对比分析归纳电场和磁场基础知识点.doc

考试要求1、两种电荷，电荷守恒A2、真空中的库仑定律，电量B3、电场，电场强度，电场线，点电荷的场强，匀强电场，电场强度的叠加B4、电势能，电势差，电势，等势面B5、匀强电场中电势差跟电场强度的关系B6、静电场中的导体，静电感应现象，静电平衡：导体内部的电场强度等于零，导体是一个等势体B7、带电粒子在匀强电场中的运动B8、电容器、电容、平行板电容器的电容，常用的电容器B9、静电的防止和应用A说明：1、不要求讨论正或负电荷形成的电场中正、负电荷的电势能的正、负问题2、带电粒子在匀强电场中偏转的计算，只限于带电粒子进入电场时速度垂直于场强的情况3、只要求了解平行板电容器的电容跟哪些因素有关，不要求定量计算知识结构方法指导洪安生场是一种特殊物质物体间不直接接触而有力的相互作用，就是通过场实现的，例如物体间的万有引力就是通过引力场而相互作用的，电荷间的相互作用，磁场与电流的相互作用，电流与电流的相互作用等，都是通过场而实现的我们中学阶段主要讲电场和磁场，下面两个方面的问题是重点内容，要好好理解掌握1、对电场和磁场的认识是这部分的基本内容（1）从产生原因讲，电场和磁场各有两种电场：电荷周围的电场（静电场）；变化的磁场产生的电场磁场：电流产生的磁场（静磁场）；变化的电场产生的磁场（2）描述电场和磁场的物理量描述电场的强弱的物理量是电场强度 （ ），描述磁场强弱的物理量是磁感应强度 （ ） 和 都是矢量， 的方向跟正检验电荷在电场中受到的电场力 的方向相同； 的方向跟电流 的方向及它受到的磁场力 的方向垂直，可用左手定则判定对于静电场，还有一个物理量，即电势 （ ），电势是标量，并且是相对量，即某点的电势是相对于电势零点而言的但两点间的电势差 与零电势点的选择无关（3）电场线、磁感线、等势面电场线和磁感线都是描述场的强弱和方向的工具静电场的电场线从正电荷出发而终止于负电荷；磁场的磁感线则是闭合曲线静电场有电势，把电场中电势相等的点都连起来，就是等势面，等势面是闭合曲面电场线与等势面垂直相交，沿电场线方向电势逐渐降低，电场线密的地方等势面也密，表明该处场强大要记住几种典型静电场的电场线及等势面的分布情况，如正、负点电荷的电场，等量同种电荷的电场、等量异种电荷的电场，一个点电荷与一块大金属平板间的电场以及匀强电场两块平行金属板距离较近时，就构成平行板电容器，带电平行板电容器间的电场就是匀强电场电容 （ ）及匀强电场都是重要的概念要记住几种典型磁场的磁感线分布情况，如条形磁铁周围的磁场、蹄形磁铁周围的磁场、直线电流、圆形电流、通电螺线管的磁场等，通是线管内部的磁场就是匀强磁场2、带电粒子在电场、磁场中的运动问题是典型的综合问题带电粒子，一般都是指重力可以忽略不计的微观粒子，如电子、质子、离子等等，广义地讲也可以包括需要考虑重力作用的其他带电小物体，如带电质点、带电微粒、带电液滴等带电粒子在电场、磁场中的运动，在实际中意义重大，特别是在科学研究上，各种粒子加速器、控制粒子偏转的装置都得到广泛地应用另一方面，带电粒子的电场、磁场中的运动问题，涉及到很多方面的知识，能力要求也很高，因此历来物理高考都很重视考查这方面的问题，现在考理科综合能力测试，物理试题的数量大大减少，试题的综合程度有所加强，带电粒子的运动问题更是考查的重点现把带电粒子在电场、磁场中的运动问题列表总结如下：初速度在匀强电场中在匀强磁场中受力情况运动情况受力情况运动情况匀加速直线运动 不受力保持静止同上匀变速直线运动不受力匀速直线运动同上类“平抛运动”匀速圆周运动从上面表格可以看出：1、带电粒子在电场中受到的电场力 ，它只与电荷及电场的场强 有关，而与电荷的运动情况无关，因此带电粒子在电场中的加速度也只与粒子本身（质量和电荷量）及所在处的场强有关，而与运动情况无关，因此带电粒子在匀强电场中的运动部是匀变速度运动，但具体运动形式还与初状态，即初速度有关2、带电粒子在磁场中受到的磁场力（洛伦兹力） ，它既与带电粒子的电荷量有关、与磁场的磁感应强度有关，还与粒子的运动情况有关，即与它的运动速度有关速度是矢量，洛伦兹力不但与粒子的运动速度的大小有关，也与运动方向有关，如果运动方向与磁场方向平行，粒子不受磁场力；粒子运动方向与磁场方向垂直，粒子受到的磁场力最大因此带电粒子在磁场中的运动情况就复杂得多，即使入射时速度大小保持不变，而入射方向不同，粒子的加速度就不同，运动形式更是多种多样例题精选【典型例题1】如图所示，电力线方向由a到c，a、b间的距离等于b、c的距离用 和 分别表示a、b、c三点的电势和电场度，可以断定（A） （B） （C） （D） 分析与解：题中用了“可以判定”的字样，对于“断定”或“一定”的说法，只要举出一个反例，就可以定它反之如果题中用的是“可能”的字样，只要能举出一个正例，就是“可能”的试题只画出一条电力线，只要不认定它就是匀强电场的电力线，想到它还可能是正或负点电荷场的一条电力线甚至其它可能，就不会受到试题给出的a、b、c三点的距离关系的迷惑判断电场强度的大小，需看电力线的疏密，此题不具备作出判断的条件选项B是正点电荷电的结论，而选项C、D是匀强电场的结论，这都是为按思维定势的考生准备的选项判断电势的高低看电力线的走向，“沿电力线方向电势逐渐降低”，依据这一结论，可以判定只选项A正确【典型例题2】如图，在x轴上有两个点电荷，一个带正电 ，一个负电 ，且 用 和 分别表示两个电荷所产生的场的大小，则在x轴上（A） 之点只有一处，该处合场强为零（B） 之点共有两处，一处合场强为零，另一处合场强为 （C） 之点共有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为 （D） 点共有三处，其中一处合场强为零，另两处合场强为 分析与解：这一试题主要是考查学生对点电荷场强决定式 以及电场强度矢量合成的知识，在分析时可以画一简图，以帮助具体思考问题，我们分成三个区间讨论，在BD部分， 与 在BD上各点产生的电场强度方向相反，任取一点来看， ，因为 ，可见 与 是可能相等的，而且合场强应为零在AB部分任取一点分析可知， 与 产生电场强度方向一致，由A至B， 产生场强 减小，而 产生场强逐渐增大，也有可能在某点 在CA段上各点， 与 产生场强方向相反（由 ）但由于 ， 又较远（ ），由 可知 ，因此不可能有 点存在，此题正确选项应为B这种利用画图、并分阶段讨论的办法是物理中常常采用的办法，例如对物体运动过程的分析等等【典型例题3】如图所示， 是一个很大的金属板，水平放置， 是一个带正电的点电荷，固定在板外另一个可看作质点的带负电的小物体 ，以一定的初速度从图中的 点沿金属板表面移动到 点，移动过程中 的带电量保持不变，它与金属板间的摩擦不能忽略关于 的这段运动过程，下面的说法中正确的是： A、 对 板的压力先变小后变大B、 的加速度先变小后变大C、 的电势能先变小后变大D、 的速度先变小后变大分析与解：点电荷 与大的平金属板 间的电场是我们应该记住的一种典型电场，它是非匀强电场，其电场线分布情况的示意图如图所示它的特点是除了从 出发而垂直于金属板的电场线是直线外，其余所有的电场线都是曲线，这些曲线与金属板都垂直相交，靠近中心处的电场线较密而边缘处的电场线较稀疏，说明中心处的电场较强而越靠近边缘越弱，金属板面是电场的一个等势面小带电体 沿金属板面运动，就是沿一个等势面运动，它的电势能是保持不变的，首先要排除的是选项C带电体在从 移动到 的过程中，所受的电场力方向都是竖直向上的，它的大小总小于重力（因此它运动过程中不离开板面）电场力的大小是先逐渐变大，至正中位置时达到最大，而后逐渐减小，而重力的大小是不变的，因此它对板的压力是先变小后变大，选项A正确带电体在运动过程中，水平方向只受摩擦力，正是摩擦力产生加速度，而摩擦力跟压力大小成正比，因此摩擦力也是先变小后变大，从而加速度也是先变小后变大，选项B正确带电体在运动过程中，加速度方向始终与运动方向相反，一直在做减速运动，因此选项D错误本题的正确答案是A、B（本题最容易犯的错误是认为带电体 位于 处时，受到的电场力是指向点电荷 ，从而这个电场力有一个水平向右的分量，它使小物体产生加速度犯这种错误的原因是只想到了点电荷 的电场，而忽略了金属板 的作用，实际上 要受到点电荷 的感应，使 的上表面出现负的感应电荷，正是这些感应电荷的电场与点电荷 的电场叠加而形成如图所示的电场分布我们要求记住的几种典型电场的分布中就包括一个点电荷和一个大金属平板间的电场，它指的就是合电场，这种电场的电场线与金属板相交处的场强方向都是与金属板垂直的（金属板是一个等势体，其表面是等势面，电场线与等势面垂直相交），因此带电体 受到的电场力是与板面垂直的，它没有沿板面方向的分量，对加速度没有贡献，加速度完全是由滑动摩擦力产生的）【典型例题4】一带电粒子射入一固定在O点的电荷的电场中，粒子运动的轨迹如图中虚线除所示，图中实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计重力，可以判断（A）此粒子一直受到静电排斥力作用（B）粒子在b点的电势能一定大于在a点电势能（C）粒子在b点速度一定大于在a点的速度（D）粒子在a点和c点速度大小一定相等分析与解：在静电场中，如果只有电场力对电荷做功，电势能与动能互相转化，且总量守恒，这与机械能守恒定律类似此题从运动轨迹可知特别是从b点所在一小段圆弧的圆心位置可以判断出，向心力方向背离O点，即带电粒子与点电荷间存在斥力，说法A是正确的，同时因带电粒子只有克服斥力做功才能接近点电荷，因而由a到b过程中动能减小带电粒子的电势能增加，说法B也是正确的因为a、c处于同一等势面，根据上述电势能与动能总和守恒，可判断出带电粒子在a、c两点动能相等，故而速度大小也必然相同说法D也正确【典型例题5】两带电小球，电量分别为q和q，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示若此杆绕过O点垂直干杯的轴线转过180，则在此转动过程中电场力做的功为（A）零（B）qEl（C）2qEl（D）qEl分析与解：此题主要是要理解电场力做功等于电荷电势能减少，而电势能减少可以从电势差与电量相乘求出，即 ，并应理解电场力做功与电荷移位路径无关，只与始末位置有关此题中首先应判断出杆在转过180过程中，q与q电势能都减少，即电场力既对q做功，也对q做功再结合匀强电场中电势差与场强关系 可得出电场力共做功 ，因此选项C是正确的【典型例题6】一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P点的电势能若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（A）U变小，E不变（B）U变大，W变大（C）U变小，W不变（D）U不变，W不变分析与解：平行板电容器无电后与电源断开，就是给出了极板上电量保持不变的条件，当极板距离变小时，电容变大，根据 可知，两极电压将变小，从物理实质来看，带有异种电荷两极板间有静电引力作用，距离减小，意味着此过程中电场力做功；电势能减小，故相应电势差（电压）降低而两板间场强是否变化，要根据板间为匀强电场， 来分析设原来电压力为 ，距离为 ，场强为 ，移动正极板后电压为 ，距离为 ，场强为 ，相应电容为 与 ，由Q不变时，U与C成反比可知： ，但根据平行板电容器电容C与板间距离成反比： 代入上一式导出： 这就表明：在Q不变时，两极板距离变化虽然电压变，但其间场强不变，因此选项A是正确的，即题给条件下，电压变小，场强不变由于负极板接地，电势为零，P点处固定的正电荷具有的电势能因P与地间电势差 不变（E与 不变）也不变因而选项C也正确的此题答案应为A、C在解答物理问题时用比例的办法来讨论某些量间关系或变化也是常常采用的数学方法考生复习时应能比较熟练地运用【典型例题7】图中a、b和c表示点电荷的电场中的三个等势面，它们的电势分U、 和 一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后，仅受电场力作用而运动已知它经过等势面b时的速率为v，则它经过等势面c时的速率为 分析与解：由动能定理得 和 ，解得 【典型例题8】质量为m、电量为q的质点，在静电力作用下以恒定速率v沿圆弧从A点运动到B点，其速度方向改变的角度为 （弧度），AB弧长为s则A，B两点间的电势差 ，AB弧中点的场强大小 分析与解：带电质点在电场力作用下作匀速圆周运动，动能不变，电场力不做功，：向心力就是电场力，设圆弧半径R，则有 如图所示， 与 间的夹角为 ，则 ，即 【典型例题9】A、B两带电小球，A固定不动，B的质量为m在库仑力作用下，B由静止开始运动已知初始时，A、B间的距离为d，B的加速度为a经过一段时间后，B的加速度变为 ，此时，A、B间的距离应为已知此时B的速度为v，则在此过程中电势能的减少量为分析与解：设两带电小球A、B的电量分别为 ，则由库仑定律得知，在初始时，A、B间相互作用的库仑力等于 ，题中已说明此时小球B的加速度为a，因而有：设A、B两小球间距离为 时，B小球的加速度变为 ，则由库仑定律和牛顿第二定律得到： 将式除以式就得到： 【典型例题10】图1中A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为 V， V， V，由此可得D点电势 V 分析与解：由题可知A、B两点间的电势差为12V，A、C两点间的电势差为18V匀强电场中，电势降落是均匀的，且匀强电场的等势线为平行的直线将A、C两点用直线连接，把直线AC三等分，E、P为三等分点，如图2所示P点与B点的电势相等连接B、P两点，则BP就是电势为3V的等势线【典型例题11】图甲中A和B表示在真空中相距为d的两平行金属板加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场图乙表示一周期性的交变电压的波形，横坐标代表时间t，纵坐标代表电压U从 开始，电压为一给定值 ，经过半个周期，突然变为 ，再过半个周期，又突然变为 ；如此周期性地交替变化在 时，将上述交变电压U加在A、B两板上，使开始时刻A板电势比B板高，这时在紧靠B板处有一初速为零的电子（质量m，电量为e）在电场作用下开始运动，要想使这电子到达A板时具有最大的动能，则所加交变电压的频率最大不能超过多少？ 