高考预测电学

高考预测电学

高考预测100题电磁学

电场是高中物理中研究的重点之一，也是高考命题重点之一。高考对电场的考查每年每

份试卷都有2个以上的题，分值占总分的12~20册高考对电场的考查涉及的知识点主要

是：库仑定律、电场强度和电场力、电势和电势能、电势差、电容器和电容、带电粒子在

电场中的加速和类平抛运动等。

核心考点一、库仑定律

【核心内容解读】真空中两个点电荷之间的作用力与两个电荷的电荷量乘积成正比，与

它们之间距离的二次方成反比。库仑定律是静电场中的重要定律，利用库仑定律解答选择

题可采用比例法。两个完全相同的带同号电荷的金属小球接触后电荷量平分；两个完全相

同的带异号电荷的金属小球接触后，先中和后平分。

预测题1.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q和+5Q的电荷

后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1。现用绝缘工具使两小球

相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2。则F1与

F2之比为()

A.2：1B.4：1C.16：1D.60：1

【名师点评】此题以异号点电荷接触后再放回原处为情景，意在考查电荷守恒定律和库

仑定律。

预测题2.半径相同的两个金属小球A、B带有等量的电荷，相隔较远的距离，两球之间

的吸引力大小为F,今用第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移

开，这时A、B两球之间作用力的大小是

(A)F/4(B)3F/4(C)F/8(D)3F/8

【名师点评】此题以三个小球相互接触切入，意在考查电荷守恒定律和库仑定律。预

测题3.如图所示，将两个摆长均为1的单摆悬于。点，摆球质量均为m,带电量均为q

(q>0)„将另一个带电量也为q(q>0)的小球从0点正

下方较远处缓慢移向0点，当三个带电小球分别处在等边三角形..

abc的三个顶点上时，摆线的夹角恰好为120°,则此时摆线上的拉

力大小等于()

A.3mgB.mg

围绕核心内容的高考预测100题（九）

-1-

高考预测100题电磁学

kq2

C.232lkq2D.321

【名师点评】此题考查带电小球的平衡问题。

核心考点二、电场线

预测题1.在光滑绝缘的水平桌面上，存在着方向水平向右的匀强电场，电场线如图中实

线所示。一带正电、初速度不为零的小球从桌面上的A点开始运动，到C点时，突然受到

一个外加的水平恒力F作用而继续运动到B点，其运动轨迹如图中虚线所示，v表示小球

在C点的速度。则下列判断中正确的是（）

■B，

A.小球在A点的电势能比在B点的电势能小

B.恒力F的方向可能水平向左

C.恒力F的方向可能与v方向相反

D.在A、B两点小球的速率不可能相等

【名师点评】分析解答时要注意应用带电粒子所受合外力方向指向轨迹弯曲的方向。

预测题2.一对等量正点电荷电场的电场线（实线）和等势线（虚线）如图所示，图中

A、B两点电场强度分别是EA、EB,电势分别是©A、eB,负电荷q在A、B时的电势能分

别是EPA、EPB,下列判断正确的是（）

A.EA>EB,6A>6B，EPA<EPBB.EA>EB,6A<6B，EPA<EPB-2-

高考预测100题电磁学

C.EA<EB,4>A><i)B，EPA>EPBD.EA<EB,6AC6B,EPA>EPB

【名师点评】电场线与等势面垂直。在两个等量同号点电荷连线上中点的电场强度为

零，在连线的中垂线上，关于连线中点对称有两点电场强度最大，且方向相反。预测题3.

