电场磁场电磁感应.doc

专题8 电场与磁场复习目标：1掌握库仑定律，理解场强、电势、电势差、电势能、等势面、电容等概念2熟练掌握带电粒子在匀强电场中加速和偏转的规律，会处理带电粒子在复合场中运动的问题3理解磁感强度、磁感线、磁通量的含义，会灵活应用左手定则和安培力公式分析、计算磁场对电流的作用力（限B和I平行和垂直两类）4熟练掌握洛仑兹力和有关几何知识，会灵活解决各类带电粒子在磁场（限B和v平行和垂直两类）中的运动问题一选择题图9-11如图9-1所示，平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一个带正电的小球悬挂在电容器内部闭合电键S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为下列说法中正确的是（）A保持电键S闭合，若带正电的A板向B板靠近，则增大B保持电键S闭合，若带正电的A板向B板靠近，则不变C电键S断开，若带正电的A板向B板靠近，则增大D电键S断开，若带正电的A板向B板靠近，则不变2宇航员在探测某星球时，发现该星球均匀带电，且电性为负，电荷量为Q在一次实验时，宇航员将一带负电q（qQ）的粉尘置于离该星球表面h高处，该粉尘恰好处于悬浮状态宇航员又将此粉尘带至距该星球表面的2h高处，无初速释放，则此带电粉尘将A仍处于悬浮状态 B背向该星球球心方向飞向太空C向该星球球心方向下落 D沿该星球自转的线速度方向飞向太空5质量为m的通电细杆ab置于倾角为的导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图9-3所示；下图是它的四个侧视图，图中已标出四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是（）图9-3图9-46如图9-4所示，天然放射性元素放出、三种射线，同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向与电场强度及磁感应强度方向都垂直，进入场后，发现、射线都沿原方向直线前进，则射线将（）A向右偏转B向左偏转C沿原方向直线前进D是否偏转，无法确定图9-57如图9-5所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中，轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M、N为轨道的最低点，则（） A两小球到达轨道最低点的速度vMvN B两小球到达轨道最低点时对轨道的压力FMFN C小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间D在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道的另一端二非选择题图9-6图9-7图9-8图9-9（读图回答下面四个问题）8半径为 r的绝缘光滑环固定在竖直平面内，环上套有一质量为 m，带正电的珠子，空间存在着水平向右的匀强电场，如图9-6所示，珠子所受电场力是其重力的3/4倍，将珠子从环上最低位置A点由静止释放，则珠子所能获得的最大动能为9如图9-7所示，在虚线所示的宽度为D的范围内，用场强为E的匀强电场可使初速度为v0的某种正离子偏转角，在同样宽度范围内，若改用匀强磁场（方向垂直纸面向外）使同样离子穿过该区域，并使它们转角也为则磁感应强度B；离子穿过电场和磁场的时间之比是 10一个带电微粒在如图9-8所示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动则该带电微粒必然带 ，旋转方向为 若已知圆半径为r，电场强度为E磁感应强度为B，则线速度为 11如图9-9所示，在同一水平面的两导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为0.9kg，有效长度为0.5m的金属棒放在导轨上当金属棒中的电流为5A时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增加到8A时金属棒能获得2m/s2的加速度，则磁场的磁感强度是多大? 12汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图9-10所示，真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后，穿过A中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P间的区域当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O点，(O与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计此时，在P和P间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点已知极板水平方向的长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2 （1）求打在荧光屏O点的电子速度的大小（2）推导出电子的比荷的表达式图9-10专题预测图9-111如图9-11所示，一个质量为m，电量为+q的小物体，可以在与水平面成角的长绝缘斜面上运动斜面的下端有一与斜面垂直的固定弹性绝缘挡板M，斜面放在一个足够大的匀强电场中，场强大小为E，方向水平向左小物体在离水平面高为h处，受到一个沿斜面向上的瞬时冲量作用，沿斜面以初速度v0向上运动设小物体与斜面间的动摩擦因数为，小物体与挡板碰撞时不损失机械能，小物体的带电量也不变，求：小物体停止运动前所通过的总路程图9-122真空中有一半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里x轴为过磁场边O点的切线，如图9-12所示从O点在纸面内向各个方向发射速率均为v0的电子，设电子间相互作用忽略，且电子在磁场中的偏转半径也为r已知电子的电量为e，质量为m（1）速度方向分别与Ox方向的夹角成60和90的电子，在磁场中的运动时间分别为多少？（2）所有从磁场边界出射的电子，速度方向有何特征？（3）设在x轴上距O点2r处，有个N点，请设计一种匀强磁场分布，使由O点向平面内各个方向发射的速率均为v0的电子都能够汇聚至N点答案：1AD2A34B 5AB6A 7BD8mgR/49BEcos/ v0；sin/10负电；逆时针；vBrg/E11B1.2T12（1）；（2）专题预测121）T/6；T/4（2）平行x轴向右（3）2010年高考深圳一模物理试题及答案（2010.3.8）一、单项选择题：每小题4分，满分16分每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题目要求，选对的得4分，多选、选错或不答的得0分1下列说法正确的是A布朗运动是液体分子的运动，它说明分子在永不停息地做无规则运动B1 g水所含有的分子个数与阿伏加德罗常数相等C玻尔理论成功地解释了各种原子的发光现象D卢瑟福根据粒子散射实验建立了原子的核式结构模型ABCD2如图所示，斜面AB、DB摩擦因数相同可视为质点的物体，分别沿AB、DB从斜面顶端由静止下滑到底端，下列说法正确的是A物体沿斜面DB滑动到底端时动能较大B物体沿斜面AB滑动到底端时动能较大C物体沿斜面DB滑动到底端过程中克服摩擦力做的功较多D物体沿斜面AB滑动到底端过程中克服摩擦力做的功较多3让钢球从某一高度竖直落下进入液体中，图中表示的是闪光照相机拍摄的钢球在液体中的不同位置则下列说法正确的是钢球进入液体中先做加速运动，后做减速运动钢球进入液体中先做减速运动，后做加速运动钢球在液体中所受到阻力先大于的重力，后等于的重力钢球在液体中所受到阻力先小于的重力，后等于的重力BRF4如图所示，水平光滑的金属框架上左端连接一个电阻R，有一金属杆在外力F的作用下沿框架向右由静止开始做匀加速直线运动，匀强磁场方向竖直向下，轨道与金属杆的电阻不计并接触良好，则能反映外力F随时间t变化规律的图像是 ABDC tOFtOF tOF tOF二、双项选择题：本题共5小题，每小题6分，满分30分在每小题给出的四个选项中，只有2个选项符合题目要求，全选对的得6分，只选1项且正确的得3分，有多选、选错或不答的得0分5根据热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是A气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大B物体的温度为0时，物体分子的平均动能为零C. 分子势能一定随分子间距离的增大而增大D. 给物体加热，物体的内能不一定增加6在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，都不同程度地含有放射性元素，有些含有铀、钍的花岗岩会释放出放射出、射线，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是A发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内质量数减少2B发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内中子数减少1C射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱7某卫星在月球上空绕月球做匀速圆周运动，若已知该卫星绕月球的周期和轨道半径，则由已知物理量可以求出A月球的质量 B月球的密度C月球对卫星的引力 D卫星的向心加速度8如图所示，真空中等量异种点电荷放置在M、N两点，在MN的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是MNacbdOAa点场强与c点场强一定相同Ba点电势一定小于c点电势C负电荷在c点电势能一定大于在a点电势能D正电荷从d点移到b点电场力不做功9交流电源输出的电压U随时间t变化的图线如图所示 ，则下列说法正确的是t/10-2sU/V01234-A交变电流的频率为50HzB交变电流的周期为2SC交变电压的最大值VD交变电压的有效值V三、实验题：本题共2小题，共18分答案或图必须填写在答题卡上指定区域的指定位置10（8分）（1）在研究弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系的实验中，弹簧长度的改变量可以利用刻度尺直接测量得到，而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量现有两组同学分别按图甲（让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面）和图乙（让滑块向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使滑块在气垫导轨上向右运动，通过相应的测量仪器可以测出滑块脱离弹簧后的速度）两组不同的测量方案进行测量请写出图甲方案中弹性势能与小球质量及图中各量之间的关系EP= ；图乙方案中除了从仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度外还要直接测量的量 ；两种方案的共同点都是将弹性势能的测量转化为对 能的测量请你用简短的语言设计第三种研究弹簧弹性势能的方案 滑块气垫导轨测速装置压缩弹簧图乙hsQ图甲10（10分）（2）在探究金属丝的电阻与金属丝长度的关系的实验中，某实验小组得到了如图所示的R-L 实验图线，则图线的斜率与导线的横截面积的乘积表示的物理量是 为了测量金属丝的电阻（阻值在5-10间），实验提供了下列器材和电路：A. 电压表（03V，内阻1kW） B. 电压表（015V，内阻5kW）C. 电流表（00.6A，内阻2W） D. 电流表（03A，内阻0.5W）E. 滑动变阻器（10W，0.2A） F. 滑动变阻器（50W，0.6A）G. 直流电源（6V，内阻不计） 另有开关一个、导线若干RvAVSR滑图乙AVSRvR滑图甲R0L实验中电路应选 ，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_（只填器材的字母代号）四、计算题：本题共2小题，36分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位必须填写在答题卡上指定区域的指定位置11（18分）如图所示， ABCDE是由三部分光滑轨道平滑连接在一起组成的，AB为水平轨道， 是半径为R的半圆弧轨道，是半径为2R的圆弧轨道，与相切在轨道最高点D，R=0.6m质量为M=0.99 kg的小物块，静止在AB轨道上，一颗质量为m=0.01kg子弹水平射入物块但未穿出，物块与子弹一起运动，恰能贴着轨道内侧通过最高点从E点飞出取重力加速度g=10m/s2，求：ABCDEMm （1）物块与子弹一起刚滑上圆弧轨道B点的速度； （2）子弹击中物块前的速度； （3）系统损失的机械能12（18分）如图所示，在空间中存在垂直纸面向里的场强为B匀强磁场，其边界AB、CD的宽度为d，在左边界的Q点处有一质量为m，带电量为负q的粒子沿与左边界成30o的方向射入磁场，粒子重力不计求： （1）带电粒子能从AB边界飞出的最大速度？ （2）若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场，穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板，则极板间电压及整个过程中粒子在磁场中运动的时间？30小孔ABQCDUdv （3）若带电粒子的速度是（2）中的倍，并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场，则粒子能打到CD边界的范围？参考答案： 123456789DBCBADBDADADAC10（1）EP=mgS2/4h； 滑块的质量；动能；（此空根据情况给分） (每空2分)10（2）金属丝的电阻率； 乙 ； A ； C ； F (每空2分)11（1）由物块与子弹一起恰能通过轨道最高点D，得： （3分） 又由物块与子弹上滑过中根据机械能守恒得： （3分） 代入数据解得： （2分）（2）由动量守恒 （3分） （2分） （3）根据能的转化和守恒定律得 （3分） 代入数据得： （2分）12（）粒子能从左边界射出，临界情况有 （3分）30ABDdv3QO3O3/30Cv330小孔ABO2CDUdv6060vO2/Q所以粒子能从左边界射出速度应满足 （3分）CDO1ABvmd30vmQ（）粒子能从右边界射出 （2分）解得 （1分）粒子不碰到右极板所加电压满足的条件 （1分）因粒子转过的圆心角为，所用时间为，而 （1分）因返回通过磁场所用时间相同，所以总时间 （1分）（）当粒子速度为是（2）中的倍时 解得 粒子，如图 （3分）由几何关系可得 （3分）专题9 电磁感应复习目标：1进一步深化对电磁感应现象的理解，能熟练应用楞次定律和法拉第电磁感应定律分析电磁感应现象与力、能、电路的综合问题；2理解自感现象、交变电流的产生过程，深刻领会变压器的变压规律。专题训练：U/Vt/s00.010.021如图为理想变压器原线圈所接电源电压波形，原副线圈匝数之比n1n2 = 101，串联在原线圈电路中电流表的示数为1A，下则说法正确的是（ ）A变压器输出两端所接电压表的示数为VB变压器输出功率为220WC变压器输出的交流电的频率为50HZD若n1 = 100匝，则变压器输出端穿过每匝线圈的磁通量的变化率的最大值为wb/sit0t1t4t2t3乙甲AB2如图所示，图甲中A、B为两个相同的线圈，共轴并靠边放置，A线圈中画有如图乙 所示的交变电流i，则A 在 t1到t2的时间内，A、B两线圈相吸B 在 t2到t3的时间内，A、B两线圈相斥C t1时刻，两线圈的作用力为零D t2时刻，两线圈的引力最大Bab3如图所示，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导线所在平面，当棒下滑到稳定状态时，小灯泡获得的功率为，除灯泡外，其它电阻不计，要使灯泡的功率变为，下列措施正确的是（ ）A换一个电阻为原来2倍的灯泡B把磁感应强度B增为原来的2倍C换一根质量为原来倍的金属棒D把导轨间的距离增大为原来的 4如图所示，闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速滚下，沿曲面的另一侧上升，曲面在磁场中 （ AB ）hA 若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于hB. 