分析与解：首先应对电子的运动过程及为什么对交变电压的频率有限制的道理做仔细分析，开始 时，因A板电势比B板高，而电子又紧靠B板处，所以电子将在电场力作用下向A板运动，在交变电压的头半个周期内，电压不变，电子做匀加速直线运动，其动能不断增大如果频率很高，即周期很短，在电子尚未到达A板之前交变电压已过了半个周期开始反向，则电子将沿原方向开始做匀减速直线运动再过半个周期后，其动能减少到0接着又变为匀加速运动，半个周期后，又做匀减速运动，最后到A板在匀减速运动过程中，电子动能要减少因此，要想电子到达A板时具有最大的动能，在电压的大小给定了的条件下，必须使电子从B到A的过程中始终做加速运动这就是说，要使交变电压的半周期不小于电子从B板处一直加速运动到A板处所需的时间即频率不能大于某一值在电场力的作用下，电子的加速度a为： 其中e和m分别为电子的电量大小和质量令t表示电子从B一直加速运动到A所需的时间，则： 或： 令T表示交变电压的周期，v表示频率，根据以上的分析，它们应满足以下的要求：由以上各式可解得： 【典型例题12】在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点，把小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速释放已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为 （如图）求小球经过最低点时细线对小球的拉力分析与解：设细线长为l，球的电量为q，场强为E若电量q为正，则场强方向在题图中向右，反之向左从释放点到左侧最高点，重力势能的减少等于电势能的增加，若小球运动到最低点时的速度v，此时线的拉力为T，由能量关系得：由牛顿第二定律得： 由以上各式解得： 【典型例题13】如图1所示，真空室中电极K发出的电子（初速不计）经过 V的加速电场后，由小孔S沿两水平金属板A、B间的中心线射入A、B板长 m，相距 m，加在A、B两极间的电压u随时间t变化的ut图线如图2所示设A、B间的电场可看作是均匀的，且两板外无电场在每个电子通过电场区域的极短时间内，电场可视作恒定的两板右侧放一记录圆筒，筒的左侧边缘与极板右端距离 m，筒绕其竖直轴匀速转动，周期 m，筒的周长 m，筒能接收到通过A、B板的全部电子（1）以 时（见图2，此时 ）电子打到圆筒记录纸上的点作为xy坐标系的原点，并取y轴竖直向上试计算电子打到记录上的最高点的y坐标和x坐标（不计重力作用） （2）在给出的坐标纸（图3）是定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线分析与解：（1）计算电子打到记录纸上的最高点的坐标电子从电极K发出打到圆筒记录纸上，经过加速、偏转、放大、扫描四阶段在加速阶段，电子经过加速电压 作用，速度由0增大到 ，设 为电子沿A、B板的中心线射入电场时的初速度，则：在偏转阶段，电子进入A、B板间的匀强电场中受电场的偏转作用，运动规律如、式所示，由此可求得电子的偏转距离（最大为 ）和电子离开电场的速度电子在中心线方向的运动为匀速运动，设电子穿过A、B板的时间为 ，则：电子在垂直A、B板方向的运动为匀加速直线运动对于恰能穿过A、B板的电子，在它通过时加在两板间的电压 应满足：联立、式解得V此电子从A、B板射出沿y方向的分速度为：在放大阶段，电子作匀速直线运动，经过距离b偏转距离加大，它打在记录纸上的点最高，设纵坐标为y，由图4可得 由以上各式解得 cm在扫描阶段，由于圆筒匀速转动，不同时刻打到记录纸上电子的x坐标不同若圆筒转动周期为T，圆筒周长为s， 时电子打到记录纸上的点为坐标原点，则t时刻打到记录纸上电子的t坐标为 从题给的ut图线可知，加于两板电压u的周期 s，u的最大值 V，因为 ，在一个周期内，只有开始的一段时间间隔 内有电子通过A、B板，因为电子打在记录纸上的最高点不止一个，根据题中关于坐标原点与起始记录时刻的规定，第一个最高点x的坐标为：cm第二个最高点的x坐标为：cm第三个最高点的x坐标为cm由于记录筒的周长为20cm，所以第三个最高点已与第一个最高点重合，即电子打到记录纸上的最高点只有两个，它们的x坐标分别由和表示（2）电子打到记录纸上所形成的图线，如图5所示应该注意偏转阶段的深入细致的分析，理解只有在一个周期 的开始一段时间间隔 内有电子打到记录纸上，由式知 【典型例题14】图中的 为正方形区域， 为 的中点一带电粒子从 点以初速 平行于 射入，加一个方向与 平行，场强为 的匀强电场,它恰能从 点射出，若不加电场，改加一个方向与纸面垂直，磁感应强度为 的匀强磁场，它也恰好从 点射出（1）求 与 的比（2）求两种情况下粒子的偏转角度分析与解：（1）只加电场时，粒子做类似平抛物体的运动,即沿 方向做匀速运动，沿 方向做初速为 的匀加速运动设粒子的质量为 、电荷量为 、电场强度大小为 、射入电场时的初速度大小为 ，可列出方程：，解出： 只加磁场时，粒子做的是匀速圆周运动，在磁场中的运动轨迹是图中的曲线 ，它是一段圆弧设磁场的磁感应强度为 ，根据几何关系： , 且 解出： 因此： （2）只加电场时，设粒子的偏转角度为 ，即粒子的末速度方向与 方向间的夹角， ,得出： 加磁场时，设粒子的偏转角度为 ，由几何关系: （本题立意于考查基本知识由于电场和磁场是分别加上的，二者互相不发生关系，只要能掌握带电粒子在匀强电场中的偏转规律，就能正确解答第（1）问，只要能掌握带电粒子垂直射入匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动的规律，就能正确解答第（2）问解答第二问时明确几何关系是关键，特别是圆心的位置和半径的长度，这是有关圆的问题的两个要素）【典型例题15】如图所示，在一个倾角为 的斜面上，有一个质量为 、电量为 的带电物体，空间存在着方向垂直斜面向下的匀强磁场，磁感强度大小为 ，带电物体与斜面间的动摩擦因数为 ，它在斜面上沿什么方向、以多大的速度运动，可以保持匀速直线的状态不变？