新高考物理二輪復(fù)習(xí)十電場與磁場精練8

2022屆新高考物理二輪復(fù)習(xí)

專題十電場與磁場專題精練8（解析版）

一、選擇題

1.下列有關(guān)電場線、電勢能、電勢的說法中正確的是（）

A.沿電場線的方向電勢越來越低

B.電勢能越大的地方電場線越密

C.電荷在電勢越高的地方電勢能越大

D.正電荷沿電場線的方向運動電勢能越來越大

2.下列關(guān)于磁場的相關(guān)判斷和描述正確的是（）

-普+

+『?一

甲

A.甲圖中導(dǎo)線所通電流與受力后導(dǎo)線彎曲的圖示符合物理事實

B.乙圖表明條形磁鐵的磁感線從N極出發(fā)，至”極終止

C.丙圖中導(dǎo)線通電后，其正下方小磁針的旋轉(zhuǎn)方向符合物理事實

D.丁圖中環(huán)形導(dǎo)線通電后，其軸心位置小磁針N極向紙面內(nèi)旋轉(zhuǎn)符合物理事實

3.范德格拉夫靜電加速器是一種可通過產(chǎn)生粒子束（射線）來治療某些癌癥的直線加

速器。它由兩部分組成，一部分是產(chǎn)生高電壓的裝置，叫做范德格拉夫起電機(jī)；另一部

分是利用高壓加速帶電粒子的加速管。其起電機(jī)部分結(jié)構(gòu)如圖所示，金屬球殼固定在絕

緣支柱頂端，絕緣材料制成的傳送帶套在兩個轉(zhuǎn)輪上，由電動機(jī)帶動循環(huán)運轉(zhuǎn)。E和尸

是兩排金屬針（稱做電刷），與傳送帶靠近但不接觸，其中電刷F與金屬球殼內(nèi)壁相連。

當(dāng)電刷E與幾萬伏的直流高壓電源的正極接通時，正電荷將被噴射到傳送帶上，并被傳

送帶帶著向上運動。當(dāng)正電荷到達(dá)電刷尸附近時，由于感應(yīng)起電和電暈放電作用，最終

使得球殼上集聚大量電荷，從而在金屬球殼與大地之間形成高電壓、強(qiáng)電場，用以加速

帶電粒子。根據(jù)以上信息，下列說法正確的是（）

A.電刷E和電刷F與傳送帶間都發(fā)生了感應(yīng)起電

B.由于感應(yīng)起電，最終電刷F上將集聚大量負(fù)電荷

C.最終球殼上集聚的是正電荷，且分布在球殼的外表面

D.該靜電加速器可以無限制的提高球殼和大地間的電壓

4.如圖所示，一簇電場線的分布關(guān)于），軸對稱，O是坐標(biāo)原點，M、N、P、。是以。

為圓心的一個圓周上的四個點，其中M、N在），軸上，。點在x軸上，則下列說法不正

確的是（）

A.M點的電勢比。點的電勢低

B.0、例間的電勢差小于N、。間的電勢差

C.0點的場強(qiáng)小于M點的場強(qiáng)

D.將一負(fù)電荷由M點移到N點，電場力做正功

5.下列說法正確的是（）

A.地球是一個巨大的磁體，其磁體的N極在地理北極附近，磁體的S極在地理南極附

近

B.安培提出了分子電流假說，提出一切磁現(xiàn)象均起源于電荷的運動

C.地球的周圍存在著磁場，但地磁的兩極與地球的兩極并不重合，而是有一個夾角，

這就是磁偏角，磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點是相同的

D.法拉第第一次發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)

6.如圖所示，水平面的“be區(qū)域內(nèi)存在有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,邊界的

