2017年度高考物理（電場(chǎng)與磁場(chǎng)的理解）二輪專題練習(xí)

1、專題定位本專題主要是綜合應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方法和功能關(guān)系解決帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題這部分的題目覆蓋的內(nèi)容多，物理過(guò)程多，且情景復(fù)雜，綜合性強(qiáng)，常作為理綜試卷的壓軸題高考對(duì)本專題考查的重點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：對(duì)電場(chǎng)力的性質(zhì)和能的性質(zhì)的理解；帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)問(wèn)題；帶電粒子在磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題應(yīng)考策略針對(duì)本專題的特點(diǎn)，應(yīng)“抓住兩條主線、明確兩類運(yùn)動(dòng)、運(yùn)用兩種方法”解決有關(guān)問(wèn)題兩條主線是指電場(chǎng)力的性質(zhì)(物理量電場(chǎng)強(qiáng)度)和能的性質(zhì)(物理量電勢(shì)和電勢(shì)能)；兩類運(yùn)動(dòng)是指類

2、平拋運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)；兩種方法是指動(dòng)力學(xué)方法和功能關(guān)系電場(chǎng)與磁場(chǎng)的理解1對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的三個(gè)公式的理解(1)E是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，適用于任何電場(chǎng)電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是確定值，其大小和方向與試探電荷q無(wú)關(guān)試探電荷q充當(dāng)“測(cè)量工具”的作用(2)Ek是真空中點(diǎn)電荷所形成的電場(chǎng)的決定式E由場(chǎng)源電荷Q和場(chǎng)源電荷到某點(diǎn)的距離r決定(3)E是場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系式，只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，注意：式中d為兩點(diǎn)間沿電場(chǎng)方向的距離2電場(chǎng)能的性質(zhì)(1)電勢(shì)與電勢(shì)能：.(2)電勢(shì)差與電場(chǎng)力做功：UABAB.(3)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化：WEp.3等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系(1)電場(chǎng)線總是與等勢(shì)面垂直，且從高電勢(shì)的等勢(shì)面指向低電勢(shì)的等勢(shì)

3、面(2)電場(chǎng)線越密的地方，等差等勢(shì)面也越密(3)沿等勢(shì)面移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功，沿電場(chǎng)線移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力一定做功4帶電粒子在磁場(chǎng)中的受力情況(1)磁場(chǎng)只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，對(duì)靜止電荷無(wú)力的作用磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫洛倫茲力(2)洛倫茲力的大小和方向：其大小為FqvBsin ，注意：為v與B的夾角F的方向仍由左手定則判定，但四指的指向應(yīng)為正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向的反方向5洛倫茲力做功的特點(diǎn)由于洛倫茲力始終和速度方向垂直，所以洛倫茲力永不做功，但洛倫茲力的分力可以做功1本部分內(nèi)容的主要研究方法有：(1)理想化模型如點(diǎn)電荷、電場(chǎng)線、等勢(shì)面；(2)比值定義法電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)的定義方法是定義物

4、理量的一種重要方法；(3)類比的方法電場(chǎng)和重力場(chǎng)的比較；電場(chǎng)力做功與重力做功的比較；帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的類比2靜電力做功的求解方法：(1)由功的定義式WFlcos 來(lái)求；(2)利用結(jié)論“電場(chǎng)力做功等于電荷電勢(shì)能增量的負(fù)值”來(lái)求，即WE；(3)利用WABqUAB來(lái)求3研究帶電粒子在電場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用運(yùn)動(dòng)合成與分解的思想方法；帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)際是類平拋運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)的組合，類平拋運(yùn)動(dòng)的末速度就是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度題型1對(duì)電場(chǎng)性質(zhì)的理解例1(2013·江蘇·6)將一電荷量為Q的小球放在不帶電的金屬球附近，所形成的電場(chǎng)線分布如圖1所示，金屬球