图为一头大一头小的导体周围等势面和电场线（带有箭头为电场线）示意图，已知两个相

邻等势面间的电势之差相等，则（）

A.a点和d点的电场强度一定相同

B.a点的电势一定低于b点的电势

C.将负电荷从c点移到d点，电场力做正功

D.将正电荷从c点沿虚线移到e点，电势能先减

小后增大

【名师点评】带电导体为一等势体，电场线方向与导

体表面垂直。

核心考点三、等势面

预测题1.如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差

相等，即Uab=Ubc,实线为-带正电的质点仅在电场力作用下

通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知

A.三个等势面中，a的电势最高B.带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势

能大C.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大D.带电质点通过P点时的加速度比

通过Q点时大

【名师点评】等电势差的等势面密处电场强度大，疏处电场强度小；等距等势面电势差

大处电场强度大，电势差小处电场强度小。

预测题2.如图所示，实线为电视机显像管主聚焦电场

中的等势面。a、b、c、d为圆上的四个点，则下列

说法中正确的是

A.a、b、c、d四点电势不等,但电场强度相同

B.--电子从b点运动到c点、,电场力做的功为

中心施线

的=0=+k

0.6eV

高考预测100题电磁学

C.若一电子从左侧沿中心轴线穿越电场区域，将做加速度先增加后减小的加速直线运

动

D.一束电子从左侧平行于中心轴线进入电场区域，将会从右侧平行于中心轴线穿出

【名师点评】此题以电视机显像管主聚焦电场中的等势面切入，意在考查对等势面的理

解和带电粒子在电场中的运动。

核心考点四、场强图象与电势图象

预测题1.空间存在一沿x轴方向的静电场，电场强度E随x变化的关系如图所示，图线

关于坐标原点旋转对称，A、B是x轴上关于原点对称的两点。电子在该电场中仅受电场力

作用，则()

