2012高考物理 月刊专版 专题8 电场和恒定电流测试3VIP

用心 爱心 专心1 电场和恒定电流电场和恒定电流 一 单项选择题 崇文区 1 在如图所示的四种电场中 分别标记有a b两点 其中a b两点的电势相等 电场强度大小相等 方向也相同的是 A 甲图 与点电荷等距的a b两点 B 乙图 两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a b两点 C 丙图 点电荷与带电平板形成的电场中平板上表面的a b两点 D 丁图 匀强电场中的a b两点 崇文区 2 如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象 当t 0 时 在此匀 强电场中由静止释放一个带电粒子 设带电粒子只受电场力的作用 则下列说法中正确的 是 A 带电粒子将始终向同一个方向运动 B 2s 末带电粒子回到原出发点 C 带电粒子在 0 3s 内的初 末位置间的电势差为零 D 0 3s 内 电场力的总冲量为零 电场力的总功不为 零 东城区 3 M N是一条电场线上的两点 在M点由静止释放一个 粒子 粒子仅在电场 力的作用 沿着电场线从M点运动到N点 粒子的速度随时间变化的规律如图所示 以下 判断正确的是 A 该电场可能是匀强电场 B M点的电势高于N点的电势 E V m 1 t sO 40 20 12345 用心 爱心 专心2 C M点到N点 粒子的电势能逐渐增大 D 粒子在M点所受电场力大于在N点所受电场力 丰台区 4 某电场的分布如图所示 带箭头的实线为电场线 虚线为等势面 A B C三 点的电场强度分别为EA EB EC 电势分别为 A B C 关于这三点的电场强度和电势的关系 下列判断中正确的是 A EA EB A B C EA EB A1 静电计指针偏 角变大 表示电容C越大 D 此实验表明 平行板电容器的电容 C 跟介电常数 正对面积S 极板间距离d有 关 海淀区 2 如图 5 所示 由两块相互靠近的平行金属板组 成的平行板电容器的极板N与静电计相接 极板M接地 用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U 在两板相 距一定距离d时 给电容器充电 静电计指针张开一定角 度 在整个实验过程中 保持电容器所带电量Q不变 下 面哪些操作将使静电计指针张角变小 A 将M板向下平移 B 将M板沿水平向左方向远离N板 C 在M N之间插入云母板 介电常数 1 D 在M N之间插入金属板 且不和M N接触 三 填空题 海淀区 1 汤姆生用如 29 所示的装置 阴极射线管 发现了电子 电子由阴极C射出 在 CA间电场加速 A 上有一小孔 所以只有一细束的电子可以通过P与P 两平行板间的区 域 电子通过这两极板区域后打到管的末端 使末端S处的荧光屏发光 荧光屏可以近似 看成平面 水平放置的平行板相距为d 长度为L 它的右端与荧光屏的距离为D 当 平行板间不加电场和磁场时 电子水平打到荧光屏的O点 当两平行板间电压为U时 在 荧光屏上S点出现一亮点 测出OS H 当偏转板中又加一磁感应强度为B垂直纸面向里的 匀强磁场时 发现电子又打到荧光屏的O点 若不考虑电子的重力 求 1 CA间的加速电压U 2 电子的比荷e m 图 5 MN 静电计 图 29 用心 爱心 专心6 四 实验题 海淀区 1 为完成电场 中等势线的描绘实验 某同学准备使用如图 16 所示的实验器材 电源E 电动势为 12V 内阻不计 木板N 板上从下往上依次叠放白纸 复写纸 导电纸各一张 两个金属条A B 平行放置在导电纸上 与导电纸接触良好 用作电极 滑线变阻器R 其总阻值大于两平行电极间导电纸的电阻 直流电压表 量程为 6V 内阻很大 其负接线柱与金属条A相连 正接线柱与探针 V P相连 开关K 以及导线若干 现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势线 AB间的电压要求取为 6V 1 在图中连线 画成实验电路原理图 2 下面是主要的实验操作步骤 将所缺的内容 填写在横线上方 a 接好实验电路 变阻器的滑动触头移到阻值 最大处 b 合上K 并将探针P与B相接触 c 用心 爱心 专心7 d 用探针压印的方法把A B的位置标记在白纸上 画一线段连接A B两极 在连线 上选取间距大致相等的 5 个点作为基准点 用探针把它们的位置压印在白纸上 e 