高考物理二輪復(fù)習(xí)第一部分專題三電場(chǎng)與磁場(chǎng)學(xué)案[共109頁]

1、專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng)學(xué)前先做高考題高考題最經(jīng)典，每做一次都有新發(fā)現(xiàn)1(2015江蘇高考)靜電現(xiàn)象在自然界中普遍存在，我國(guó)早在西漢末年已有對(duì)靜電現(xiàn)象的記載，春秋緯考異郵中有“玳瑁吸”之說，但下列不屬于靜電現(xiàn)象的是()A梳過頭發(fā)的塑料梳子吸起紙屑B帶電小球移至不帶電金屬球附近，兩者相互吸引C小線圈接近通電線圈過程中，小線圈中產(chǎn)生電流D從干燥的地毯上走過，手碰到金屬把手時(shí)有被電擊的感覺解析：選C用塑料梳子梳頭發(fā)時(shí)相互摩擦，塑料梳子會(huì)帶上電荷吸引紙屑，選項(xiàng)A屬于靜電現(xiàn)象；帶電小球移至不帶電金屬球附近，由于靜電感應(yīng)，金屬小球在靠近帶電小球一端會(huì)感應(yīng)出與帶電小球異號(hào)的電荷，兩者相互吸引，選項(xiàng)B屬于靜電現(xiàn)象；

2、小線圈接近通電線圈過程中，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，小線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)C不屬于靜電現(xiàn)象；從干燥的地毯上走過，由于摩擦生電，當(dāng)手碰到金屬把手時(shí)瞬時(shí)產(chǎn)生較大電流，人有被電擊的感覺，選項(xiàng)D屬于靜電現(xiàn)象。2(多選)(2015江蘇高考)兩個(gè)相同的負(fù)電荷和一個(gè)正電荷附近的電場(chǎng)線分布如圖所示。c是兩負(fù)電荷連線的中點(diǎn)，d點(diǎn)在正電荷的正上方，c、d到正電荷的距離相等，則()Aa點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大Ba點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高Cc點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比d點(diǎn)的大Dc點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的低解析：選ACD根據(jù)電場(chǎng)線的分布圖，a、b兩點(diǎn)中，a點(diǎn)的電場(chǎng)線較密，則a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度較大，選項(xiàng)A正確；沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電

3、勢(shì)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于c、d關(guān)于正電荷對(duì)稱，正電荷在c、d兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反；兩負(fù)電荷在c點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為0，在d點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下，根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理，c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比d點(diǎn)的大，選項(xiàng)C正確；c、d兩點(diǎn)中c點(diǎn)離負(fù)電荷的距離更小，c點(diǎn)電勢(shì)比d點(diǎn)低，選項(xiàng)D正確。3.(2016江蘇高考)一金屬容器置于絕緣板上，帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛于容器中，容器內(nèi)的電場(chǎng)線分布如圖所示，容器內(nèi)表面為等勢(shì)面，A、B為容器內(nèi)表面上的兩點(diǎn)，下列說法正確的是()AA點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的大B小球表面的電勢(shì)比容器內(nèi)表面的低CB點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與該處內(nèi)表面垂直D將檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)沿不同路徑移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力所做

4、的功不同解析：選C由題圖知，B點(diǎn)處的電場(chǎng)線比A點(diǎn)處的密，則A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是與等勢(shì)面(容器內(nèi)表面)垂直，選項(xiàng)C正確；沿任意路徑將檢驗(yàn)電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功都為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4(多選)(2017江蘇高考)在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2，其靜電場(chǎng)的電勢(shì)在x軸上分布如圖所示。下列說法正確的有()Aq1和q2帶有異種電荷Bx1處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零C負(fù)電荷從x1移到x2，電勢(shì)能減小D負(fù)電荷從x1移到x2，受到的電場(chǎng)力增大解析：選AC由題圖可知，空間的電勢(shì)有正有負(fù)，且只有一個(gè)極值，則兩個(gè)點(diǎn)電荷必定為異種電荷，A項(xiàng)正確；由E可知

5、，x圖像的切線斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，因此x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，B項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)電荷從x1移到x2的過程中，電勢(shì)升高，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，由Epq，F(xiàn)qE可知，電勢(shì)能減小，受到的電場(chǎng)力減小，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5(多選)(2015江蘇高考)一帶正電的小球向右水平拋入范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左。不計(jì)空氣阻力，則小球()A做直線運(yùn)動(dòng)B做曲線運(yùn)動(dòng)C速率先減小后增大D速率先增大后減小解析：選BC小球運(yùn)動(dòng)時(shí)受重力和電場(chǎng)力的作用，合力F方向與初速度v0方向不在一條直線上，小球做曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；將初速度v0分解為垂直于F方向的v1和沿F方向的v2，根據(jù)運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系，v1的大小不變，v2先減小后

