错误。
【答案】ABC
0精准预测题
如图所示,光滑斜面上放置一根通有恒定电流的导体
棒,空间有垂直斜面向上的匀强磁场B,导体棒处于静止状态。
现将匀强磁场的方向沿图示方向缓慢旋转到水
平方向,为了使导体棒始终保持静止状态,匀强磁场的磁感应强度应同步()
A.增大B.减小
【解析】对导体棒进行受力分析,如图所示,当磁场方向
缓慢旋转到水平方向,安培力方向缓慢从图示位置转到竖直向上,因为初始时刻安培力沿斜面向上,与支持力方向垂直时最小,所以安培力一直变大,而安培力F安=BIL,所以磁场一直增大,B、C、D错误,A正确。
【答案】A
2•如图所示,A、B是两块水平放置的平行金属板,一带电小球垂直于电场线方向射入板间,小球将向A
极板偏转,为了使小球沿入射方向做直线运动,可采用的方法是()
A.将带正电的小球改为带负电
B•将滑动变阻器滑片P适当向左滑动
C•适当增大小球所带电荷量
D•将极板间距适当增大
【解析】一带电小球垂直于电场线方向射入极板区域后,偏向A极板,则小球所受电场力向上且电场力大
于重力,故小球带负电,选项A错误;
将滑动变阻器滑片P适当向左滑动,滑动变阻器接入电路电阻变小,
电路中总电阻减小,电路中电流增大,定值电阻两端电压增大,电容器两端电压增大,板间场强增大,电场力
C错误;
将极板间距适当增大,
增大,选项B错误;
适当增大小球所带电荷量,小球所受电场力增大,选项
板间场强减小,小球所受电场力减小,选项
D正确。
3•如图所示,在竖直面内A点固定有一带电的小球,可视
为点电荷。
在带电小球形成的电场中,有一带电粒子在水平面内绕0点做匀速圆周运动,下列说法正确的是()
A.粒子运动的水平面为等势面
B.粒子运动的轨迹在一条等势线上
C.粒子运动过程中所受的电场力不变
D.粒子的重力可以忽略不计
【解析】粒子在水平面内做匀速圆周运动,合力充当向心力并指向圆心,粒子的电场力的方向沿两者连线
方向并不指向圆心,因此粒子需要在电场力和重力的合力作用下做匀速圆周运动,且粒子和带电小球相互吸
引,故D错误;
粒子在运动过程中电场力的大小不变但是方向发生变化,因此电场力变化,C错误;
假设粒子
运动的平面为等势面,电场线的方向垂直于等势面,粒子所在平面的电场线沿竖直方向,粒子所受电场力也就
沿竖直方向,但由库仑力的特点可知粒子所受电场力沿两者连线方向,因此假设不成立,A错误;
由点电荷的
电势$=kQ可知在点电荷中距离相等的点电势相等,故粒子运动的轨迹在一条等势线上,B正确。
【答案】B
4.(多选)如图所示,粗糙木板MN竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。
t=0时,一个质量为m、
电荷量为q的带正电物块沿MN以某一初速度竖直向下滑动,则物块运动的v—t图象可能是()
【解析】设初速度为vo,若满足mg=Ff=(1BN,因Fn=Bqvo,则mg=卩Bqv滑块向下做匀速运动,选项
A正确;
若mg>卩Bqv,则滑块开始有向下的加速度,由a=空——于塾可知,随速度增加,加速度减小,即滑
做减速运动,由a=卩Bq——mg可知,随速度减小,加速度减小,即滑块做加速度减小的减速运动,最后达到匀速状态,则选项C正确。
【答案】ACD
5•利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度
B的大小。
用绝缘轻质丝线把底部长为L、电阻为R、
质量为m的“U”形线框固定在力敏传感器的挂钩上,并用轻质导线连接线框与电源,导线的电阻忽略不计。
当有拉力F作用于力敏传感器的挂钩上时,拉力显示器可以直接显示力敏传感器所受的拉力。
当线框接入恒定电压为Ei时,拉力显示器的示数为Fi;
接入恒定电压为E2时(电流方向与电压为Ei时相反),拉力显示器的
示数为F2。
已知Fi>F2,则磁感应强度B的大小为()
R(Fi—F2)
A•B=
L(Ei—E2)
CR(Fi+F2)
【解析】当线框接入恒定电压为
Ei时,
拉力显示器的示数为Fi,则Fi=mg+B^Rl;
接入恒定电压为E2
C•—L(Ei-E2)
E2R(Fi——F2)
时(电流方向与电压为Ei时相反),拉力显示器的示数为F2,则F2=mg-B^L;
联立解得B=--,选
RL(Ei+E2)
项B正确。
6.(多选)如图所示,下端封闭、上
端开口、高h=5m内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有质量m=i0g,电荷量的绝对值|q|=0.2C的小球,
整个装置以v=5m/s的速度沿垂直于磁场方向进入磁感应强度B=0.2T,方向垂直纸面向内的匀强磁场,由
于外力的作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端管口飞出。
g取i0m/s2。
下列说法中正确的
是()
A.小球带负电
B.小球在竖直方向做匀加速直线运动
C.小球在玻璃管中的运动时间小于1s
D.小球机械能的增加量为1J
【解析】由左手定则可知,小球带正电,选项A错误;
玻璃管在水平方向做匀速运动,则小球竖直方向
直方向的加速度a=m
B|q|v—mg0.2X0.2X5-0.01X10
0.01
m/s2=10m/s2,在管中运动的时间t=
s=1s,选项C错误;
小球到管口时的竖直分速度
12
vy=at=10m/s,机械能的增加量:
AE=mgh+q
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- 物理 高考 二轮 精品 复习 资源 专题 电场 磁场 基本 性质