分析与解：本题的带电物体不是一般意义上的带电粒子，它的重力不能忽略，是同时在重力场和磁场中的运动问题对这类问题，首先要把它当作力学问题处理，只是在受力分析时多了磁场力题目要示带电物体做匀速直线运动，即处于平衡状态物体在运动过程中，共受到4个力的作用，这4个力是：重力 、斜面对物体的支持力 、磁场力 、滑动摩擦力 这4个力的方向分别是：重力，方向竖直向下；支持力，垂直斜面向上；磁场力，在斜面所在的平面内，与运动方向垂直；摩擦力，在斜面所在的平面内，与运动方向相反由于它们不在同一平面内，我们很难在同一张图上把这4个力都清楚地表示出来，因此我们分成两个图来画，图的（1）图是侧视图，即从右面看过去的竖直平面上的图，图中 是重力， 是支持力（其余两个力不在这个平面内）把重力 正交分解，垂直于斜面的分力 ，它与支持力 平衡； ，方向沿斜面向下（2）图是斜面的正视图，在斜面所在的平面内画出了三个力， 重力沿斜面向下的分力， 是磁场力， 是滑动摩擦力，这三个力平衡，即 与 的合力与 大小相等、方向相反设能保持做匀速直线运动的速度方向与水平面成的角度为 ，由（2）图可知： , 而 ， ，由以上关系可解出，方向水平向右下，与水平方向夹角为 （这类带电物体在重力场及电场、磁场中运动的问题，主要是力学问题，在分析受力时注意别忘了电场力和磁场力本题的难点在于物体所受的4个力不在同一平面内，不容易找到这4个力之间的关系，我们解题过程中，通过两个不同平面内的平面图，分两次把它们的关系弄清楚，是解决问题的关键此外，本题中涉及到两个角度，即斜面与水平面间的夹角 以及运动速度方向与水平方向的夹角 ，前者是两个平面间的夹角，后者是两条直线间的夹角，在几何问题上一定要清清楚楚，才可能正确解答此题）反馈练习1、如图所示，A是静止的正点电荷，若在b处有初速为零的质子和 粒子，它们在电场力作用下，分别由b点沿直线运动，设它们运动到c点时的速度分别为 和 ，则 等于：（A） （B）2：1 （C）4：1 （D）无法比较2、一单摆摆球质量为 ，周期为 当它带有正电荷 并置于竖直向下的匀强电场中时，周期变为 ，如图所示，那么这个匀强电场的电场强度 的值应为：（A） （B）2 （C）3 （D）4 3、两个放在绝缘架上的相同金属球，相距d，球的半径为d小得多，分别带有q和3q的电荷，相互斥力为3 现将这两个金属接，然后分开，仍放回原处，则它们之间的相互作用力将变为：（A）0 （B） （C）3 （D）4 4、两相同带电小球，带有等量的同种电荷，用等长的绝缘细线悬挂于O点，如图所示,平衡时，两小球相距r若将两小球的电量同时各减少一半，当它们重新平衡时，两小球间的距离：（A）小于 （B）等于 （C）大于 （D）无法确定5、若带正电荷的小球只受到电场力作用，则它在任意一段时间内：（A）一定沿电力线由高电势处向低电势处运动（B）一定沿电力线由低电势处向高电势处运动（C）不一定沿电力线运动，但一定由高电势处向低电势处运动（D）不一定沿电力线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动6、一个带正电的质点，电量 库仑在静电场中子由 点移到b点，在这过程中，除电场力外，其他力作的功为 焦耳，质点的动能增加了 焦耳，则 、b两点间的电势差 为：（A） 伏 （B） 伏 （C） 伏 （D） 伏7、在静电场中，（A）电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零（B）电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同（C）电场强度的方向总是银等势面垂直的（D）沿着电场强度的方向，电势总是不断降低的8、如图，电子在电势差为的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为 的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极平行整个装置处在真空中，重力可忽略在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角 变大的是：（A） 变大、 变大 （B） 变小、 变大（C） 变大、 变小 （D） 变小、 变小9、如图所示，一个平行板电容器，下极板固定，两板间有 、b两点， 点与下极板距离大于b点与下极板距离当电容器与一电源相接时，两极间电场强度为 ， 两点间电势差为 现切断电源，并用绝缘工具使电容器上极板上移一些，这时板间电场强度为 ，ab两点电势差为 那么，以下说法正确的是：（A） （B） （C） （D） 10、平行板电容器的电容：（A）跟两极板间的距离成正比（B）跟充满极板间的介质的介电常数成正比（C）跟两极板的正对面积成正比（D）跟加在两极板间的电压成正比11、图中接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电量为Q，到球心的距离为r，该点电荷的电场在球心的场强等于（A） （B） （C）0 （D） 12、在图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接，极板B接地若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是：（A）两极板间的电压不变，极板上的电量变小（B）两极板间的电压不变，极板上的电量变大（C）极板上的电量几乎不变，两极板间的地压变小（D）极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小13、质量分别是m和2m的A、B两个点电荷，在不计重力的情况下由静止开始运动，开始时，两点电荷的距离是L，A的加速度是 ，经过一段时间后B的加速度也是 ，速度是v，那么这时两点电荷的距离是，点电荷A的速度是：14、在某一电场中，沿路径abc移动一电子时，电场力做功分别为 eV， eV，则三点电势 大小关系为，电势最高点与最低点的电势差为若将该点电荷从c点移到 点，电场力做功为15、A、B两带电小球，A固定不动，B的质量为m在库仑力作用下，B由静止开始运动已知初始时，A、B间的距离为d，B的加速度为 经过一段时间后，B的加速度变为 ，此时A、B间的距离应为已知此时B的速度为v，则在此过程中电势能的减少量为16、如图所示，在x轴上坐标为的点上固定一个电量为4Q的正点电荷，在坐标原点O处固定一个电量为Q的负点电荷，试说明在x轴上场强方向沿x轴负方向的是哪些区域17、一个初动能为 的带电粒子，以垂直电力线的方向飞入带电的平行板电容器，飞出时带电粒子的动能为飞入时初动能的2倍如果使带电粒子飞入的初速度增大为原来的2倍那么它飞出电容时的动能为多大？18、如图所示，一条长为l的细线，上端固定，下端挂一质量为m的带电小球，将它置于一匀强电场中，电场强度大小为E，方向是水平的，已知当细线离开竖直位置的偏角 时，小球处于平衡（1）小球带何种电荷？求出小球所带电量（2）如果使细线的偏角由 增大到 然后将小球由静止开始释放，则 应为多大，才能使在其到达竖直位置时，小球的速度刚好为零？19、一个质量为m、带有电荷q的小物体，可在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox轴正向，如图所示小物体以初速 从 点沿Ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用，且 ；设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程S习题参考答案1、A2、C3、D4、C5、D6、B7、CD8、B9、A10、BC11、D12、D13、 14、 15、 16、 和 的区域17、 18、（1） ，（2） 19、 高考题库2000年全国普通高等学校招生统一考试试题物理（全国卷）本试卷分第卷（选择题）和第卷非选择题）两部分，共150分考试时间120分钟第卷（选择题 共40分）真空中光速： m/s万有引力常量： 普朗克常量： Js电子的电量： C地球半径： m电子的质量： kg一、本题共10小题；每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分1、最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探测方面取得重大进展1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核 经过6次 衰变后的产物是 由此，可以判定生成的超重元素的原子后数和质量数分别是（A）124、259 （B）124、265 （C）112、265 （D）112、2772、对于一定量的理想气体，下列四个论述中正确的是（A）当分子热运动变剧烈时，压强必变大（B）当分子热运动变剧烈时，压强可以不变（C）当分子间的平均距离变大时，压强必变小（D）当分子间的平均距离变大时，压强必变大3、某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变每次测量中卫星的运动可近似看作圆周运动某次测量卫星的轨道半径为 ，后来变为 以 、 表示卫星在这两个轨道上的动能， 、 表示卫星在这两个轨道上绕地运动的周期，则（A） （B） （C） （D） 