将探针P与某一基准点相接触 用 相同的方法找出此基准点的一系列等势点 f 重复步骤e找出其它 4 个基准点的等势点 取出白纸画出各条等势线 海淀区 2 在 电场中等势线的描绘 实验中 用在导电纸上形成的电流场模拟静电场 描绘一个平面上的等势线 现有一位同学想模拟带负电的点电荷附近电场在一个平面上的 等势线 他在木板上依次铺上白纸 复写纸 导电纸 并用图钉固定 然后在导电纸中央 平放上一个小圆柱形电极A 如图 17 所示 1 还需要怎样一个电极 答 在图 17 画出该电极 并用连线完成实 验电路的连接 2 通电后 要描绘出过C点的等势线 还需要的仪器是 3 在图 17 俯视图中 通电后 当将灵敏电流表一个探针接触C点 将另一个探针 由C点附近 沿C B滑动的过程中 灵敏电流表指针与零刻度夹角的变化情况是 A 逐渐增大 B 逐渐减小 C 先变大后变小 D 先变小后变大 五 计算题 崇文区 1 如图所示 一带电微粒质量为m 2 0 10 11kg 电荷量q 1 0 10 5C 从静 用心 爱心 专心8 止开始经电压为U1 100V 的电场加速后 水平进入两平行金属板间的偏转电场中 微粒射 出电场时的偏转角 30 并接着进入一个方向垂直纸面向里 宽度为D 34 6cm 的匀强 磁场区域 已知偏转电场中金属板长L 20cm 两板间距d 17 3cm 重力忽略不计 求 带电微粒进入偏转电场时的速率v1 偏转电场中两金属板间的电压U2 为使带电微粒不会由磁场右边射出 该匀强磁场的磁感应强度B至少多大 东城区 2 在甲图中 带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后 从G点垂直 于MN进入偏转磁场 该偏转磁场是一个以直线MN为 上边界 方向垂直于纸面向外的匀强磁场 磁场的磁 感应强度为B 带电粒子经偏转磁场后 最终到达照 相底片上的H点 测得G H间的距离为 d 粒子的重 力可忽略不计 1 设粒子的电荷量为q 质量为m 试证明该粒子的比荷为 22 8qU mB d 2 若偏转磁场的区域为圆形 且与MN相切于G 点 如图乙所示 其它条件不变 要保证上述粒子 从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界 上 MN足够长 求磁场区域的半径应满足的条件 偏转磁场 NM H G 加速电场U 甲甲 G MN 乙 用心 爱心 专心9 东城区 3 右下图为一真空示波管的示意图 电子从灯丝K发出 初速度可忽略不计 经灯丝与A板间的电压U1加速 从A板中心孔沿中心线KO射出 然后进入两块平行金属 板M N形成的偏转电场中 偏转电场可视为匀强电场 电子进入M N间电场时的速度 与电场方向垂直 电子经过电场后打在荧光屏上的P点 已知M N两板间的电压为U2 两板间的距离为d 板长为L 电子的质量为m 电荷量为e 不计电子受到的重力及它们 之间的相互作用力 1 求电子穿过A板时速度的大小 2 求电子从偏转电场射出时的侧移量 3 若要使电子打在荧光屏上P点的上方 可采取哪些措施 石景山区 4 质量m 2 0 10 4kg 电荷量q 1 0 10 6C 的带正电微粒静止在空间范围足 够大的匀强电场中 电场强度大小为E1 在t 0 时刻 电场强度突然增加到 用心 爱心 专心10 E2 4 0 103N C 场强方向保持不变 到t 0 20s 时刻再把电场方向改为水平向右 场强 大小保持不变 取g 10m s2 求 1 原来电场强度E1的大小 2 t 0 20s 时刻带电微粒的速度大小 3 带电微粒运动速度水平向右时刻的动能 宣武区 5 如图所示 在平行金属板AB间和BC间分别由电源提供恒定的电压U1和U2 且 U2 U1 在 A 板附近有一电子 质量为m 电荷量为 e 由静止开 始向右运动 穿过B板的小孔进人BC之间 若 AB 间距为 d1 BC 间距为d2 求 1 电子通过B板小孔后向右运动距B板的最大距离 2 电子在AC间往返运动的周期 用心 爱心 专心11 宣武区 6 宇宙飞船是人类进行空间探索的重要设备 当飞船升空进入轨道后 由于各种 原因经常会出现不同程度的偏离轨道现象 离子推进器是新一代航天动力装置 也可用于 飞船姿态调整和轨道修正 其原理如图 1 所示 首先推进剂从图中的P处被注入 在 A 处 被电离出正离子 金属环B C之间加有恒定电压 正离子被B C间的电场加速后从C端 口喷出 从而使飞船获得推进或姿态调整的反冲动力 