5、表面的電勢(shì)處處相等a、b為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，則()圖1Aa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C檢驗(yàn)電荷q在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的大D將檢驗(yàn)電荷q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功解析根據(jù)題圖中電場(chǎng)線的疏密可知a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)比b點(diǎn)的大，A項(xiàng)正確；由電場(chǎng)線的方向可知a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)的高，則B項(xiàng)正確；由電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能變化關(guān)系可判斷C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確答案ABD以題說(shuō)法1.在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，通常利用電場(chǎng)線和等勢(shì)面的兩個(gè)關(guān)系分析電場(chǎng)的性質(zhì)：一是二者一定處處垂直；二是電場(chǎng)線密的地方，等勢(shì)面也密，且電場(chǎng)線由電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面2在分析電場(chǎng)性質(zhì)時(shí)，要特別注意應(yīng)用點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)的對(duì)稱性來(lái)分

6、析電場(chǎng)的性質(zhì)如圖2所示，真空中M、N處放置兩等量異種電荷，a、b、c為電場(chǎng)中的三點(diǎn)，實(shí)線PQ為M、N連線的中垂線，a、b兩點(diǎn)關(guān)于MN對(duì)稱，a、c兩點(diǎn)關(guān)于PQ對(duì)稱已知一帶正電的試探電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，試探電荷的電勢(shì)能增加，則以下判斷正確的是()圖2Aa點(diǎn)的電勢(shì)高于c點(diǎn)的電勢(shì)Ba點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)完全相同CM點(diǎn)處放置的是正電荷D若將帶正電的試探電荷沿直線由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，則電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功答案D解析帶正電的試探電荷由a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)，電勢(shì)能增大，電場(chǎng)力做負(fù)功，是逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，因此M處電荷應(yīng)為負(fù)電荷，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；等量異種點(diǎn)電荷周圍電場(chǎng)線的分布如圖所示，由于沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，可知a

7、點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；a點(diǎn)和c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；將帶正電的試探電荷沿直線由a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，選項(xiàng)D正確如圖3所示，電場(chǎng)中的一簇電場(chǎng)線關(guān)于y軸對(duì)稱分布，O點(diǎn)是坐標(biāo)原點(diǎn)，M、N、P、Q是以O(shè)為圓心的一個(gè)圓周上的四個(gè)點(diǎn)，其中M、N在y軸上，Q點(diǎn)在x軸上，則()圖3AM點(diǎn)電勢(shì)比P點(diǎn)電勢(shì)高BOM間的電勢(shì)差等于NO間的電勢(shì)差C一正電荷在O點(diǎn)的電勢(shì)能小于在Q點(diǎn)的電勢(shì)能D將一負(fù)電荷從M點(diǎn)移到P點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功答案D解析如題圖所示的電場(chǎng)為帶正電的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，所有電場(chǎng)線反向延長(zhǎng)的交點(diǎn)即為該點(diǎn)電荷所在的位置，P點(diǎn)離該點(diǎn)電荷的距離比M點(diǎn)更近，所以P點(diǎn)的電勢(shì)比M點(diǎn)

8、電勢(shì)高，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；NO之間的電場(chǎng)線比OM之間的電場(chǎng)線密，所以NO之間的場(chǎng)強(qiáng)大，電勢(shì)差也大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；O點(diǎn)到該點(diǎn)電荷的距離比Q點(diǎn)近，O點(diǎn)電勢(shì)高，正電荷在電勢(shì)高的位置電勢(shì)能大，故正電荷在O點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；P點(diǎn)的電勢(shì)比M點(diǎn)電勢(shì)高，將負(fù)電荷由電勢(shì)低的位置移動(dòng)到電勢(shì)高的位置電場(chǎng)力做正功，選項(xiàng)D正確題型2電場(chǎng)矢量合成問(wèn)題例2(2013·新課標(biāo)·18)如圖4，在光滑絕緣水平面上，三個(gè)帶電小球a、b和c分別位于邊長(zhǎng)為l的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上；a、b帶正電，電荷量均為q，c帶負(fù)電整個(gè)系統(tǒng)置于方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中已知靜電力常量為k.若三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)

