优化方案高三物理二轮复习 专题三 电场与磁场综合检测.doc

专题三综合检测一、选择题1.一电子仅在电场力作用下，沿直线由静止从a运动到b，ab间的电场强度与位移的关系如图所示，则下列叙述正确的是()a电子做匀加速运动b电子做匀减速运动c电势能先增加后减小d动能先增加后减小解析：选d电子带负电，所受的电场力方向与电场强度方向相反由图象知：由ao过程，电场强度沿x方向，电场力与运动方向一致，ob电场力与运动方向相反，所以电子的运动是先加速后减速，动能先增加后减小，由能量守恒定律可知其电势能先减小后增加，故d正确，a、b、c错误2.(2015高考安徽卷)已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中为平面上单位面积所带的电荷量，0为常量如图所示的平行板电容器，极板正对面积为s，其间为真空，带电荷量为q.不计边缘效应时，极板可看做无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为()a和 b和c和 d和解析：选d每块极板上单位面积所带的电荷量为，每块极板产生的电场强度为e，所以两极板间的电场强度为2e.一块极板在另一块极板处产生的电场强度e，故另一块极板所受的电场力fqeq，选项d正确3.(2015长沙调研)如图所示，现有四条完全相同的垂直于纸面放置的长直导线，横截面分别位于一正方形abcd的四个顶点上，直导线分别通有方向垂直于纸面向里、大小分别为iai、ib2i、ic3i、id4i的恒定电流已知通电长直导线周围距离为r处磁场的磁感应强度大小为bk，式中常量k0，i为电流强度忽略电流间的相互作用，若电流ia在正方形的几何中心o点处产生的磁感应强度大小为b，则o点处实际的磁感应强度的大小及方向为()a2b，方向由o点指向ad中点b2b，方向由o点指向ab中点c10b，方向垂直于纸面向里d10b，方向垂直于纸面向外解析：选a由题意，直导线周围某点的磁感应强度与电流强度成正比，与距直导线距离成反比应用安培定则并结合平行四边形定则，可知a选项正确4.如图所示，由abcd组成的一闭合线框，其中a、b、c三点的坐标分别为(0，l，0)，(l，l，0)，(l，0，0)，整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中，通入电流i，方向如图所示，关于各边所受的安培力的大小，下列说法中正确的是()aab边与bc边受到的安培力大小相等，方向相互垂直bcd边受到的安培力最大，方向平行于xoz平面ccd边与ad边受到的安培力大小相等，方向平行于yoz平面dad边不受安培力作用解析：选b因为ab垂直放置于磁场中，故其受的安培力fabbilab，而bc平行于磁场，故其受的安培力为零，a错；cd边垂直于磁场，且长度最长，所以其受到的安培力最大，由左手定则知其安培力的方向平行于xoz平面，b对；又fadbilod，又odcd，故cd边与ad边受到的安培力大小不等，c错；ad边受安培力作用，d错5(多选)(2015河北衡水中学二模)如图甲所示，q1、q2是两个固定的点电荷，一带正电的试探电荷仅在电场力作用下以初速度va沿两点电荷连线的中垂线从a点向上运动，其vt图象如图乙所示，下列说法正确的是()a两点电荷一定都带负电，但电量不一定相等b两点电荷一定都带负电，且电量一定相等c试探电荷一直向上运动，直至运动到无穷远处dt2时刻试探电荷的电势能最大，但加速度不为零解析：选bd由vt图可知t2时刻运动方向改变，且图线斜率不为零，则加速度不为零，0t2时间内做减速运动，电场力做负功，试探电荷的动能转化为电势能，t2时刻电势能最大，c错误，d正确试探电荷沿直线向上运动，则其所受电场力的方向沿q1、q2连线的中垂线方向向下，所以两点电荷都带负电，且电量相等，a错误，b正确6.(2014高考山东卷)如图，场强大小为e、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h.质量均为m、带电量分别为q和q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)不计重力若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于()a b c d 解析：选b带电粒子在电场中做类平抛运动，根据平抛运动的规律解决问题根据对称性，两粒子轨迹的切点位于矩形区域abcd的中心则在水平方向有sv0t，在竖直方向有ht2，解得v0.故选项b正确，选项a、c、d错误7.(2015苏州一模)如图所示，在mn、pq间同时存在匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面水平向外，电场在图中没有标出一带电小球从a点射入场区，并在竖直面内沿直线运动至b点，则小球()a一定带正电b受到电场力的方向一定水平向右c从a到b过程，克服电场力做功d从a到b过程中可能做匀加速运动解析：选c无论电场方向沿什么方向，小球带正电还是负电，电场力与重力的合力是一定的，且与洛伦兹力等大反向，故要使小球做直线运动，洛伦兹力恒定不变，其速度大小也恒定不变，故d错误；只要保证三个力的合力为零，因电场方向没确定，故小球电性也不确定，a、b均错误；由wgw电0可知，重力做功wg0，故w电0，小球一定克服电场力做功，c正确8(2015沈阳一模)如图所示，边长为l的等边三角形abc为两有界匀强磁场的理想边界，三角形内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为b，三角形外的磁场(足够大)方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为b把粒子源放在顶点a处，它将沿a的角平分线发射质量为m、电荷量为q、初速度为v0的带电粒子(粒子重力不计)若从a射出的粒子带负电，v0，第一次到达c点所用时间为t1带负电，v0，第一次到达c点所用时间为t2带正电，v0，第一次到达c点所用时间为t3带正电，v0，第一次到达c点所用时间为t4则下列判断正确的是()at1t3t2t4bt1t2t4t3ct1t2t3t4dt1t3t2t4解析：选b粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供圆周运动的向心力(1)当v0时，则由牛顿第二定律可得qvbm，t根据几何关系作出运动轨迹，rl，如图1.