夾角為30°,距頂點6為L的S點有一粒子源，粒子在水平面內(nèi)垂直be邊向磁場內(nèi)發(fā)射

速度大小不同的帶負(fù)電的粒子、粒子質(zhì)量為〃?、電量大小為4,下列說法正確的是（）

LSc

A.從邊界A射出的粒子速度方向各不相同

B.粒子離開磁場時到匕點的最短距離為4

C.垂直邊界必射出的粒子的速度大小為群

2m

7rm

D.垂直邊界湖射出的粒子在磁場中運動的時間為。

7.下列說法正確的是（）

A.元電荷就是質(zhì)子

B.物體所帶電荷量可以是任意值

C.點電荷是體積很小的帶電體

D.庫侖定律適用于在真空中兩個點電荷之間靜電力的計算

8.下列對電磁學(xué)發(fā)展歷史的描述不正確的是（）

A.安培發(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)線之間的相互作用規(guī)律

B.奧斯特發(fā)現(xiàn)了磁能生電

C.赫茲驗證了電磁波的存在

D.法拉第總結(jié)出了電磁感應(yīng)定律

9.某空間存在一電場，電場中的電勢°在x軸上隨x的變化關(guān)系如圖所示，下列說法

正確的是（）

A.在X軸上，從XI到X2電場強(qiáng)度方向向左

B.在X軸上，從加到X2電場強(qiáng)度先增大后減小

C.把一負(fù)電荷沿X軸從M移到X2,所受的電場力先減小后增大

D.把一負(fù)電荷沿X軸從羽移到X2,電場力先做負(fù)功再做正功

10.空間某電場線分布如圖所示，一負(fù)電荷4僅在電場力作用下從M點以初速度W沿

方向運動（以向右為正方向），則電荷在運動過程中的速度一時間圖像不可能的是

()

11.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一個光滑絕緣固定內(nèi)軌道，在圓心等高下方有一個勻強(qiáng)

電場，方向水平向右，一個可以看成質(zhì)點的小球，帶正電，A為軌道的最低點，8是軌

道最高點，小球從最低點靜止釋放，在軌道內(nèi)做圓周運動，下列說法正確的是（）

A.小球每次回到B點小球的動能不變

B.任意相鄰兩次經(jīng)過A點，小球?qū)壍赖膲毫Φ牟钪凳且欢ㄖ?/p>

C.任意相鄰兩次經(jīng)過3點，動量變化值是一定值

D.任意一周，在A點小球?qū)壍赖膲毫虰點對軌道的壓力的差值是一定值

12.x軸上關(guān)于原點。對稱的P、。兩點各有一個點電荷，x軸上各點電場強(qiáng)度E隨坐

標(biāo)x的變化曲線如圖所示，規(guī)定沿x軸正向為場強(qiáng)的正方向，A,B為P、。中垂線上

關(guān)于。點對稱的兩個點（A、8未在圖中標(biāo)出），則下列描述中正確的是（）

A.兩個電荷為等量正電荷

B.沿x軸從P點到。點的電勢先降低后升高

C.沿著中垂線從A點到B點的電勢先降低后升高

D.沿著中垂線從A點到B點的電場強(qiáng)度一定先減小后增大

二、解答題

13.如圖所示，面積為S的矩形線框垂直處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，可繞垂直

于磁感線的軸。0'轉(zhuǎn)動。

（1）求線框處于圖示位置時穿過線框的磁通量；

（2）若線框從圖示位置繞0。，轉(zhuǎn)過90。角，求轉(zhuǎn)動后穿過線框的磁通量；

（3）若線框從圖示位置繞。0'轉(zhuǎn)過180。角，求轉(zhuǎn)動后穿過線框的磁通量及此過程磁通

量的變化量。

14.如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy,第一象限內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場耳，第三、

四象限內(nèi)存在水平向左的勻強(qiáng)電場心，在y軸上距。點L=3cm處的。，點固定一長也為

Z,的輕質(zhì)絕緣細(xì)線，細(xì)線的一端拴接一質(zhì)量為的小球，小球所帶電荷量為-q。已知重

力加速度g=10m/s2,E,G=2^■，現(xiàn)將小球向右拉至細(xì)線與〉軸正方向成60。

角的位置并由靜止釋放，不計空氣阻力，求：

（1）小球從釋放到運動到。點的過程中，小球電勢能的變化量；

（2）小球運動到。點時的速度大??；

（3）若小球運動到。點時細(xì)線斷裂，求之后的運動過程中小球的最小速度。

15.如圖所示，--質(zhì)量〃z=2.0xl（y2kg、電荷量絕對值q=1.0xl（）-6c的小球，用絕緣細(xì)線

懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場中，電場足夠大，靜止時懸線與豎直方向夾角6=37。。若小

