高考物理二轮复习 专题检测试题第5讲 能量观点在电磁学中的应用.doc

第5讲能量观点在电磁学中的应用1(2012年深圳三校联考)在绝缘的水平面上方存在着方向如图2211所示的匀强电场，水平面上的带电金属块在水平拉力f的作用下，沿水平面移动，已知金属块在移动的过程中，外力f做功32 j，金属块克服电场力做功8 j，金属块克服摩擦力做功16 j，则在此过程中金属块的()图2211a动能增加8 jb电势能增加24 jc机械能减少24 jd机械能增加48 j2(双选，2011年江门一模)一带电粒子沿着如图2212所示的虚线由a经b穿越电场，不计粒子的重力，则下列说法中正确的是()a粒子带正电b粒子在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力c粒子在a处的动能小于在b处的动能d粒子在a处的电势能小于在b处的电势能图2212图22133(双选，2011年增城调研)如图2213所示，绝缘光滑的半圆轨道位于竖直平面内，竖直向下的匀强电场正穿过其中，在轨道的上缘有一个质量为m、带电荷量为q的小球，由静止开始沿轨道运动下列说法正确的是()a小球运动过程中机械能守恒b小球在轨道最低点时速度最大c小球在最低点受到重力、支持力、电场力、向心力d小球在最低点对轨道的压力为3(mgqe)4(双选，2012年肇庆一模)如图2214所示，固定在q点的正点电荷的电场中有m、n两点，已知，下列叙述正确的是()图2214a若把一正的点电荷从m点沿直线移到n点，则电场力对该电荷做正功，电势能减少b若把一正的点电荷从m点沿直线移到n点，则该电荷克服电场力做正功，电势能增加c若把一负的点电荷从m点沿直线移到n点，则电场力对该电荷做正功，电势能减少d若把一负的点电荷从m点沿直线移到n点，再从n点沿不同路径移回到m点，则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功，电势能不变5(双选，2011年广州一模)如图2215所示，金属棒ab、cd与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好，匀强磁场垂直导轨所在的平面，ab棒在恒力f的作用下向右运动，则()图2215a安培力对ab棒做正功b安培力对cd棒做正功cabdca回路的磁通量先增加后减少df做的功等于回路产生的总热量和系统的动能增加量之和6如图2216所示，实线为电场线，虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等，一个正电荷在等势面l3处的动能为20 j，运动到等势面l1处时动能为零；现取l2为零电势参考平面，则当此电荷的电势能为4 j时，它的动能为(不计重力及空气阻力)()图2216a16 j b10 j c6 j d4 j7(双选，2011年四川卷)质量为m的带正电小球由空中a点无初速度自由下落，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到a点不计空气阻力且小球从未落地，则()a整个过程中小球的电势能变化了mg2t2b整个过程中小球动量增加量的大小为2mgtc从加电场开始到小球运动到最低点时小球的动能变化了mg2t2d从a点到最低点小球的重力势能变化了mg2t28(双选，2011年潮阳一中模拟)如图2217所示，在粗糙绝缘水平面上固定一点电荷q，从m点无初速度释放一带有恒定负电荷的小物块，小物块在q的电场中运动到n点静止则从m点运动到n点的过程中，下列说法中正确的是()图2217a小物块所受电场力逐渐增大b小物块具有的电势能逐渐增加cm点的电势低于n点的电势d小物块电势能变化量的大小等于克服摩擦力做的功9如图2218所示，回路竖直放在匀强磁场中，磁场的方向垂直于回路平面向外，导线ac可以贴着光滑竖直长导轨下滑设回路的总电阻恒定为r，当导线ac从静止开始下落后，下面有关回路中能量转化的叙述中正确的说法有()图2218a导线下落过程中机械能守恒b导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为在回路产生的热量c导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为导线增加的动能d导线达到稳定速度后的下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为回路中增加的内能10如图2219所示，位于竖直平面内的正方形平面导线框abcd，边长为l10 cm，线框质量为m0.1 kg，电阻为r0.5 ，其下方有一匀强磁场区域，该区域上、下两边界间的距离为h(hl)，磁场的磁感应强度为b5 t，方向与线框平面垂直今线框从距磁场上边界h30 cm处自由下落，已知线框的dc边进入磁场后，ab 边到达上边界之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值，问从线框开始下落到dc边刚刚到达磁场下边界的过程中，磁场作用于线框的安培力做的总功是多少？