A.电子在A、B两点的电势能相等

B.电子在A、B两点的加速度方向相反

C.电子从A点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线

D.取无穷远处电势为零，则0点处电势亦为零

【名师点评】此题给出的电场强度E随x变化的关系

图，实质是沿x轴关于坐标原点0对称放置的两个等量负电荷的沿x轴方向的静电场场

强E随x变化的关系图。

预测题2.两电荷量分别为ql和q2的点电荷放在x轴上的0、M两点，两电荷连线上各

点电势力随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，

则

A.C点的电场强度大小为零

B.A点的电场强度大小为零

C.NC间场强方向指向x轴正方向

D.将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功

-4-

高考预测100题电磁学

【名师点评】此题给出的沿x轴方向电势4)随x变化的关系图象，描述的是处于坐标

原点的正电荷ql和处于M点的负电荷q2的电场电势图象。根据C点的电场强度大小为

零，ql>q2.o

核心考点五、空间电场问题

预测题1.在空间直角坐标系O-xyz中，有一四面体C-AOB,C、A、0、B为四面体的四个

顶点，且0(0,0,0)、A(L,0,0)、B(0,L,0)、C(0,0,L),D(2L,0,0)是x轴上一点，在坐标

原点0处固定着+Q的点电荷，下列说法正确的是

A.A、B、C三点的电场强度相同

B.电势差UOARAD

C.将一电子由C点分别移动到A、B两点，电场力做功相同

D.电子在A点的电势能大于在D点的电势能

【名师点评】此题考查电场强度、电势差、电势能、电场力做功等知识点的掌握及学生

空间想象能力。

预测题2.如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A，、、C'、>作为

顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直。下列说法正确的是

A.AD两点间电势差UAD与AA，两点间电势差UAA，相等

B.带正电的粒子从A点沿路径AfD-O,移到D'点，电场力做正功

C.带负电的粒子从A点沿路径A-D-D，移到>点，电势能减小

D.带电粒子沿对角线AC'与沿路径A-B-O,从

A点到C'点电场力做功相同

【名师点评】分析解答时要主要应用电场线与等势面垂

直、电场力做功与路径无关、沿电场线方向电势降低等知-5-

高考预测100题电磁学

识点。

围绕核心内容的高考预测100题（十）

核心考点六、带电粒子在非匀强电场中的运动

预测题1.如图所示，QI、Q2为两个固定点电荷，其中Q1带正电，它们连线的延长线

上有a、b两点.一正试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动，其

速度图象如图所示.则A.Q2带正电

B.a、b两点的电势。a><i>b

C.a、b两点电场强度Eb>Ea

D.试探电荷从b到a的过程中电势能减小

【名师点评】由速度图象的斜率表示加速度可知，正试探电

荷运动经过a点时的加速度为零，该点的电场强度为零。

高考预测2.如图4所示，实线为某孤立点电荷产生的电

场的几条电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域的运

动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力的作用，下列说法中正

确的是（）

A.该电场是由负点电荷所激发的电场

B.电场中a点的电势比b点的电势高

C.带电粒子在a点的加速度比在b点的加速度大

D.带电粒子在a点的动能比在b点的动能大

【名师点评】此题以带电粒子在点电荷电场中的运动轨迹切入，意在

考查电场力、牛顿运动定律、动能等知识点。

预测3.如图所示，真空中有两个等量异种点电荷A和B,一带负电的试探电荷仅

受电场力作用，在电场中运动的部分轨迹如图中实线所示.M、N是轨迹上的两点，MN

连线与AB连线垂直，。为垂足，且AO>OB。设MN两点的场强大小分别为EMEN,电势

分别为6M、<l）No下列判断中

的是（）

A.EM大于EN正确

B.6M大于4>N

T.........法…

O

-6-

高考预测100题电磁学

c.B点电荷一定带正电D.此试探电荷在M处的电势能小于N处的电势能

【名师点评】此题以带电粒子在等量异种点电荷电场中的运动轨迹切入，意在考查电场

强度、电势、电势能等知识点。

预测题4.•带电粒子射入一固定的正点电荷Q的电场中，沿如图所示的虚线由a

点经b点运动到c点，b点离Q最近。若不计重力，则

A.带电粒子带正电荷

B.带电粒子到达b点时动能最大

C.带电粒子从a到b电场力做正功

D.带电粒子从b到c电势能减小

【名师点评】此题以带电粒子在点电荷电场中的运动轨迹切

入，意在考查电场力、动能与电势能的转化等知识点。

核心考点七、带电体在匀强电场中的运动

预测题1.如图所示，在竖直平面内，光滑的绝缘细杆AC

与半径为R的圆交于B、C两点，在圆心0处固定一正电荷，B为AC的中点，C位于圆

周的最低点。现有一质量为小电荷量为-q、套在杆上的带负电小球（可视为质点）从A

点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g,A、C两点的竖直距离为3R,小球滑到B点

时的速度大小为2gR。求：

（1）小球滑至C点时的速度大小；

（2）A、B两点间的电势差UAB。