球的電荷量始終保持不變，重力加速度g=10m/s2,而37。=0.6,cos37o=0.80

（1）小球帶什么電性；

（2）求電場強(qiáng)度的大小E；

（3）若在某時刻將細(xì)線突然剪斷，求經(jīng)過1s時小球的速度大小v及方向。

16.如圖所示，坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)X軸上方存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8、方向

垂直于紙面向里.*軸下方存在勻強(qiáng)電場，電場方向與xQy平面平行，與x軸的夾角

夕=37。。一質(zhì)量為機(jī)、電荷量為-4(夕＞。)的粒子以初速度%從)'軸上的P點沿V軸正

方向射出，一段時間后從x軸正半軸上的C點(圖中未畫出)進(jìn)入電場，進(jìn)入電場時的

速度方向與電場方向相同，磁場和電場均足夠大，取sin37o=13,cos37o=14,不計粒子

受到的重力.

(1)求OC的長度女；

(2)求粒子從P點出發(fā)至第一次到達(dá)C點所需的時間；

(3)若粒子第三次經(jīng)過x軸時與x軸的交點為。，求。。的長度與。

XXXXXXXX

B

XXXXXXXX

XXXXXXXX

XXXXXX

X

參考答案

I.A

【詳解】

A.根據(jù)電場線的物理意義知，沿電場線的方向電勢越來越低，A正確；

B.電勢能與電場線的疏密沒有直接關(guān)系，B錯誤；

C.根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系

Ev=q(p

可知正電荷在電勢越高的地方電勢能越大，負(fù)電荷在電勢越高的地方電勢能越小，C錯誤；

D.沿電場線的方向電勢降低，正電荷沿電場線的方向運動電勢能越來越小，D錯誤，

故選Ao

2.C

【詳解】

A.甲圖中導(dǎo)線所通電流與受力后導(dǎo)線彎曲的圖示不符合物理事實，因為異向電流之間相互

排斥，所以導(dǎo)線應(yīng)該向外側(cè)彎曲，故A錯誤；

B.乙圖表明在條形磁鐵的外部，磁感線從N極出發(fā)，至US極終止：在條形磁鐵內(nèi)部，磁場

線從S極出發(fā)，到N極終止，故B錯誤；

C.丙圖中導(dǎo)線通電后，導(dǎo)線下方的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向為垂直紙面向里，所以小磁針N極應(yīng)向

紙面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，故C正確；

D.丁圖中環(huán)形導(dǎo)線通電后，環(huán)內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向為垂直紙面向外，所以小磁針N極應(yīng)向紙