6、反向增大，因此小球的速率先減小后增大，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。6(2017江蘇高考)如圖所示，三塊平行放置的帶電金屬薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分別位于O、M、P點(diǎn)。由O點(diǎn)靜止釋放的電子恰好能運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)?，F(xiàn)將C板向右平移到P點(diǎn)，則由O點(diǎn)靜止釋放的電子()A運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)返回B運(yùn)動(dòng)到P和P點(diǎn)之間返回C運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)返回D穿過P點(diǎn)解析：選A電子在A、B板間的電場(chǎng)中做加速運(yùn)動(dòng)，在B、C板間的電場(chǎng)中做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)A、B板間的電壓為U，B、C板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，M、P兩點(diǎn)間的距離為d，則有eUeEd0，若將C板向右平移到P點(diǎn)，B、C兩板所帶電荷量不變，由E可知，C板向右平移到P時(shí)，B、C兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，

7、由此可以判斷，電子在A、B板間做加速運(yùn)動(dòng)后，在B、C板間做減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度為零，然后返回，A項(xiàng)正確，B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。7(2017江蘇高考)一臺(tái)質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示。大量的甲、乙兩種離子飄入電壓為U0的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為0，經(jīng)加速后，通過寬為L(zhǎng)的狹縫MN沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片上。已知甲、乙兩種離子的電荷量均為q，質(zhì)量分別為2m和m，圖中虛線為經(jīng)過狹縫左、右邊界M、N的甲種離子的運(yùn)動(dòng)軌跡。不考慮離子間的相互作用。(1)求甲種離子打在底片上的位置到N點(diǎn)的最小距離x；(2)在圖中用斜線標(biāo)出磁場(chǎng)中甲種離子經(jīng)過的區(qū)域，并求該區(qū)域最窄處的寬度

8、d；(3)若考慮加速電壓有波動(dòng)，在(U0U)到(U0U)之間變化，要使甲、乙兩種離子在底片上沒有重疊，求狹縫寬度L滿足的條件。解析：(1)甲種離子在電場(chǎng)中加速時(shí)，有qU02mv2設(shè)甲種離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為r1則有qvB2m解得r1 根據(jù)幾何關(guān)系有x2r1L解得x L。(2)如圖所示。最窄處位于過兩虛線交點(diǎn)的垂線上dr1解得d 。(3)設(shè)乙種離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為r2r1的最小半徑r1min r2的最大半徑r2max 由題意知2r1min2r2maxL即 L解得L2。答案：(1) L(2)見解析圖(3)LEbBWaWb，Ea EbCWaWb，Ea Eb DWaWb，Ea ba，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

9、無法從質(zhì)點(diǎn)的受力情況來判斷其運(yùn)動(dòng)方向，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的電勢(shì)能大于在Q點(diǎn)的電勢(shì)能，而電勢(shì)能和動(dòng)能的總和不變，所以，質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的動(dòng)能小于在Q點(diǎn)的動(dòng)能，選項(xiàng)C正確；P點(diǎn)的等勢(shì)面比Q點(diǎn)的等勢(shì)面密，故場(chǎng)強(qiáng)較大，質(zhì)點(diǎn)受到的電場(chǎng)力較大，加速度較大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C備考錦囊利用電場(chǎng)線和等勢(shì)面解決帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的三方法(1)根據(jù)帶電粒子(只受電場(chǎng)力)的運(yùn)動(dòng)軌跡確定帶電粒子受到的電場(chǎng)力的方向，帶電粒子所受的電場(chǎng)力指向運(yùn)動(dòng)軌跡曲線的凹側(cè)，再結(jié)合電場(chǎng)線的方向確定帶電粒子的電性及有關(guān)判斷。(2)根據(jù)帶電粒子在不同的等勢(shì)面之間移動(dòng)，結(jié)合題意確定電場(chǎng)力做正功還是做負(fù)功、電勢(shì)能的變化情況或等勢(shì)面的電勢(shì)高低。(3)