【名师点评】此题以带电小球在非匀强电场中的运动切入，综合考查动能定理、等势

面、电势差、电场力的功等知识点。

:b・+。

a

-7-

高考预测100题电磁学

预测题2.如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R,下端与光滑绝缘水平面平

滑连接，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中。-质量为m、带电量为+q的物块

(可视为质点)，从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过

最高点C,场强大小为E(E小于mg/q)。(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的

功。

(2)证明物块离开轨道落回水平面时的水平距离与场强大小E无关，且为一常量。

【名师点评】此题以带电物块在匀强电场中的沿竖直半圆轨道运动切入，综合考查动能

定理、平抛运动、牛顿运动定律、竖直面内的圆周运动等知识点。

核心考点八、带电粒子在电场中的类平抛运动

预测题I.如图所示，质子、笊核和a粒子都沿平行板电容器

两板中线00/方向垂直于电场线射入板间的匀强电场，射出

后都打在同一个与00垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮

点.下列说法中正确的是

/A.若它们射入电场时的速度相等，在荧光屏上将出现3个亮点B.若它们射入电场时

的质量与速度的乘积相等，在荧光屏上将只出现2个亮点C.若它们射入电场时的动能相

等，在荧光屏上将只出现1个亮点D.若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电

场的，在荧光屏上将只出现1

个亮点

【名师点评】带电粒子在电场中的类平抛运动可视为垂直电场方向的匀速直线运动和沿

电场方向的初速度为零的匀加速直线运动的合成，可迁移平抛运动规律解答。预测题2

（2012河南商丘模拟）带有等量异种电荷的平行金属板M、N水平放置，两

个电荷P和Q以相同的速率分别从极板M边缘和两板中间沿水平方向进入板间电场，恰

好从极板N边缘射出电场，如图所示。若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，下列

说法正确的是

高考预测100题电磁学

围绕核心内容的高考预测100题（十一）

A.两电荷的电荷量可能相等

B.两电荷在电场中运动的时间相等

C.两电荷在电场中运动的加速度相等

D.两电荷离开电场时的动能相等

［名师点评］此题以两个带电粒子从带有等量异种电荷的平行金属板之间不同位置射入

切入，意在考查带电粒子在匀强电场中的类平抛运动。

高中物理中的电路包括直流电流和交流电路、电磁感应，电路规律主要有欧姆定律和闭

合电路欧姆定律、电阻定律、焦耳定律、电功和电功率、正弦交变电流变化规律和描述、

电容器和电感器对电路的影响、变压器和电能输送、安培力和左手定则、判断电流产生磁

场的安培定则、法拉第电磁感应定律、楞次定律等。高考对电路的考查每年每份试卷都有

3~4个题，分值占总分的18~25虬高考命题重点为电功和电功率、欧姆定律和闭合电路欧

姆定律、动态电路、含电容器电路、正弦交变电流图象、变压器、安培力和左手定则、安

培定则、法拉第电磁感应定律、楞次定律等。

核心考点一、电路动态变化

【核心考点解读】对电路动态变化要按照从局部到全局再到局部的顺序进行分析。电路

中滑动变阻器滑动导致接入电路部分电阻增大（与电路中某一支路开关断开、某一元件断

路相当），外电路中总电阻增大，电源输出电流减小，内阻不可忽略的电源路端电压增

大；该滑动变阻器所在支路中电流减小，与其并联的支路中电流增大。电路中滑动变阻器

滑动导致接入电路部分电阻减小（与电路中某一支路开关闭合、某元件短路相当），外

电路中总电阻减小，电源输出电流增大，内阻不可忽略的电源路端电压减小；该滑动变阻

器所在支路中电流增大，与其并联的支路中电流减小。

高考预测100题电磁学

合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是：

A.电流表读数变小，电压表读数变大

B.小灯泡L变暗

C.电源的总功率变小

D.电容器C上电荷量减小

【名师点评】此题考查滑动变阻器滑片P运动引起的电表读数变化、小灯泡亮度变

化、电源功率变化和电容器C上电荷量变化。

预测题2.如图所示，当Rs的触头向右移动时，电压表VI和电压表V2的示数的变化量

分别为△口和△啦（均取绝对值）。则下列说法中正确的是

A.AUDAU2

B.AUKAU2

C.电压表VI的示数变小

D.电压表V2的示数变小

【名师点评】此题考查滑动变阻器滑片P运动引起的电压表读

数变化和变化量关系分析。

核心考点二、电功和电功率

【核心考点解读】电功W=UIt,电功率P=UI。电源功率为EI。

电动机的输入功率为IU,电动机内部发热功率为I2RO

预测题1.如图所示，直流电动机线圈的电阻为R,电源内阻为r,当该电动机正常

工作时，电源路端电压为U,通过电动机的电流为I,则（）

A.电动机内部发热功率为12RB.电动机的机械功率为IUC.电源电动势为I（R+r）

D.电源的输出功率为IU+I2R

【名师点评】此题通过电动机电路判断电动机的相关功率等。

预测题2.如图所示，现有甲、乙、丙三个电动势E相同而内阻r不同的电源.用这三个

电源分别给定值电阻R供电，（2知它们的阻值大小关系为R=r甲％乙＞「丙，则将R先后

接在这三个电源上时的情况相比较，下列说法正确的是（）

w'