面外旋轉(zhuǎn)，故D錯誤。

故選C。

3.C

【詳解】

A.由于電刷E是金屬針狀的，故正電荷從電刷E上被噴射到傳送帶，其實質(zhì)是尖端放電，

故A錯誤；

BC.當(dāng)正電荷到達(dá)電刷廠附近時，F(xiàn)上被感應(yīng)出異號電荷，又由于尖端放電，尸上的負(fù)電

荷與傳送帶上的正電荷中和，從而使傳送帶失去正電荷，而尸上剩下了正電荷，由于導(dǎo)體

帶電電荷只能存在于外表面，所以F上正電荷立即傳到金屬殼外表面。故B錯誤，C正確；

D.由于電暈放電、局部尖端放電和漏電等實際現(xiàn)象，球殼和大地間的電壓不能無限制的提

高。故D錯誤

故選c。

4.C

【詳解】

A.根據(jù)順著電場線的方向電勢降低可知，M點的電勢比P點的電勢低，A不符合題意；

B.0、M間的場強(qiáng)小于N、。間的場強(qiáng)，

OM=NO

由公式

U=Ed

分析得知，。、M間的電勢差小于N、。間的電勢差，B不符合題意；

C.由圖可得到，。點的電勢高于。點的電勢，根據(jù)推論：正電荷在電勢高處電勢能大，則

正電荷在o點時的電勢能大于在。點時的電勢能，c符合題意；

D.M點的電勢比尸點的電勢低，則負(fù)電荷在M點的電勢能比在P點的電勢能大，所以將

一負(fù)電荷由M點移到P點時，電勢能減小，電場力將正功，D不符合題意。

故選C。

5.B

【詳解】

A.地球是一個巨大的磁體，其磁體的N極在地理南極附近，磁體的S極在地理北極附近，

故A錯誤；

B.安培提出了分子電流假說，提出一切磁現(xiàn)象均起源于電荷的運動，故B正確；

C.地球的周圍存在著磁場，但地磁的兩極與地球的兩極并不重合，而是有一個夾角，這就

是磁偏角，磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點是不同的，故C錯誤；

D.奧斯特第一次發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，故D錯誤。

故選B。

6.B

【詳解】

A.粒子豎直向上進(jìn)入磁場，軌跡圓心一定在秘邊上，若粒子能從邊界be射出，粒子的速

度方向一定豎直向下，故方向均相同，A錯誤；

B.當(dāng)軌跡恰好與岫邊相切時，粒子從爐邊離開磁場時到6點的距離最短，由幾何關(guān)系可

得

(L-N)sin30=7?,

離6點的最短距離為

X=L—2/?,

聯(lián)立解得

AL

X二一

3

B正確；

C.垂直邊界外射出的粒子，軌道半徑為

R2=L

由洛倫茲力作為向心力可得

v2

qvB=m——

解得粒子的速度大小為

V=幽

m

C錯誤;

D.粒子在磁場中的運動周期為

丁2兀m

/=------

qB

垂直邊界必射出的粒子在磁場中運動的時間為

30?7rm

t=------/=------

3606qB

D錯誤。

故選B。

7.D

【詳解】

A.元電荷不是電荷，是電量的最小值，也是質(zhì)子或電子所帶的電量，故A錯誤；

B.物體所帶電荷量一定是元電荷的整數(shù)倍，故B錯誤；

C.點電荷是忽略大小和形狀的帶電體，可以是體積很大的帶電體在問題中忽略了大小從而

看成點電荷，故C錯誤；

D.庫侖定律只適用于在真空中兩個點電荷之間靜電力的計算，故D正確；

故選D。

8.BD

【詳解】

A.安培發(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)線之間存在的相互作用規(guī)律，即安培力，故A正確；

B.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，磁生電是法拉第發(fā)現(xiàn)的，故B錯誤；

C.赫茲通過實驗，證實了電磁波的存在，故C正確；

D.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但電磁感應(yīng)定律是紐曼和韋伯總結(jié)的，故D錯誤。

本題選錯誤選項，

故選BDo

9.CD

【詳解】

A.由圖象知從k到X2電勢逐漸降低后增大，電場強(qiáng)度方向先向右又向左，A錯誤；

BC.根據(jù)什x圖線上某點切線的斜率等于該點的電場強(qiáng)度，從XI到及的這段范圍內(nèi)斜率先

變小后增大，場強(qiáng)大小先減小后增大，電場力先減小后增大，B錯誤，C正確；

D.負(fù)電荷在電勢低處電勢能大，所以把一負(fù)電荷從加移到X2,電勢能先增大后減小，電場

力先做負(fù)功后正功，D正確。

故選CD。

10.BD

【詳解】

依題意，由于負(fù)電荷受到的電場力方向與初速度方向相反，所以開始時，電荷先減速，速度

減為零時，又反向加速。根據(jù)電場線的疏密程度反應(yīng)電場強(qiáng)度的大小，電場線越密，場強(qiáng)越

大。若電荷不能過。點，根據(jù)

F-Eq-ma

則電荷先做加速度逐漸增大的減速運動，減速到零后，反向做加速逐漸減小的加速運動；

若電荷能過。點，則電荷先做加速度逐漸增大的減速運動，過。點后又做加速度逐漸減小

的減速運動，速度減為零時，反向做加速度逐漸增大的加速運動，過0點后，又做加速度

逐漸減小的加速運動，根據(jù)VT圖像的斜率表示加速度，由數(shù)學(xué)知識可知選項AC圖像符合,

選項BD圖像不符合。AC不符合題意，BD符合題意。

故選BD。

11.BD

【詳解】

A.設(shè)第〃次通過B點時，有

—mg.2R+(2〃-1>qER=；mv1—0

可知，小球回到B點的動能與〃有關(guān)。故A錯誤；

C.第(〃-1)次通過B點時，有

2

?2R+[2(〃-l)-l}qER=^mv'B-0

相鄰兩次經(jīng)過B點，動量變化值為

A/?=mAv=m(yB-v'B)