10、“三不知時(shí)要假設(shè)”電荷的正負(fù)、場(chǎng)強(qiáng)的方向(或等勢(shì)面電勢(shì)的高低)、電荷運(yùn)動(dòng)的方向，是題意中相互制約的三個(gè)方面。若已知其中的任一個(gè)，可順次向下分析判定各待求量；若三個(gè)都不知(三不知)，則要用“假設(shè)法”分別討論各種可能情況。即時(shí)訓(xùn)練(2017常州市一模)帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下，從電場(chǎng)中a點(diǎn)以初速度v0進(jìn)入電場(chǎng)并沿虛線所示的軌跡運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，如圖所示，則從a到b過程中，下列說法正確的是()A粒子帶負(fù)電荷B粒子先加速后減速C粒子加速度一直增大D粒子的動(dòng)能先減小后增大解析：選D由題圖可知，粒子受到的電場(chǎng)力沿電場(chǎng)線方向，故粒子帶正電，A錯(cuò)誤；粒子受電場(chǎng)力向右，所以先向左減速運(yùn)動(dòng)后向右加速運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；從a點(diǎn)

11、到b點(diǎn)，電場(chǎng)力先做負(fù)功，再做正功，電勢(shì)能先增加后降低，動(dòng)能先減小后增大。根據(jù)電場(chǎng)線的疏密知道場(chǎng)強(qiáng)先減小后增大，故加速度先減小后增大，C錯(cuò)誤，D正確。電場(chǎng)中的功能關(guān)系例3如圖所示，在絕緣水平面上，相距為L(zhǎng)的A、B兩點(diǎn)處分別固定著兩個(gè)等量正電荷。a、b是AB連線上兩點(diǎn)，其中AaBb，O為AB連線的中點(diǎn)。一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以初動(dòng)能E0從a點(diǎn)出發(fā)，沿AB直線向b運(yùn)動(dòng)，其中小滑塊第一次經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為初動(dòng)能的n倍(n1)，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能恰好為零，小滑塊最終停在O點(diǎn)，求：(1)小滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)O、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UOb；(3)小滑塊運(yùn)動(dòng)的總路程s。審題指導(dǎo)

12、(1)由題意可判斷，Uab0。(2)在運(yùn)動(dòng)過程中，滑動(dòng)摩擦力做功情況為一直做負(fù)功。(3)本題中所用到的功能關(guān)系規(guī)律為：動(dòng)能定理。解析(1)由AaBb，O為AB連線的中點(diǎn)得：a、b關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，則Uab0設(shè)小滑塊與水平面間的摩擦力大小為f，對(duì)于小滑塊從ab過程，由動(dòng)能定理得：qUabf0E0而fmg解得：。(2)小滑塊從Ob過程，由動(dòng)能定理得：qUObf0nE0解得：UOb。(3)對(duì)于小滑塊從a開始運(yùn)動(dòng)到最終在O點(diǎn)停下的整個(gè)過程，由動(dòng)能定理得：qUaOfs0E0而UaOUOb解得：sL。答案(1)(2)E0(3)L備考錦囊解決電場(chǎng)力做功問題時(shí)應(yīng)注意的兩點(diǎn)(1)利用電場(chǎng)線的特點(diǎn)、等勢(shì)面的特點(diǎn)來分析

13、電場(chǎng)力做功情況。(2)應(yīng)用公式WABqUAB計(jì)算時(shí)，WAB、q、UAB一般都要帶正、負(fù)號(hào)計(jì)算。即時(shí)訓(xùn)練如圖所示，在O點(diǎn)處固定一個(gè)正電荷，在過O點(diǎn)的豎直平面內(nèi)的A點(diǎn)，自由釋放一個(gè)帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球下落的軌跡如圖中虛線所示，它與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓相交于B、C兩點(diǎn)，O、C在同一水平線上，BOC30，A距離OC的豎直高度為h。若小球通過B點(diǎn)時(shí)的速度為v，試求：(1)小球通過C點(diǎn)時(shí)的速度大小；(2)小球由A到C的過程中電場(chǎng)力做的功。解析：(1)因B、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等，小球由B到C只有重力做功，由動(dòng)能定理有：mgRsin 30mvC2mv2解得：vC。(2)設(shè)小球由A到C的

14、過程電場(chǎng)力做的功為W，根據(jù)動(dòng)能定理mghWmvC2解得Wmv2mgRmgh。答案：(1) (2)mv2mgRmgh課余自查小練1(多選)直線ab是電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，從a點(diǎn)無初速度地釋放一電子，電子僅在電場(chǎng)力作用下，沿直線從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，其電勢(shì)能Ep隨位移x變化的規(guī)律如圖所示，設(shè)a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為 Ea和Eb，電勢(shì)分別為a和b，則()AEaEbBEaEbCab解析：選AC根據(jù)題圖可知，圖線的斜率表示電場(chǎng)力的大小。電子從a到b，電勢(shì)能圖線的斜率逐漸減小，則電場(chǎng)力逐漸減小，故電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小，所以EaEb，A正確，B錯(cuò)誤；由于電勢(shì)能逐漸降低，所以電場(chǎng)力做正功，則電子所受的電場(chǎng)力方向由a指