-10-

高考预测100题电磁学

A.接在甲电源上时，电源内阻消耗的功率最大B.接在乙电源上时，电源的总功率最

大C.接在丙电源上时，电源的输出功率最大D.接在甲电源上时，电源的输出功率最大

【名师点评】此题通过同一电阻接不同电源，判断电源的总功率、电源的输出功率、电

源内阻消耗的功率。

预测题3.如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为

8V,乙电路两端的电压为16V。调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗

的功率分别为P1和P2,两电路

中消耗的总功率分别为P甲和P乙则下列

关系中正确的是（）

A.P甲＜P乙B.P甲＞P乙

C.P1＞P2D.P1=P2

【名师点评】此题一串一并，看视不同，实际上通过分析可以看出两电路中消耗的总功

率相等。

核心考点一、电路故障判断

【核心考点解读】电路故障的分析判断方法：与出现断路故障并联的支路电流一定增

大，小灯泡变亮，与出现断路故障串联的支路电流减小。用电压表判断电路故障的方法：

用电压表测量电路中两点间的电压，若电压表有读数，说明这两点（电压表）与电源之间

的连线是通路，断路故障点就在这两点之间；若电压表无读数，说明这两点（电压表）与

电源之间的连线是断路，断路故障点就在这两点与电源的连线上。逐渐缩小测量范围，不

难找出断路故障点。短路的表现为电流不为零而两点之间电压为零。

预测题1.如图所示电路，灯A、B都能正常发光，忽然灯A变亮，灯B变暗，如果

电路中有一处出现断路故障，则出现断路故障的电路是（）

高考预测100题电磁学

A.R1所在的支路B.R2所在的支路C.R3所在的支路D.电源所在的电路

【名师点评】出现断路故障的电路是与电灯并联的支路。

核心考点四、电路定律

【核心考点解读】电路定律主要有电流定义式、电阻定律、焦耳定律、欧姆定律、闭合

电路欧姆定律等。

预测题1.在如图12所示的电路中，两平行正对金

属板A、B水平放置，两板间的距离d=4.0cm。电源电动

势E=400V,内电阻r=20Q,电阻Rl=1980Q。闭合开关S,

待电路稳定后，将一带正电的小球（可视为质点）从B

板上的小孔以初速度v0=L0m/s竖直向上射入两板间，小图12

球恰好能到达A板。若小球所带电荷量q=L0X10-7C,质量m=2.OX10-4kg,不考虑空

气阻力，忽略射入小球对电路的影响，取g=10m/s2。求：

(1)A、B两金属板间的电压的大小U；

(2)滑动变阻器消耗的电功率P滑；

(3)电源的效率Ho

【名师点评】此题考查动能定理、闭合电路欧姆定律、电功率、电源效率等。

预测题2.如图所示电路，当变阻器的滑动片从一端滑到另一端的过程中两电压表的读数

随电流表读数的变化情况如图中的A、B两直线所示，不考虑电表对电路的影响，

(1)电压表VI、V2的示数随电流表示数的变化图像应分别为UT图象中的哪一条直

线？

(2)定值电阻R0、变阻器的总电阻分别为多少？

(3)试求出电源的电动势和内电阻。

(4)变阻器滑动片从一端滑到另一端的过程中，变阻器消耗的最大电功率为多少？-

12-高考预测100题电磁学

【名师点评】此题考查U—I图象分析、欧姆定律、电功率等。

围绕核心内容的高考预测100题(12)

核心考点一、安培力

【核心考点解读】磁场对电流的作用叫做安培力，安培力大小F=BILsina,式中a是

电流与磁场方向的夹角，L为导线的有效长度。闭合通电线圈在匀强磁场中所受的安培力

的矢量和为零。两平行直导线通有同向电流时相互吸引，通有反向电流时相互排斥。两平

行通电直导线之间的作用力大小正比于电流大小。对于放在磁场中的通电导线，分析受力

时要考虑它受到的安培力。若通电导线在安培力和其他力作用下处于平衡状态，则利用平

衡条件列方程解之；

预测题1.如图2所示为电磁轨道炮的工作原理图。待发射弹体与轨道保持良好接触，

并可在两平行轨道之间无摩擦滑动。电流从一条轨道流入，通过弹体流回另一条轨道。轨

道电流在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与电

流强度I成正比。弹体在安培力的作用下滑行L后离开轨道

轨道

弹体

轨道

图2

A.弹体向左高速射出

B.I为原来2倍，弹体射出的速度也为原来2倍

C.弹体的质量为原来2倍，射出的速度也为原来2倍

D.L为原来4倍，弹体射出的速度为原来2倍

-13-

高考预测100题电磁学

【名师点评】通电导体垂直磁场方向放入匀强磁场，所受安培力F=BIL,在安培力作用

F，导体垂直磁场方向移动x,安培力做功W=Fx。

预测题2.如图所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，。是A、B连线的中点。

以0为坐标原点，A、B连线为X轴，0、C连线为y轴，建立坐标系。过A、B、

C、0四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流。

则过0点的通电直导线所受安培力的方向为

A.沿y轴正方向

B.沿y轴负方向

C.沿x轴正方向

D.沿x轴负方向

【名师点评】此题考查磁场叠加、安培定则和左手定则等。

预测题3.如图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度B1=1TO.位于纸面内

的细直导线，长L=1m,通有1=1A的恒定电流。.当导线与Bl成60°夹角时，发现其受到

的安培力为零。.则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的可能值（

1A.TB

.TC.ITD

2【名师点评】此题考查磁场叠加和左手定则等。

预测题4.如图H甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为a的光滑平行导电

轨道，轨道间的距离为1,两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源。将根质量为

m的直导体棒ab放在两轨道上，且与两轨道垂直。已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电

阻均不能忽略，通过导体棒的恒定电流大小为I,方向由a到b,-14-高考预测100题

电磁学

图11乙为图甲沿a-b方向观察的平面图。若重力加速度为g,在轨道所在空间加一竖

直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止。

图11

（1）请在图11乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图；

（2）求出磁场对导体棒的安培力的大小；

（3）如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁

场磁感应强度B的最小值的大小和方向。

核心考点二、质谱仪

【核心考点解读】质谱仪是分析同位素的重要工具，带电粒子经过加速电场加速，经过

速度选择器后垂直边界进入匀强磁场中做匀速圆周运动，根据带电粒子在匀强磁场中的运

动半径和加速电场电压，可确定粒子的比荷。

预测题1、1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同

.若速度相同的同一位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。

束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图8所示，则下列

相关说法中正确的是

A.该束带电粒子带负电

B.速度选择器的P1极板带正电

C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大

D.在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷q/m越小

【名师点评】此题考查质谱仪的工作原理及其相关知识。

预测题2.下图是质谱仪工作原理的示意图。带电粒子a、b经电压U加速（在A点初速

度为零）后，进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S上

的xl、x2处。图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则

-15-

高考预测100题电磁学

A.a的质量一定大于b的质量

B.a的电荷量一定大于b的电荷量

C.a运动的时间大于b运动的时间

D.a的比荷（qa/ma）大于b的比荷（qb/mb）

【名师点评】此题考查质谱仪的构造原理及其相关知

识。

预测题3.如图19所示为一质谱仪的构造原理示意图，

整个装置处于真空环境中，离子源N可释放出质

量均为m、电荷量均为q（q>0）的离子。离子的

初速度很小，可忽略不计。离子经SI、S2间电压

为U的电场加速后，从狭缝S3进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁

场中，沿着半圆运动到照相底片上的P点处，测得P到S3的距离为X。求：

图15

(1)离子经电压为U的电场加速后的速度V；

(2)离子的荷质比(q/m)