9、的大小為()圖4A.B.C.D.審題突破a、b對(duì)c的靜電力的合力方向如何？勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的方向能確定嗎？解析因?yàn)閍、b小球?qū)的靜電力的合力方向垂直于a、b連線向上，又因c帶負(fù)電，所以勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)榇怪庇赼、b連線向上分析a球受力：b對(duì)a的排斥力F1、c對(duì)a的吸引力F2和勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)a的電場(chǎng)力F3qE.根據(jù)受力平衡可知，a受力情況如圖所示利用正交分解法：F2cos 60°F1kF2sin 60°F3qE.解得E.答案B以題說(shuō)法1.熟練掌握常見電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面的畫法2對(duì)于復(fù)雜的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)、電場(chǎng)力合成時(shí)要用平行四邊形定則3電勢(shì)的高低可以根據(jù)“沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低”或者由離正

10、、負(fù)場(chǎng)源電荷的關(guān)系來(lái)確定如圖5所示，真空中同一水平線上固定兩等量異種點(diǎn)電荷A、B，其中A帶負(fù)電、B帶正電C、D、O是分布在AB連線的垂線上的三個(gè)點(diǎn)，且AO>BO.下列判斷正確的是()圖5AC、D兩點(diǎn)的電勢(shì)相等BC、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向均水平向左C同一帶負(fù)電的試探電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能大于在D點(diǎn)的電勢(shì)能D同一試探電荷在C點(diǎn)受到的電場(chǎng)力比在D點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小答案CD解析由等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線和等勢(shì)面分布可知，O>D>C，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在AB連線中垂線上的各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向左，EC和ED的方向斜向左上，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；負(fù)電荷在電勢(shì)低處電勢(shì)能大，所以EpC>EpD，選項(xiàng)C正確；E

11、C<ED，所以同一試探電荷在C點(diǎn)受到的電場(chǎng)力比在D點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小，選項(xiàng)D正確題型3帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的臨界、極值問(wèn)題例3(18分)如圖6所示，在一個(gè)直角三角形區(qū)域ABC內(nèi)存在方向垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，AB、BC、AC為磁場(chǎng)邊界，AC邊長(zhǎng)為3l，A53°.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從AB邊上距A點(diǎn)為l的D點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界AB射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)取sin 53°0.8，cos 53°0.6，求：圖6(1)要使粒子從BC邊射出磁場(chǎng)區(qū)域，粒子速率應(yīng)滿足的條件；(2)粒子能從BC邊射出磁場(chǎng)區(qū)域，其在磁場(chǎng)中最短的運(yùn)動(dòng)時(shí)間審題突破粒子速率較小時(shí)會(huì)從哪個(gè)邊

12、界射出？若速度很大又會(huì)從哪個(gè)邊界射出？粒子能經(jīng)過(guò)C點(diǎn)嗎？解析(1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，則有qvB(2分)設(shè)粒子速率為v1時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡與BC邊相切，如圖所示，由幾何關(guān)系可得R1l，解得R1l(3分)則v1(2分)設(shè)粒子速率為v2時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡與AC邊相切，則切點(diǎn)為C點(diǎn)，由幾何關(guān)系可得R2BCBD4l(3分)解得v2(2分)因此粒子從BC邊射出時(shí)速率滿足的條件是<v(1分)(2)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期為T(2分)由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡可知，粒子從C點(diǎn)射出磁場(chǎng)所用時(shí)間最短，最短時(shí)間tT(2分)解得t(1分)答案(1)<v(2)以題說(shuō)法1.解決帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

13、的臨界問(wèn)題，關(guān)鍵在于運(yùn)用動(dòng)態(tài)思維，尋找臨界點(diǎn)，確定臨界狀態(tài)，根據(jù)粒子的速度方向找出半徑方向，同時(shí)由磁場(chǎng)邊界和題設(shè)條件畫好軌跡，定好圓心，建立幾何關(guān)系2粒子射出或不射出磁場(chǎng)的臨界狀態(tài)是粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與磁場(chǎng)邊界相切如圖7所示，邊界OA與OC之間分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，邊界OA上有一粒子源S.某一時(shí)刻，S平行于紙面向各個(gè)方向發(fā)射出大量帶正電的同種粒子(不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用)，所有粒子的初速度大小相同，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間有大量粒子從邊界OC射出磁場(chǎng)已知AOC60°，從邊界OC射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間等于(T為粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期)，則從邊界OC射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)