15、向b，電場(chǎng)線的方向由b指向a，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，所以aQ2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低知，在P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向改變，所以P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為0，選項(xiàng)A正確；質(zhì)子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，加速度先減小后增大，速率先增大后減小，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。3.(2017松江區(qū)一模)靜電場(chǎng)在x軸上的場(chǎng)強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖所示，x軸正方向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)正方向，帶正電的點(diǎn)電荷沿x軸運(yùn)動(dòng)，則點(diǎn)電荷()A在x2和x4處電勢(shì)能相等B由x1運(yùn)動(dòng)到x3的過程中電勢(shì)能增大C由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過程中電勢(shì)能先減小后增大D由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過程中電場(chǎng)力先減小后增大解析：選B由題圖可知，正電荷從x2運(yùn)動(dòng)到x4的過程中，電場(chǎng)力做功不為零，

16、則正電荷在x2和x4處電勢(shì)能不相等，故A錯(cuò)誤；x1x3處場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)閤軸負(fù)方向，則從x1到x3電勢(shì)升高，正電荷在x3處電勢(shì)能較大，故B正確；由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過程中電勢(shì)升高，正電荷的電勢(shì)能增大，故C錯(cuò)誤；由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過程中，電場(chǎng)強(qiáng)度的絕對(duì)值先增大后減小，故由FqE知，電場(chǎng)力先增大后減小，故D錯(cuò)誤。4(2017宜春二模)如圖甲所示，x軸上固定兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1、Q2(Q2位于坐標(biāo)原點(diǎn)O)，其上有M、N、P三點(diǎn)，間距MNNP，Q1、Q2在軸上產(chǎn)生的電勢(shì)隨x的變化關(guān)系如圖乙。則()AM點(diǎn)電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)大小均為零BN點(diǎn)電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)大小均不為零C一正試探電荷從P移到M過程中，電場(chǎng)力做功|WPN|WNM|D由圖

17、可知，Q1為負(fù)電荷，Q2為正電荷，且Q1的電荷量大于Q2解析：選D x圖線的切線斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，所以M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不為零，故A錯(cuò)誤；同理可知N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，故B錯(cuò)誤；由題圖乙可知，UMNUNP，正試探電荷從P移到M過程中，電場(chǎng)力做功qUMNqUNP，電場(chǎng)力做負(fù)功，故|WPN|WNM|，故C錯(cuò)誤；因?yàn)镹點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為0，所以Q1、Q2在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相反，兩電荷為異種電荷，根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，Q1帶負(fù)電、Q2帶正電，根據(jù)Ek，可知與N點(diǎn)距離大的電荷量大，所以Q1的電荷量大于Q2，故D正確。專題跟蹤檢測(cè)一、選擇題(第15題為單項(xiàng)選擇題，第69題為多項(xiàng)選擇題)1.(2017南

18、通模擬)如圖所示，A、B為真空中兩個(gè)固定的等量正電荷，abcd是以AB連線中點(diǎn)O為中心的正方形，且關(guān)于AB對(duì)稱，關(guān)于a、b、c、d、O各點(diǎn)，下列說法中正確的是()A電場(chǎng)強(qiáng)度Ea與Ed相同B電勢(shì)adC將一正電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功D將一負(fù)電荷由b點(diǎn)移到O點(diǎn)，電勢(shì)能增大解析：選D根據(jù)等量同種電荷電場(chǎng)線和等勢(shì)線的分布情況和對(duì)稱性，可知a、b、c、d四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和電勢(shì)均相等，但場(chǎng)強(qiáng)的方向不同，故A、B錯(cuò)誤；由于ab間的電勢(shì)差為零，將正電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí)有：Wab0，故C錯(cuò)誤；負(fù)電荷由b點(diǎn)移到O點(diǎn)時(shí)有：WbOUbO(q)0，即電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，故D正確。2.如圖是勻強(qiáng)電場(chǎng)遇到空腔導(dǎo)體后的部分電場(chǎng)線分布圖，電場(chǎng)線的方向如圖中箭頭所示，M、N、Q是以直電場(chǎng)線上一點(diǎn)O為圓心的同一圓周上的三點(diǎn)，OQ連線垂直于MN。以下說法正確的是()AO點(diǎn)電勢(shì)與Q點(diǎn)電勢(shì)相等BM、O間的電勢(shì)差小于O、N間的電勢(shì)差C將一負(fù)電荷由M點(diǎn)移到Q點(diǎn)，電荷的電勢(shì)能增加D在Q點(diǎn)釋放一個(gè)正電荷，正電荷所受電場(chǎng)力將沿與OQ垂直的方向豎直向上解析：選C由電場(chǎng)線的方向可知MON，再作出此電