【名师点评】此题重点考查质谱仪的构造原理。

预测题4.如题图所示为某种质谱仪的结构示意图。其中加速电场的电压为U

,静电

-16-

高考预测100题电磁学

分析器中与圆心01等距各点的电场强度大小相同，方向沿径向指向圆心01。磁分析器

中以02为圆心、圆心角为90。的扇形区域内，分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，其左

边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初

速度为零，重力不计)，经加速电场加速后，从M点沿垂直于该点的场强方向进入静电分

析器，在静电分析器中，离子沿半径为R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动，并从N点

射出静电分析器。而后离子由P点沿着既垂直于磁分析器的左边界，又垂直于磁场方向射

入磁分析器中，最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出，并进入收集器。测

量出Q点与圆心02的距离为do

(1)求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小；

(2)求磁分析器中磁场的磁感应强度B的大小和方向;

(3)通过分析和必要的数学推导，请你说明如果离子的质量为2®,电荷量仍为q,其他

条件不变，这个离子射出电场和射出磁场的位置是否变化。

【名师点评】此题考查带电粒子在电场中的加速、在电场中的匀速圆周运动、在匀强磁

场中的匀速圆周运动等，涉及的知识点由动能定理、圆周运动、电场力、洛伦兹力等。解

答此题容易产生的误区有三：一是没有认真审题，不能得出圆周运动的轨道半径片山二

是不能利用数学推导得出质量为2m的离子仍然在静电分析器中做半径为R的匀速圆周运

动，仍从N

点射出；三是不能利用r

在匀强磁场中运动轨道半径与离子质量有关。

核心考点三、回旋加速器

【核心考点解读】回旋加速器是加速带电粒子的装置，离子由加速器的中心附近进入加

速器，经过回旋加速后从加速器的边缘出加速器，离子通过电场加速从电场中获得能量。

回旋加速器粒子运动周期与狭缝上所加交变电压的周期相等。回旋加速器狭缝所加交变电

压的周期等于粒子做匀速圆周运动的周期，粒子回旋一周加速两-17-高考预测100题

电磁学

次。由qvBmv2

R可知粒子加速后的最

q2B2R2

大动能Ekm=,与加速电压无关。2m

预测题1.如图是医用回旋加速器示

意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频

He）电源相连。现分别加速抗核（2

1H）和氧核（4。下列说法中正确的是（

线束

D型盒

离子源

）2

A.它们的最大速度相同

B.它们的最大动能相同

C.它们在D形盒中运动的周期相同

D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能

【名师点评】此题以医用回旋加速器切入，意在考查回旋加速器原理与粒子获得的最大

动能相关的因素。

预测题2.图甲是回旋加速器的原理示意图。其核心部分是两个D型金属盒，在

加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中（磁感应强度大小恒定），并分别与高频电

源相连。加速时某带电粒子的动能EK随时间t变化规律如下图乙所示，若忽略带电粒子

在电场中的加速时间，则下列判断正确的是（）

B.高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1

C.粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大

D.D形盒中的高频电源电压越大，粒子获得的最大动能越大

【名师点评】此题重点考查回旋加速器原理与粒子获得的最大动能相关的因素。核心

考点四、显像管

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高考预测100题电磁学

【核心考点解读】显像管是电子枪发射电子，由电场加速，磁场偏转来达到扫描显示出

图象的。

预测题1.显像管原理的示意图如图6所示，当没有磁场

时，电子束将打在荧光屏正中的0点，安装在管径上的偏

转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转。.设垂直纸面向

里的磁场方向为正方向，若使电子打在荧光屏上的位置由a

点逐渐移动到b点，下列变化的磁场能够使电子发生上述

偏转的是

【名师点评】此题从理论上说明了电子束扫描的磁场磁感应强度变化规律。

预测题2.电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过加速

电场后，进入一圆形匀强磁场区，磁场方向垂直于圆面。不加磁场时，电子束将通过磁场

中心0点而打到屏幕上的中心M,加磁场后电子束偏转到P点外侧。现要使电子束偏转回

到P点，可行的办法是（

）

A.增大加速电压B.增加偏转磁场的磁感应强度

C.将圆形磁场区域向屏幕靠近些D.将圆形磁场的半径增大些

解析：【名师点评】此题从理论上说明了影响电子束偏转的因素。

围绕核心内容的高考预测100题（13）

核心考点一、法拉第电磁感应定律和楞次定律

【核心内容解读】感应电流的产生条件是闭合电路中的磁通量发生变化。楞次定律的内

容为：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变

化。法拉第电磁感应定律：感应电动势大小跟穿过这一电路的磁通量变