假设总质量为M的卫星 正在以速度V沿MP方向运动 已 知现在的运动方向与预定方向MN成 角 如图 2 所示 为了使 飞船回到预定的飞行方向MN 飞船启用推进器进行调整 已知推进器B C间的电压大小为U 带电离子进入 B 时的速度忽略不计 经加速后 形成电流强度为 I 的离子束从C端口喷出 图 1 若单个离子的质量为m 电量为q 忽略离子间的相互作用力 忽略空间其他外力的影响 忽略离子喷射对卫星质量的影响 请 完成下列计算任务 1 正离子经电场加速后 从C端口喷出的速度v是多大 2 推进器开启后飞船受到的平均推力F是多大 3 如果沿垂直于飞船速度V的方向进行推进 且推进器工作时 间极短 为了使飞船回到预定的飞行方向 离子推进器喷射 出的粒子数N为多少 图 2 北京市各区北京市各区 20092009 年高三上学期期末试题分类精编年高三上学期期末试题分类精编 静电场静电场 一 单项选择题 1 B 2 C 3 B 4 B 5 A 6 D 7 B 8 A 9 C 10 D 11 C 12 D 用心 爱心 专心12 二 多项选择题 1 BD 2 CD 三 填空题 1 1 2 Hd DLUL U 4 2 2 2 2 LDLdB HU me 四 实验题 1 1 2 c 调节R 使电压表示数为 6V e 在导电纸上移动探针 找此基准点的等势点 并压印在白纸上 2 1 圆环形电极 如答图 2 灵敏检流计 3 C 五 计算题 1 带电微粒经加速电场加速后速度为v 根据动能定理 2 11 2 1 mvqU 用心 爱心 专心13 1 0 104m s m qU v 1 1 2 带电微粒在偏转电场中只受电场力作用 做类平抛运动 在水平方向微粒做匀速直线运 动 水平方向 t L v 1 带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动 加速度为a 出电场时竖直方向速度为v2 带电微粒进入磁场做匀速圆周运动 洛伦兹力提供向心力 设微粒轨道半径为R 由几 何关系知 D R R 2 DR 3 2 设微粒进入磁场时的速度为v 0 1 30cos v v 由牛顿运动定律及运动学规律 得 R vm Bvq 2 0 1 30cos 3 2 v Dq m qR vm B B 0 1T 若带电粒子不射出磁场 磁感应强度B至少为 0 1T 2 分析和解 1 带电粒子经过电场加速 进入偏转磁场时速度为v 由动能定理 2 2 1 mvqU 1 分 进入磁场后带电粒子做匀速圆周运动 轨道半径为r D B U 1 U 2 v L 用心 爱心 专心14 2 分 r v mqvB 2 打到H点有 1 分 2 d r 由 得 1 分 22 8 dB U m q 2 要保证所有带电粒子都不能打到MN边界 上 带电粒子在磁场中运动偏角小于 90 临界状态为 90 如图所示 磁场区半径 2 分 2 d rR 所以磁场区域半径满足 1 分 2 d R 3 分析和解 1 设电子经电压U1加速后的速度为v0 由动能定理 e U1 0 2 分 2 0 2 1 mv 解得 1 分 m eU v 1 0 2 2 电子以速度v0进入偏转电场后 垂直于电场方向做匀速直线运动 沿电场方 向做初速度为零的匀加速直线运动 设偏转电场的电场强度为E 电子在偏转电场中运 动的时间为t 加速度为a 电子离开偏转电场时的侧移量为y 由牛顿第二定律和运动 学公式 t 1 分 0 v L F ma F eE E d U2 a 2 分 md eU2 y 1 分 2 2 1 at 解得 y 1 分 dU LU 1 2 2 4 N G M v R r 用心 爱心 专心15 3 减小加速电压U1 增大偏转电压U2 4 解 1 当场强为E1的时候 带正电微粒静止 所以mg E1q 2 分 所以 1 分 CN q mg E 100 2 3 1 2 当场强为E2的时候 带正电微粒由静止开始向上做匀加速直线运动 设 0 20s 后的速度为v 由动量定理有 E2q mg t mv 解得 v 2m s 3 分 3 把电场E2改为水平向右后 带电微粒在竖直方向做匀减速运动 设带电微粒速 度达到水平向右所用时间为t1 则 0 v1 gt1 解得 t1 0 20s 1 分 设带电微粒在水平方向电场中的加速度为a2 根据牛顿第二定律 q E2 ma2 解得 a2 20m s2 1 分 设此时带电微粒的水平速度为v2 v2 a2t1 解得 v2 4 0m s 1 分 设带电微粒的动能为Ek E