(取g10 m/s2) 图221911如图2220所示，abcd表示竖立在场强为e104 v/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的bcd部分是半径为r的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切，a为水平轨道上的一点，而且，abr0.2 m，把一质量m10 g、带电量q105 c的小球在水平轨道的a点由静止释放后，小球在轨道的内侧运动，取g10 m/s2，求：(1)小球到达c点时的速度(2)小球达到c点时对轨道的压力(3)要使小球刚好能运动到d点，小球开始运动的位置应离b点多远？图222012(2011年惠州一模)如图2221所示，pr是一长为l0.64 m的绝缘平板，固定在水平地面上，挡板r固定在平板的右端整个空间有一个平行于pr的匀强电场e，在板的右半部分有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的宽度d0.32 m一个质量m0.50103 kg、带电荷量为q5.0102 c的小物体，从板的p端由静止开始向右做匀加速运动，从d点进入磁场后恰能做匀速直线运动当物体碰到挡板r后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做减速运动，停在c点，pc.若物体与平板间的动摩擦因数0.20，取g10 m/s2.(结果保留两位有效数字)(1)判断电场的方向及物体带正电还是带负电；(2)求磁感应强度b的大小；(3)求物体与挡板碰撞过程中损失的机械能图22211a解析：设外力f做功为w1，克服电场力做功为w2，克服摩擦力做功为w3.由动能定理得ekw1w2w38 j由势能规律，电势能变化量epw28 j机械能增加量ew1w2w38 j选a.2ac解析：从曲线运动弯曲方向看粒子受力应该沿电场线斜向上，所以电场力的方向与场强方向一致，粒子带正电，a项正确； a点电场线较密，所以粒子在a点受到的电场力大于在b点受到的电场力，b项错误；从a到b电场力做正功，动能增加，c项正确；电场力做正功电势能减少，d项错误3bd4ad解析：mn，umn0，wumnq，若q0，w0，电场力做正功，电势能减少若q0，w0，电场力做负功，电势能增加选ad.5bd解析：ab棒在恒力f的作用下向右运动，产生的电流、安培力如图12所示，可知安培力对ab棒做负功，对cd棒做正功，a错b对；电路中电流方向一直为逆时针方向，根据楞次定律，回路中磁通量一直增加，c错；f做的功等于回路产生的总热量和系统的动能增加量之和，d对图126c解析：l2电势为0，电势能为0.l3到l1，动能变为0，则在l2处的动能为10 jl2处总能量为10 j根据能量守恒，e电ek恒量，当e电4 j，ek6 j选c.7bd解析：设下落t秒时速度大小为v，再次回到a时为vx，两次位移大小相等，则tt，得vx2v，emvm(2gt)22mg2t2，a错；动量增加量pmvxm(2gt)2mgt，b对；加电场时速度为v，最低点时速度为零，则动能变化emv2m(gt)2，c错；加电场后加速度为ax，ax，g，所以ax3g，所以下落中减速时间tt，下落总位移hgt2ax2gt2，epmghmg2t2，d对8cd解析：物块远离点电荷，场强变小，所受电场力逐渐减小，a错；电场力做正功电势能逐渐减少，b错；物块带负电，电势能减少，由epq，则电势增大， c对；过程初、末动能都为零，电势能转化为内能，所以电势能变化量的大小等于克服摩擦力做的功，d对9d10解：设线框的最大速度为vm ，此后直到ab边开始进入磁场为止，线框做匀速直线运动，此过程中线框的动能不变由mg解得 vm2 m/s全部进入后，无安培力，因此只需考虑从开始下落到刚好全部进入时，这段时间内线框因克服安培力做功而损失的机械能为mg(hl)mv0.2 j所以磁场作用于线框的安培力做的总功是0.2 j.11解：(1)设小球在c点的速度大小是vc，则对于小球由a运动到c的过程中，应用动能定理得qe2rmgrmv0解得vc2 m/s.(2)设小球在c点时，对轨道的压力大小为nc.在c点的圆轨道径向应用牛顿第二定律，有ncqe解得ncqe0.3 n.(3)设小球初始位置应在离b点x m的a点，对小球由ad的过程应用动能定理，有qexmg2rmv在d点的圆轨道径向应用牛顿第二定律，有mg解得x0.5 m.12解：(1)物体由静止开始向右做匀加速运动，证明电场力向右且大于摩擦力进入磁场后做匀速直线运动，说明它所受的摩擦力增大，证明它所受的洛伦兹力方向向下由左手定则判断，物体带负电物体带负电而所受电场力向右，证明电场方向向左(2)设物体被挡板