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高考预测100题电磁学

。注意E=n一般用来计算At内产生感应电动势的平均tt

B值。对于处于变化磁场中的电路，产生的感应电动势E=n=nS.,式中S为回

tt化率成正比，即E=n

路面积。电磁感应现象中通过导体截面的电量q=IAt=△①/R,式中R为回路的总电

阻。对于导体垂直切割磁感线，产生的感应电动势E=BLv,式中L为有效切割长度，v为

导体相对于磁场的速度。

预测题1..如图1所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一•条形磁铁，从

离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面匕磁铁下落过程中始终保持竖直方

向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力，重力加速度为g,下列

说法中正确的是（）

A.在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆

时针后顺时针（从上向下看圆环）

B.磁铁在整个下落过程中，所受线圈对它的作用力先竖直

向上后竖直向下

C.磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变

D.磁铁落地时的速率一定等于2gh

【名师点评】此题考查楞次定律和下落时机械能与电能的转化。

预测题2.如图所示，在半径为R的半圆形区域内，有磁感应强度

为B的垂直纸面向里的有界匀强磁场，PQM为圆内接三角形，且

PM为圆的直径，三角形的各边由材料相同的细软弹性导线组成（不考虑导线中电流间的

相互作用）。设线圈的总电阻为r且不随形状改变，此时NPMQ=37°,已知

sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列说法正确的是

A.穿过线圈PQM中的磁通量大小为①=0.96BR2

B.若磁场方向不变，只改变磁感应强度B的大小，且8=80+趾，则此时线圈中产生的感

应电流大小为1=0.48kRr2

C.保持P、M两点位置不变，将Q点沿圆弧顺时针移动到接近M点的过程中，线圈中有

感应电流且电流方向不变

h

Ei

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高考预测100题电磁学

D.保持P、M两点位置不变，将Q点沿圆弧顺时针移动到接近M点的过程中，线圈中不

会产生焦耳热

【名师点评】此题以匀强磁场中细软弹性导线组成的三角形切入，意在综合考查磁通

量、法拉第电磁感应定律、楞次定律及其相关知识的掌握。

核心考点二、自感现象

【核心内容解读】自感现象是由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象，自感现

象中产生的感应电动势叫做自感电动势。当电流增大时，产生的自感电动势的方向与电流

方向相反，阻碍电流增大；当电流减小时，产生的自感电动势的方向与电流方向相同，阻

碍电流减小。由于自感电动势的作用，闭合电键后，串联有自感元件的支路中电流不能立

即增大；断开电键后，串联有自感元件的支路中电流不能立即减小到零。

预测题1.如图6所示电路中,L为电感线圈，C为电容器，当开关S由断开变为闭合

时，贝I

A.A灯有电流通过，方向由a到b

B.A灯中无电流通过，不可能变亮

C.B灯立即熄灭，c点电势低于d点电势

D.B灯逐渐熄灭，c点电势低于d点电势

【名师点评】此题将通电自感和断电自感、含电容器电路有机结合，综合考查相关知

识。

预测题2.如图所示，E、r为电源的电动势、内

阻，RI、R2为定值电阻，线圈L的直流电阻不

计，C为电容器。下列说法中正确的是

A.合上开关S的瞬间，R1中无电流

B.合上开关S稳定后，R2中无电流

C.合上开关S稳定后，断开S的瞬间，R1中电流方向向右

D.合上开关S稳定后，断开S的瞬间，R2中电流方向向右

【名师点评】此题将通电自感和断电自感、含电容器电路有机结合，综合考查相关知

识。

-21-

高考预测100题电磁学

预测题3.在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L

为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈，E为电源，S为开关。

关于两灯泡点亮和熄灭的下列说法正确的是（）

（A）合上开关，a先亮，b后亮；稳定后a、b—•样亮

（B）合上开关，b先亮，a后亮；稳定后b比a更亮一些

（C）断开开关，a逐渐熄灭、b先变得更亮后再与a同时熄灭

（D）断开开关，b逐渐熄灭、a先变得更亮后再与b同时熄灭

【名师点评】此题将通电自感和断电自感机结合，综合考查相关知识。

预测题4.如图5所示的甲、乙两个电路，

电感线圈的自感系数足够大，且直流电阻不

可忽略，闭合开关S,待电路达到稳定后，

灯泡均能发光。现将开关S断开，这两个电

路中灯泡亮度的变化情况可能是（）

A.甲电路中灯泡将渐渐变暗

B.甲电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗

C.乙电路中灯泡将渐渐变暗

D.乙电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗

［名师点评］此题对比考查对断电自感的理解。

核心考点三、电磁感应图象问题