4、对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是（A）将两极板的间距加大，电容将增大（B）将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小（C）在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大（D）在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大5、图中活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气以 、 分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中（A） 不变， 减小（B） 增大， 不变（C） 增大， 减小（D） 不变， 不变6、图为X 射线管的结构示意图，E 为灯丝电源要使射线管发出X 射线，须在K、A 两电极间加上几万伏的直流高压，（A）高压电源正极应接在P 点，X 射线从K 极发出（B）高压电源正极应接在P 点，X 射线从A 极发出（C）高压电源正极应接在Q 点，X 射线从K 极发出（D）高压电源正极应接在Q 点，X 射线从A 极发出7一列根波在 时刻的波形如图中实线所示，在 s时刻的波形如图中虚线所示由此可以判定此波的（A）波长一定是4cm（B）周期一定是4s（C）振幅一定是2cm（D）传播速度一定是1cms8、A 与B 是两束平行的单色光，它们从空气射入水中的折射角分别为 、 ，若 ，则（A）在空气中A 的波长大于B 的波长（B）在水中A 的传播速度大于B 的传播速度（C）A 的频率大于B 的频率（D）在水中A 的波长小于B 的波长9、图为一电路板的示意图，a、b、c、d 为接线柱，a、d 与 220V 的交流电源连接，ab 间、bc 间、cd 间分别连接一个电阻现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d 两点间以及a、c 两点间的电压均为220V，由此可知（A）ab 间电路通，cd 间电路不通（B）ab 间电路不通，bc 间电路通（C）ab 间电路通，bc 间电路不通（D）bc 间电路不通，cd 间电路通10、图为一空间探测器的示意图， 是四个喷气发动机， 、 的连线与空间一固定坐标系的x 轴平行， 、 的连线与y 轴平行每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动开始时，探测器以恒定的速率 向正x 方向平动要使探测器改为向正x 偏负y 60的方向以原来的速率 平动，则可（A）先开动 适当时间，再开动 适当时间（B）先开动 适当时间，再开动 适当时间（C）开动 适当时间（D）先开动 适当时间，再开动 适当时间第卷（非选择题 共110分）二、本题共3小题；每小题5分，共15分把答案填在题中的横线上11、裂变反应是目前核能利用中常用的反应以原子核 U为燃料的反应堆中，当 U俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为 235.0439 1.0087 138.9178 93.9154反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u为单位）已知1u的质量对 应的能量为 MeV，此裂变反应释放出的能量是_MeV12、空间存在以ab、cd 为边界的匀强磁场区域，磁感强度大小为B，方向垂直纸面向外，区域宽为 现有一矩形线框处在图中纸面内，它的短边与ab 重合，长度为 ，长边的长度为2 ，如图所示某时刻线框以初速v 沿与ab 垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变设该线框的电阻为R从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力所做的功等于_13、假设在NaCl蒸气中存在由钠离子Na 和氯离子Cl 靠静电相互作用构成的单个氯化钠NaCl分子若取Na 与Cl 相距无限远时其电势能为零，一个NaCl分子的电势能为6.leV已知使一个中性钠原子Na最外层的电子脱离钠原子而形成钠离子Na 所需的能量（电离能）为5.1eV，使一个中性氯原子Cl结合一个电子形成氯离子Cl 所放出的能量（亲和能）为3.8 eV由此可算出，在将一个NaCl分子分解成彼此远离的中性钠原子Na和中性氯原子Cl的过程中，外界供给的总能量等于_eV三、本题共3小题，共20分把答案填在题中的横线上14、（6分）某同学用图1所示装置通过半径相同的A、B 两球的碰撞来验证动量守恒定律图1中PQ 是斜槽，QR 为水平槽实验时先使A 球从斜槽上某一固定位置G 