聯(lián)立，可得

g5+2(2〃7)郎_4g-(4〃-8"ER

mm

易知，動量變化值與〃有關(guān)。故C錯誤;

B.在A處軌道對小球作用力為己,第〃次通過A時，有

2R.■qE-n=—mv\,F-mg=m—

2NR

第(〃-1)次通過A時，有

.,2

2R-qE\n-\)=-mv'\,F\-mg=m^

相鄰兩次經(jīng)過A點，軌道對小球的支持力的差值為

"N=4-F'N

聯(lián)立，可得

=4qE

根據(jù)牛頓第三定律，可知小球?qū)壍赖膲毫Σ钪狄矠槎ㄖ?。故B正確;

D.設(shè)第〃次通過8點時，有

-mg?2R+(2n-l}qER=gmv；-0

由牛頓第二定律，可得

F+mg=m-^

N]K

結(jié)合B選項中第n次通過A時情況，聯(lián)立可得任意一周，在A點小球受軌道的支持力和B

點受軌道的壓力的差值是

FN-FNt=2qE+6mg

根據(jù)牛頓第三定律，易知小球在4、8兩點對軌道的壓力差值也為定值。故D正確。

故選BDo

12.AB

【詳解】

A.由x軸上各點電場強(qiáng)度E隨坐標(biāo)x的變化曲線可知，兩個電荷為等量正電荷，故A正確。

B.x軸上從P點到。點的電勢先降低后升高，故B正確。

CD.由兩等量正點電荷的電場電勢分布情況

可知，沿著中垂線從A點到B點的電場強(qiáng)度可能先減小后增大，也可能先增大再減小，再

增大再減小，電勢先升高后降低，故C、D錯誤。

故選AB。

13.(1)BS；(2)0；(3)-BS,-2BS

【詳解】

(1)線框處于圖示位置時，線框與磁場垂直，穿過線框的磁通量

0。=BS

(2)線框繞0。,轉(zhuǎn)過90。角后，穿過線框的磁通量

①、=BScos90=0

(3)線框繞。。,轉(zhuǎn)過180。角后，穿過線框的磁通量

嗎=-BS

則此過程的磁通量的變化量

△①金=</>2一/=-2BS

14.(1)電勢能減少了0.09J；(2)v2=1.5m/s；(3)最小速度大小為/s,方向：與x軸負(fù)半

軸夾角為37。

【詳解】

(1)小球帶負(fù)電，受到向下的電場力

F=qE\=2mg

電場力做的功為

W=也(1+sin30°)=3mgL

因為

W=-\EV

所以

AEp=-W=-3>mgL=-0.09J

即電勢能減少了0.09J?

(2)如圖，小球先豎直向下勻加速運動到與A點對稱的B點，此時細(xì)線伸直，之后做圓周

運動到。點。如圖

從A到B,根據(jù)動能定理有

解得

v0=46gL

方向豎直向下。

到B點瞬間，沿細(xì)線方向的速度立刻變?yōu)榱?，球以沿切線方向的速度匕繼續(xù)運動到。點

W=%cos30°=虱;弘

從8到。，應(yīng)用動能定理得

(qE14-n2g)L(l-sin30°)=—--/Wj2

解得

「腎=1.5m/s

（3）當(dāng)合力與速度垂直時，速度最小。由幾何關(guān)系可知

tan37。=——.

丹一%，

又

E2q=max

解得

18,

^=—m/s

所以

方向：與x軸負(fù)半軸夾角為37。。

15.（1）小球帶負(fù)電；（2）E=1.5X105N/C;（3）/s,方向與豎直方向夾角為37。斜向左下

【詳解】

（1）小球帶負(fù)電；

（2）對小球受力分析，受到向下的重力、沿繩子方向的拉力和水平向左的電場力。

由于小球靜止，所以由平衡條件可得

qE=mgtan0

代入數(shù)據(jù)解之得

￡=1.5xlO5N/C

（3）剪斷細(xì)線后，小球只受重力和電場力，所以兩力的合力沿著繩的方向，小球做初速度

為零的勻加速直線運動。此時小球受到的合力

F=——=1.25/np