2021届高考物理二轮复习专题能力提升练(四)(A卷)电场和磁场

1、专题能力提升练四A卷 电场和磁场一、选择题本大题共7小题，每题8分，共56分第15题只有一项符合题目要 求，第67题有多项符合题目要求.1 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，以下说法正确的选项是A. 安培力的方向可以不垂直于直导线B. 安培力的方向总是垂直于磁场的方向C. 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D. 将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 解析：M X X M X X X根据左手定那么可知：安培力的方向垂直于电流 I和磁场B确定的平面，即安培力的方向既垂直于B又垂直于I，选项A错误，B正确；当电流I的方向平行于磁场 B的方向时，直 导线受到的安培力为

2、零，当电流I的方向垂直于磁场 B的方向时，直导线受到的安培力最大，可见，安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关，选项C错误；如下图，电流I和磁场B垂直，直导线受到的安培力F= BIL，将直导线从中点折成直角，分段研究导线受到的安培力，电流I和磁场B垂直，根据平行四边形定那么可得，导线受到的安培力的合力为F'IL,选项D错误.M N在y轴上，Q点在x轴上，那么3.如下图，两平行导轨与水平面成a = 37°角，导轨间距为 L= 1.0 m，匀强磁场的磁答案：B2.MNP、Q是以如下图，0为圆心的一个圆周上的四个点，其中M点电势比P点电势高A.B. OM可的电势差等于 NO间

3、的电势差C. 一正电荷在 O点的电势能小于在 Q点的电势能D. 将一负电荷从 M点移到P点，电场力做正功解析：由图象可知，场源电荷必然在 O点以下的y轴上，电场线与等势面处处正交，沿电场线方向电势降低最快，那么过P点的等势面对应的电势较高，选项A错误；电场线密处，等差等势面也越密，因此NC之间的电势差较大， 选项B错误；过O点的等势面与x轴相切, 过Q点的等势面与x轴相交，所以0点的电势比Q点高，由 曰=q0可知，正电荷在 0点的 电势能大于在 Q点的电势能，选项 C错误；用同样的方法做等势面，MP之间的电势差小于零，将负电荷从 M点移到P点，电场力做正功，选项 D正确.答案：D感应强度可调，

4、方向垂直导轨所在平面向下一金属杆长也为在导轨上，与导轨接触良好而处于静止状态，金属杆与导轨间的动摩擦因数 图示方向的电流，电流强度 最大值和最小值分别为A. 1.0 T 0 BC. 1.0 T 0.2 T DL,质量m= 0.2 kg，水平放 口 = 0.5，通有I = 2.0 A，令最大静摩擦力等于滑动摩擦力，那么磁感应强度的 .1.0 T 0.6 T.0.6 T 0.2 T解析：由左手定那么知安培力沿斜面向上，因min a = 1.2 N、f m= 口 mgcos a = 0.8 N ,所以当磁感应强度 B最小时，安培力 F1= BminIL = 0.4 N,即Bmin= 0.2 T;当B

5、最大时，安培 力 F2 = BnaJL = 2.0 N，即 Bnax= 1.0 T , C对.答案：C4.* P X X xL lac.工1 x / JX X X X如下图，一劲度系数为k的轻质弹簧，下面挂有匝数为n的矩形线框abed, bc边长为I ,线框的下半局部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为 B,方向与线框平面垂直在图中垂直于纸面向里，线框中通以电流I，方向如下图，开始时线框处于平衡状态令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B,线框到达新的平衡状态， 那么在此过程中线框位移的大小Ax及方向是人 2nBII 七"uAx = 一k ，方向向上2nBII Ax =k n BIIAx =k

6、n BIIAx =A.B.C.D.，方向向下方向向上方向向下解析：线框在磁场中受重力、安培力、弹簧弹力处于平衡状态，安培力为Fa= nBII，且开始时方向向上，改变电流方向前方向向下， 大小不变.设在电流反向之前弹簧的伸长为 x, 那么反向之后弹簧的伸长为x+Ax,由平衡条件知kx + nBII = mg及kx + Ax = nBII + mg2n BII联立解得Ax = k ，且线框向下移动，B对.答案：B5. 2021 安徽高考均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为CT，其中d为平面上单位面积所带的电荷量，& 0为常量.如下图的平行板电容器，极2 & 0板正对面积

7、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，那么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Q H QA. 和 、£ oS £ oSQ工Q2C. 口 2S D.2 £ 0S 2 £ oSB.Q知Q2禾廿2 & oS£ oSQ知Q2和e 0S 2 & 0S(TE= 3，2 £ oE'=解析：每块极板上单位面积所带的电荷量为T= Q每块极板产生的电场强度为Q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£ oSQ一Q Q，故另一块极板所受的电场力F