若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于hc.若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于hD.若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于hNMvK5如图所示，一电子以初速沿与金属板平行的方向飞入两板间，在下列哪种情况下，电子将向M板偏转？（ ）A开关K接通瞬间 B断开开关K瞬间C接通K后，变阻器滑动触头向右迅速滑动D接通K后，变阻器滑动触头向左迅速滑动ti20T/2T乙i10T/2TtCi1t0Ati10T/2TBi1t0T/2TDi1i2G甲6如图甲，在线圈中通入电流后，在上产生感应电流随时间变化规律如图乙所示，则通入线圈中的电流随时间变化图线是下图中的？（、中电流正方向如图甲中箭头）（ ）7如图所示，A、B是电阻均为R的电灯，L是自感系数较大的线圈，当S1闭合，S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后，将S1断开，下列说法中正确的是s1s2RABabcdLA B灯立即熄灭B A灯将比原来更亮一些后再熄灭C 有电流通过B灯，方向为c dD 有电流通过A灯，方向为b aab8如图所示，足够长的两条光滑水平导轨平行放置在匀强磁场中，磁场垂直于导轨所在平面，金属棒可沿导轨自由滑动，导轨一端跨接一定值电阻，其他电阻不计。现将金属棒沿导轨由静止向右拉，第一次保持拉力恒定，经时间后金属棒速度为，加速度为，最终金属棒以速度做匀速运动，第二次保持拉力的功率恒定，经时间后金属棒速度也为，加速度为，最终也以做匀速运动，则（ ）A B C DvB9如图所示，用铝板制成“”形框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在板上方，让整体在垂直于水平方向的匀强磁场中向左以速度匀速运动，悬线拉力为T，则：（ ）A悬线竖直，T = mg B选择合适，可使T = 0C悬线竖直，Tmg D条件不足，不能确定V0La10如图所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽为L的区域内，现有一个边长为L的正方形闭合线圈以速度垂直磁场边界滑过磁场后速度变为那么：（ ）A完全进入磁场时线圈的速度大于/2B.完全进入磁场时线圈的速度等于/2C完全进入磁场时线圈的速度小于/2D以上情况AB均有可能，而C是不可能的。11如图所示，变压器原副线圈匝数之比为41，输入电压，输电线电阻R = 1，有标有“25V，5W”的灯炮接入 盏才能正常发光，输入电路上保险丝允许电流应大于 A12如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电微粒静止于平行板（两板水平放置）电容器中间，则此粒子带 电，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，粒子质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率为 （设线圈的面积为s）13.如图所示，水平铜盘半径为r，置于磁感应强度为B，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过滑片R1BR2与理想变压器的原线圈及R1相连，该理想变压器原副线圈的匝数比为n，变压器的副线圈与电阻为R2的负载相连，则变压器原线圈两端的电压为 ，通过负载R2的电流强度为 。14如图甲所示，在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为r = 1m、电阻为R = 3.14的金属圆形线框，当磁场按图乙所示规律变化时，线框中有感应电流产生。（1）在丙图中画出感应电流随时间变化的图象（以逆时针方向为正）（2）求出线框中感应电流的有效值t/s1346790B/TT2乙t/s1346790i/A丙甲15如图所示，在倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场，方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L，一个质量为m，边长为L的正方形线框以速度V刚进入上边磁场时，即恰好做匀速直线运动，求：（1）当边刚越过时，线框的加速度多大？方向如何？vcdabeeBBff gg（2）当到达与中间位置时，线框又恰好作匀速运动，求线框从开始进入到边到达与中间位置时，产生的热量是多少？预测1 如图所示，图中M、