由轨迹知，当电荷带正电，粒子经过一个周期到达c点，即为t3t；当粒子带负电，粒子经过t第一次到达c点，即为t1t；(2)当v0，rl，如图2.由运动轨迹可知，当电荷带正电，粒子经过t到达c点，即为t4t，当粒子带负电，粒子经过第一次到达c点，即为t2，综上所述，有t1t2t4t3，故b正确9.(多选)如图所示，在第二象限中有水平向右的匀强电场，电场强度为e，在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为b有一重力不计的带电粒子以垂直于x轴的速度v010 m/s从x轴上的p点进入匀强电场，恰好与y轴成45角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入第四象限已知o、p之间的距离为d0.5 m，则带电粒子()a带正电荷b在电场中运动的时间为0.1 sc在磁场中做圆周运动的半径为 md在磁场中运动的时间为 s解析：选abd根据带电粒子在电场中的偏转方向可知带电粒子带正电荷，选项a正确；由恰好与y轴成45角射出电场可知，离开电场时vxvyv0，则vv010 m/s，在电场中沿x轴方向做匀加速运动，dt，解得粒子在电场中运动的时间为t0.1 s，选项b正确；沿y轴方向上的位移为lv0t1 m，在磁场中的偏转圆心角为135(如图所示)，由几何关系可得圆周运动的半径为rl m，故选项c错误；在磁场中运动的时间为tt s，故选项d正确二、计算题10如图甲所示，水平放置的平行金属板mn之间存在竖直向上的匀强电场和垂直于纸面的交变磁场(如图乙所示，垂直纸面向里为正)，磁感应强度b050 t，已知两板间距离d0.3 m，电场强度e50 v/m，m板中心上有一小孔p，在p正上方h5 cm处的o点，一带电油滴自由下落，穿过小孔后进入两板间，若油滴在t0时刻进入两板间，最后恰好从n板边缘水平飞出已知油滴的质量m1.0104 kg，电荷量q2105 c不计空气阻力，取重力加速度g10 m/s2，取3.求：(1)油滴在p点的速度v；(2)n板的长度l；(3)交变磁场的变化周期t.解析：(1)在p点有：mghmv2解得：v1 m/s.(2)油滴进入场区时，因为mg1.0103 n，eq1.0103 n(方向向上)，所以，粒子受到的重力与电场力平衡，粒子在场区内做匀速圆周运动，有：bqvm解得：r0.1 m可知d3r，所以油滴从n板右端水平飞出时，粒子在场内做三次四分之一圆弧运动，故可知：l6r0.6 m.(3)油滴在磁场中做圆周运动的周期为：t00.6 s交变磁场的周期为：t2t0解得：t0.3 s.答案：(1)1 m/s(2)0.6 m(3)0.3 s11(2015昆明三中、玉溪一中联考)如图所示，在xoy平面的第一、四象限，有水平向右匀强电场，在第二、三象限中存在磁感应强度为b，方向垂直纸面向里的匀强磁场和场强大小与第一象限的场强大小相等，方向竖直向上的匀强电场第一象限中p点的坐标是，在p点拴一根绝缘细线，长为r，细线另一端系一个质量为m，带电荷量为q的小球，现将细线拉至与水平方向成45角由静止释放小球摆至o点位置时，细线恰好脱开，小球跨过y轴，恰好做匀速圆周运动求：(1)电场强度的大小；(2)小球到达o点时的速度；(3)小球在y轴左侧做匀速圆周运动的旋转半径解析：(1)小球跨过y轴，恰好做匀速圆周运动，可知小球受到的电场力等于重力大小，eqmg所以场强e.(2)小球从初始状态释放，摆动到o点，根据动能定理：mgreqrmv2得小球的速度v速度的方向与y轴正方向成60角斜向上(3)如图，小球在y轴左侧做匀速圆周运动，小球受到的电场力大小等于重力大小，洛伦兹力提供向心力f洛m即qvbm得旋转半径为r.答案：(1)(2)见解析(3)12(2015高考四川卷)如图所示，粗糙、绝缘的直轨道ob固定在水平桌面上，b端与桌面边缘对齐，a是轨道上一点，过a点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小e1.5106 n/c，方向水平向右的匀强电场带负电的小物体p电荷量是2.0106 c，质量m0.25 kg，与轨道间动摩擦因数0.4.p从o点由静止开始向右运动，经过0.55 s到达a点，到达b点时速度是5 m/s，到达空间d点时速度与竖直方向的夹角为，且tan 1.2.p在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力f作用，f大小与p的速率v的关系如表所示p视为质点，电荷量保持不变，忽略空气阻力，取g10 m/s2.求：v/(ms1)0v22v5v5f/n263(1)小物体p从开始运动至速率为2 m/s所用的时间；(2)小物体p从a运动至d的过程，电场力做的功解析：(1)小物体p的速率从0至2 m/s，受外力f12 n，设其做匀变速直线运动的加速度为a1，经过时间t1，速度为v1，则f1mgma1v1a1t1由式并代入数据得t10.5 s(2)小物体p从速率为2 m/s运动至a点，受外力f26 n，设其做匀变速直线运动的加速度为a2，则f2mgma2设小物体p从速度v1经过t2时间，在a点的速度为v2，则t20.55 st1v2v1a2t2p从a点至b点，受外力f26 n、电场力和滑动摩擦力的作用，设其做匀变速直线运动的加速度为a3，电