8、= qE'= Q-= ，选项D正确.2 £ oS2 £ oS 2 £ oS答案：D6.| I如图，两根平行长直导线相距 21，通有大小相等、方向相同的恒定电流；a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为 2,和31.关于这三点处的磁感应强度， 以下判断正确的选项是A. a处的磁感应强度大小比 c处的大B. b、c两处的磁感应强度大小相等C. a、c两处的磁感应强度方向相同D. b处的磁感应强度为零解析：根据安培定那么可知，在两导线所在的平面上每根直导线在导线左侧产生的磁场的 方向垂直平面向里， 在右侧垂直平面向外， 离导线越远处产生的磁场

9、越弱，由于两导线电流大小相等，因此在离导线相等距离处的磁感应强度大小相等，根据磁场叠加规律可知，b处的磁感应强度为零， 两导线在a处产生的合磁场比在 c处产生的合磁场强， 在a处的合磁场 方向垂直平面向里，在 c处产生的合磁场方向垂直平面向外，因此A D项正确，B、C项错误.答案：AD7.质谱议的构造原理如下图从粒子源S出来时的粒子速度很小，可以看做初速为零，粒子经过电场加速后进入有界的垂直纸面向里的匀强磁场区域，并沿着半圆周运动而到达照相底片上的P点，测得P点到入口的距离为 x，那么以下说法正确的选项是A. 粒子一定带正电B. 粒子一定带负电C. x越大，那么粒子的质量与电量之比一定越大D.

10、 x越大，那么粒子的质量与电量之比一定越小解析：根据左手定那么和粒子的运动轨迹，知粒子带正电，故A正确，B错误；根据半径x=知X越大，质量与电量公式r = qB知，x = 2r = qB，又qU= 2mv，联立解得 的比值越大，故C正确，D错误.答案：AC二、计算题(本大题共3小题，共44分需写出标准的解题步骤 )8.-1如图在竖直放置的铅屏A的右外表上贴着能放射电子的仪器P,放射源放出的电子速度大小均为vo= 1.0 x 107 m/s，各个方向均有.足够大的荧光屏M与铅屏A平行放置，相距d一 24=2.0 x 10m，其间有水平向左的匀强电场，电场强度大小E= 2.5 x 10 N/C.电

11、子电量e= 1.6 x 10 一 19C,电子质量 m= 9.0 x 10 一31 kg，不计电子重力.求：(1) 电子到达荧光屏 M上的动能；(2) 荧光屏上的发光面积(结果保存3位有效数字).1 2解析：1由动能定理eEd= & 2mV一 16解得 Ek= 1.25 x 10 一 J(2)电子各个方向均有，其中和铅屏A平行的电子在纵向偏移距离最大，那么eE 2 t2 mr = vot解得 r = 3x 10 2 m在荧光屏上观察到的范围是半径为r的圆，其面积为2一 3 2S= nr = 2.83 x 10 m答案：(1)1.25 x 10 J (2)2.83 x 10 m9. 20

12、21 -重庆高考音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机.如图所示是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L,匝数为n,磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B,区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内， 前后两边在磁场内的长度始终相等某时刻线圈中电流从P流向Q,大小为I.(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向；假设此时线圈水平向右运动的速度大小为V,求安培力的功率.解析： 由安培力表达式 F= BIL可知，线圈所受的安培力F= nBIL，由左手定那么可判断安培力方向水平向右.(2)由功率公式 P= Fv

13、可知，安培力的功率 P= nBILv.答案：(1) nBIL 水平向右 (2) nBILv10. 2021 广东高考如下图，足够大的平行挡板A、A竖直放置，间距6L,两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域I和n,以水平面MN为理想分界面，1区的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外. A、A上各有位置正对的小孔 S、S,两孔与分界面 MN勺距离均为L.质量为m电荷量为+ q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后，沿水平方向从S进入I区，并直接偏转到 MN上的P点，再进入n区，P点与A板的距离是L的k倍，不 计重力，碰到挡板的粒子不予考虑.尸XXXXXXXX X X X-X X X X X XXXXXXXX砒%心(1) 假设k= 1，求匀强电场的电场强度 E；(2) 假设2<k<3,且粒子沿水平方向从S2射出，求出粒子在磁场中的速度大小v与k的关系式和n区的磁感应强度B与k的关系式.解析：(1)假设k = 1，那么有MP= L,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系， 该情况粒子的轨迹半径R= L粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律知2qvB =粒子在匀强电场中加速，根据动能定理有1 2 qEd=