14、時(shí)間為()圖7A. B. C.T D.T答案B解析由于從OC邊界射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為，其軌跡圓弧的圓心角為60°，則其弦與SO的夾角為30°，弦的兩端與圓心構(gòu)成等邊三角形，軌跡圓半徑為rOScos 30°OS，又過(guò)S點(diǎn)的垂線與OC的交點(diǎn)到垂足S的距離為dOStan 60°OS，恰等于軌跡圓的直徑，所以，沿SA方向發(fā)出的粒子在磁場(chǎng)中做半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)后從OC邊射出，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，等于，選項(xiàng)B正確8帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的多過(guò)程運(yùn)動(dòng)審題示例(2013·山東·23)(18分)如圖8所示，在坐標(biāo)系xOy的第一、第三象限內(nèi)存在相

15、同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里；第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E.一帶電量為q、質(zhì)量為m的粒子，自y軸上的P點(diǎn)沿x軸正方向射入第四象限，經(jīng)x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限，隨即撤去電場(chǎng)，以后僅保留磁場(chǎng)已知OPd，OQ2d.不計(jì)粒子重力圖8(1)求粒子過(guò)Q點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為一確定值B0，粒子將以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限，求B0.(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為另一確定值，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后粒子將再次經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)，且速度與第一次過(guò)Q點(diǎn)時(shí)相同，求該粒子相鄰兩次經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)所用的時(shí)間審題模板答題模板(1)設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0，加速度的大小為a，粒子的初速度

16、為v0，過(guò)Q點(diǎn)時(shí)速度的大小為v，沿y軸方向分速度的大小為vy，速度與x軸正方向間的夾角為，由牛頓第二定律得qEma(1分)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得dat2dv0t0(1分)vyat0(1分)v(1分)tan (1分)聯(lián)立式得v2 45°(1分)(2)設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R1，粒子在第一象限的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，O1為圓心，由幾何關(guān)系可知O1OQ為等腰直角三角形，得R12d(2分)由牛頓第二定律得qvB0m(2分)聯(lián)立式得B0 (1分)(3)設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R2，由幾何分析知，粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，O2、O2是粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，Q、F、G、H是軌跡與兩坐標(biāo)軸的交點(diǎn)，連接O2、O2

17、，由幾何關(guān)系知，O2FGO2和O2QHO2均為矩形，進(jìn)而知FQ、GH均為直徑，QFGH也是矩形，又FHGQ，可知QFGH是正方形，QOF為等腰直角三角形可知，粒子在第一、第三象限的軌跡均為半圓，得2R22d(2分)粒子在第二、第四象限的軌跡為長(zhǎng)度相等的線段，得FGHQ2R2(1分)設(shè)粒子相鄰兩次經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)所用的時(shí)間為t，則有t(2分)聯(lián)立式得t(2) (2分)答案見解析點(diǎn)睛之筆解決帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的多過(guò)程運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，首先要熟練掌握粒子進(jìn)出不同邊界(比如直線邊界、圓形邊界等)磁場(chǎng)時(shí)圓心、半徑的確定方法，以及軌跡的特點(diǎn)，其次要靈活運(yùn)用圓的幾何知識(shí)，特別是圓的一些對(duì)稱性如圖9所示，在半徑分別為r和2

18、r的同心圓(圓心在O點(diǎn))所形成的圓環(huán)形區(qū)域內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.在大圓邊界上A點(diǎn)有一粒子源，垂直AO向左發(fā)射一質(zhì)量為m，電荷量為q，速度大小為qBr/m的粒子求：圖9(1)若粒子能進(jìn)入磁場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則該粒子第一次到達(dá)磁場(chǎng)小圓邊界時(shí)，粒子速度相對(duì)于初始方向偏轉(zhuǎn)的角度；(2)若粒子每次到達(dá)磁場(chǎng)大圓邊界時(shí)都未從磁場(chǎng)中射出，那么至少經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間該粒子能夠回到出發(fā)點(diǎn)A.答案(1)120° (2)解析(1)如圖所示，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)初速度為v0，軌跡半徑為Rr如圖粒子將沿著AB弧(圓心在O1)運(yùn)動(dòng)，交內(nèi)邊界于B點(diǎn)OO1B為等邊三角形，則BO1O60°