由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹重复上述操作10次，得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A 球仍从位置G 由静止开始滚下，和B 球碰撞后，A、B 球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹重复这种操作10次图1中O 点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点B球落点痕迹如图2所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O 所在的平面，米尺的零点与O 点对齐（l）碰撞后B 球的水平射程应取为_cm（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：_（填选项号）（A）水平槽上未放B球时，测量A 球落点位置到O 点的距离（B）A 球与B 球碰撞后，测量A球落点位置到O 点的距离（C）测量A 球或B 球的直径（D）测量A 球和B 球的质量（或两球质量之比）（E）测量G 点相对于水平槽面的高度15（6分）如图，一光源位于金属圆筒内部轴线上A 点，与筒B 端的距离为d，d 无法直接测量另有凸透镜、光屏、米尺及带支架的光具座现用这些器材测量d为此，先将圆筒、凸透镜、光屏依次放在光具座支架上，令圆筒轴线与透镜主光轴重合，屏与光源的距离足够远，使得移动透镜时，可在屏上两次出现光源的像将圆筒及光屏位置固定由光路的可逆性可知，第一次成像的像距等于第二次成像的物距然后进行以下的测量：_用测得的物理量可得 （应说明各符号所代表的物理量） 16、（8分）从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表 的内阻 ，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据器材（代号）规格电流表（ ）量程10mA，内阻 待测（约40 ）电流表（ ）量程500 A，内阻 电压表（ ）量程10V，内阻 电阻（ ）阻值约100 ，作保护电阻用滑动变阻器（ ）总阻值约50 电池（E）电动势1.5V，内阻很小电键（K） 导线若干 （l）在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号（2）若选测量数据中的一组来计算 ，则所用的表达式为 ，式中各符号的意义是：_四、本题共6小题，75分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要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17、（l1分）一横截面积为S的气缸水平放置，固定不动气缸壁是导热的两个活塞A和B将气缸分隔为1、2两气室，达到平衡时1、2两气室体积之比为3：2，如图所示在室温不变的条件下，缓慢推动活塞A，使之向右移动一段距离d求活塞B向右移动的距离不计活塞与气缸壁之间的摩擦18、（12分）一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度 绕垂直于磁场方向的固定轴转动线圈匝数 穿过每匝线圈的磁通量随时间按正弦规律变化，如图所示发电机内阻 ，外电路电阻 已知感应电动势的最大值 ，其中 为穿过每匝线圈磁通量的最大值求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数19、（13分）一辆实验小车可沿水平地面（图中纸面）上的长直轨道匀速向右运动，有一台发出细光束的激光器装在小转台M上，到轨道的距离MN为 m，如图所示转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间为 s光束转动方向如图中箭头所示当光束与MN的夹角为45时，光束正好射到小车上如果再经过 s光束又射到小车上，则小车的速度为多少？（结果保留二位数字）20、（12分）2000年1月26日我国发射了一颗同步卫星，其定点位置与东经98的经线在同一平面内若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经98和北纬 ，已知地球半径R、地球自转周期T、地球表面重力加速度g（视为常量）和光速c试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间（要求用题给的已知量的符号表 示）21、（13分）如图，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c 和d，外筒的外半径为 在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感强度的大小为B在两极