19、粒子的軌跡AB弧對(duì)應(yīng)的圓心角為BO1A120°則速度偏轉(zhuǎn)角為120°(2)粒子從B點(diǎn)進(jìn)入中間小圓區(qū)域沿直線BC運(yùn)動(dòng)，又進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)偏轉(zhuǎn)與外邊界相切于D點(diǎn)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，粒子在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t13×·T2TT每通過(guò)一次無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域，粒子在該區(qū)域運(yùn)動(dòng)的距離l2rcos 30°r粒子在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t2代入v0，得：t2則粒子回到A點(diǎn)所用的總時(shí)間：tt1t2(限時(shí)：45分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1(2013·江蘇·3)下列選項(xiàng)中的各圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標(biāo)出，且電荷均勻分布，各圓環(huán)間彼此絕緣坐標(biāo)原

20、點(diǎn)O處電場(chǎng)強(qiáng)度最大的是()答案B解析設(shè)圓環(huán)的電荷在原點(diǎn)O產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為E0，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處，A圖場(chǎng)強(qiáng)為E0, B圖場(chǎng)強(qiáng)為E0 ，C圖場(chǎng)強(qiáng)為E0，D圖場(chǎng)強(qiáng)為0，因此本題答案為B.2(2013·安徽·15)圖1中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示一帶正電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是()圖1A向上 B向下C向左 D向右答案B解析據(jù)題意，由安培定則可知，b、d兩通電直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)抵消，a、c兩通電直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向均向左，

21、所以四條通電直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng)方向向左由左手定則可判斷帶電粒子所受洛倫茲力的方向向下本題正確選項(xiàng)為B.3如圖2所示，abcd為一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)邊界邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，三個(gè)粒子以相同的速度從a點(diǎn)沿對(duì)角線方向射入，粒子1從b點(diǎn)射出，粒子2從c點(diǎn)射出，粒子3從cd邊垂直射出，不考慮粒子的重力和粒子間的相互作用根據(jù)以上信息，可以確定()圖2A粒子1帶負(fù)電，粒子2不帶電，粒子3帶正電B粒子1和粒子3的比荷之比為21C粒子1和粒子2在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為41D粒子3的射出位置與d點(diǎn)相距答案B解析三個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示由左手定則可知，粒子1帶正電、粒子2不帶電，粒子3帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；粒子1從

22、b點(diǎn)射出，由幾何關(guān)系可知r1，粒子3從cd邊垂直射出，由幾何關(guān)系可知r3L，又r，則，兩粒子的比荷之比與軌跡半徑之比成反比，故B正確；粒子1的軌跡圓心角為90°，則粒子1運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1·，粒子2做勻速直線運(yùn)動(dòng)，時(shí)間為t2，則t1t24，C錯(cuò)誤；粒子3的射出位置與d點(diǎn)相距(1)L，D錯(cuò)誤4圓形區(qū)域內(nèi)有如圖3所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束相同荷質(zhì)比的帶電粒子對(duì)準(zhǔn)圓心O射入，分別從a、b兩點(diǎn)射出，則從b點(diǎn)射出的粒子()圖3A帶正電B運(yùn)動(dòng)半徑較小C速率較小D在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)答案A解析根據(jù)題意作出帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡，并畫出圓心，如圖所示，根據(jù)左手定則，兩個(gè)帶電粒子都帶正

23、電，選項(xiàng)A正確；根據(jù)圖象，從b點(diǎn)射出的粒子的運(yùn)動(dòng)半徑較大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；洛倫茲力充當(dāng)向心力qvBm，r，兩個(gè)粒子荷質(zhì)比相同，軌道半徑大的粒子速度大，所以b點(diǎn)射出的粒子速度大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)qvBmr，可得兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期(T)是相同的，從a點(diǎn)射出的粒子的圓心角為鈍角，從b點(diǎn)射出的粒子的圓心角為銳角，帶電粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為tT，圓心角越大運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，則從b點(diǎn)射出的粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間短，選項(xiàng)D錯(cuò)誤二、多項(xiàng)選擇題5P、Q兩電荷形成的電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖4所示，a、b、c、d為電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)一個(gè)離子從a運(yùn)動(dòng)到b(不計(jì)重力)，軌跡如圖中虛線所示則下列判斷正確的是()圖4A離子帶正電Bc點(diǎn)電勢(shì)高

24、于d點(diǎn)電勢(shì)C離子在a點(diǎn)時(shí)的加速度大于在b點(diǎn)時(shí)的加速度D離子在a點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能答案BC解析根據(jù)圖中電場(chǎng)線方向可以判斷出，P電荷帶正電，Q電荷帶負(fù)電，由做曲線運(yùn)動(dòng)的物體受到的合力指向曲線的內(nèi)側(cè)，可以判斷離子從a運(yùn)動(dòng)到b，受到的電場(chǎng)力與電場(chǎng)線方向相反，離子帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)B正確；a點(diǎn)的電場(chǎng)線比b點(diǎn)的電場(chǎng)線密，所以離子在a點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在b點(diǎn)受到的電場(chǎng)力，則離子在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)的加速度，選項(xiàng)C正確；離子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，在a點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤6如圖5所示，P、Q處固定

25、放置兩等量異種電荷，b、c、O在P、Q的連線上，e、O為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上的點(diǎn)，且abeO，bccO，abbO，aeeO，則()圖5Aa點(diǎn)電勢(shì)等于b點(diǎn)電勢(shì)Bb點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于e點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)C電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于電子在O點(diǎn)的電勢(shì)能Db、c間電勢(shì)差大于c、O間電勢(shì)差答案BD解析等量異種點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)線分布情況如圖所示，a點(diǎn)和b點(diǎn)不在同一個(gè)等勢(shì)面上，電勢(shì)不相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)線的疏密情況，可得b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于e點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，選項(xiàng)B正確；a點(diǎn)的電勢(shì)大于零，O點(diǎn)的電勢(shì)等于零，電子帶負(fù)電，在高電勢(shì)處電勢(shì)能小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；b、c間的電場(chǎng)線比c、O間的電場(chǎng)線密，場(chǎng)強(qiáng)大，電勢(shì)降低得快，所以b、c間的電勢(shì)差大于c、O

26、間的電勢(shì)差，選項(xiàng)D正確7(2013·廣東·21)如圖6，兩個(gè)初速度大小相同的同種離子a和b，從O點(diǎn)沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打到屏P上，不計(jì)重力，下列說(shuō)法正確的有()圖6Aa、b均帶正電Ba在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間比b的短Ca在磁場(chǎng)中飛行的路程比b的短Da在P上的落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離比b的近答案AD解析此題考查的是“定心判徑畫軌跡”，a、b粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑都為R，畫出軌跡如圖所示，圓O1、O2分別為b、a的軌跡，a在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角大，由tT和軌跡圖可知A、D選項(xiàng)正確三、非選擇題8如圖7所示，直角坐標(biāo)平面xOy內(nèi)有一條直線AC過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O與x軸成45°夾角，在O

27、A與x軸負(fù)半軸之間的區(qū)域內(nèi)存在垂直xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1，在OC與x軸正半軸之間的區(qū)域內(nèi)存在垂直xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量為q(q>0)的帶電粒子以速度v從位于直線AC上、坐標(biāo)為(L，L)的P點(diǎn)豎直向下射出，經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，此帶電粒子每經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間T，將會(huì)再回到P點(diǎn)，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.(不計(jì)粒子重力)圖7(1)請(qǐng)?jiān)趫D中畫出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，并求出勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1與B2的比值；(B1、B2磁場(chǎng)足夠大)(2)求出帶電粒子相鄰兩次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的時(shí)間間隔T.答案(1)運(yùn)動(dòng)軌跡見解析圖(2)解析(1)帶電粒子從P點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，然后做半徑為：qvB2mR2L的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到H點(diǎn)時(shí)的速度方向與AC垂直，從H點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)根據(jù)幾何知識(shí)可知：L，四邊形PODO1為棱形，O1為圓心，則帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的半徑R1為L(zhǎng)，根據(jù)qvB1m，得B1B2，即(2)設(shè)帶電粒子由P到