【核心内容解读】电磁感应中经常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流等

随时间（或位移）变化的图像，解答的基本方法是：根据题述的电磁感应物理过程或磁通

量（磁感应强度）的变化情况，运用法拉第电磁感应定律和楞次定律（或右手定则）判断

出感应电动势和感应电流随时间或位移的变化情况得出图像。

预测题1.如图7所示，为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B,方向分别垂直

纸面向里和向外，磁场宽度均为L,距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体

线框，总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁

场区域，以初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时的电

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高考预测100题电磁学

动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量中的方向为正，外力F向右为正。则以下

关于线框中的磁通量①、感应电动势E、外力F和电功率P

时间变化的图象正确的是

XXXX!

B

XXXXI

XXXX；

XXXX"

口XXXX；

XXXXI

XXXx!

114

X

解析：

【名师点评】此题通过正方形导体线框在相邻方向相反的匀强磁场中的匀速运

随

动，意在综合考查法拉第电磁感应定律、右手定则、相关知识点、相关图象的分析判

断。

预测题2.如图7所示，在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，沿水平面固

定一个V字型金属框架CAD,已知NA=0，导体棒EF在框架上从A点开始在外力作用下,

沿垂直EF方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等腰三角形回路。已知

框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为R，框架和导体棒均足够

长,导体棒运动中始终与磁场方向垂直,且与框架接触良好。关于回路中的电流I和消耗

的电功率P随时间t变化关系

解析：

【名师点评】此题综合考查法拉第电磁感应定律、电阻定律、闭合电路欧姆定律、

的

电

流图象、电功率图象等。

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高考预测100题电磁学

核心考点一、电磁感应中的力学问题

【核心考点解读】闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电动势和感应电

流，通电导体在磁场中将受到安培力的作用，从而使电磁感应问题与力学问题联系在一

起，成为力电综合问题。解答电磁感应中的力电综合问题的思路是：先根据法拉第电磁感

应定律求出感应电动势，然后根据闭合电路欧姆定律求出回路中的感应电流及导体棒中的

电流，再应用安培力公式及左手定则确定安培力的大小及方向，分析导体棒的受力情况应

用牛顿运动定律列出方程求解。

预测题1.如图8所示，相距为d的两条水平虚线Ll、L2之间是方向水平向里的匀强磁

场，磁感应强度为B,正方形线圈abed边长为1（l〈d）,质量为m,电阻为R,将线圈在

磁场上方高h处静止释放，cd边刚进入磁场时速度为vO,cd边刚离开磁场时速度也为

vO,则下列说法正确的是

Vx*X"X**x

/XXXX

IXxfXX

A.线圈进入磁场的过程中，感应电流为逆时针方向

B.线圈进入磁场的过程中，可能做加速运动

C.线圈穿越磁场的过程中，线圈的最小速度可能为mgR22B1

D.线圈从ab边进入磁场到ab边离开磁场的过程，感应电流做的功为mgd

【名师点评】此题通过正方形线圈在竖直平面内通过匀强磁场，意在综合考查右手定

则、电磁感应、变速运动、安培力、法拉笫电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、能量守恒

定律等。

预测题2.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为1=0.5m,其电阻不

计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直

导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0.02kg,电阻均

为R=0.1Q,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感

围绕核心内容的高考预测100题(14)

-24-

高考预测100题电磁学

应强度为B=0.4T,棒ab在平行于导轨向上的力Fl作用下，以速度v=2m/s沿导轨向上

匀速运动，而棒cd在平行于导轨的力F2的作用下保持静止。取g=10m/s2,

（1）求出F2的大小和方向

（2）棒cd每产生Q=1J的热量，力F1做的功W是多少？

（3）若释放棒cd,保持ab棒速度v=2m/s不变，棒cd的最终速度是多少？

【名师点评】此题综合考查安培力、平衡条件、功、热量等。

预测题3.如图所示，宽为L的光滑长金属导轨固定在竖直平面内，不计电阻。将

两根质量均为m的水平金属杆ab、cd用长h的绝缘轻杆连接在一起，放置在轨道上并

与轨道接触良好，ab电阻R,cd电阻2R。虚线上方区域内存在水平方向的匀强磁场，磁

感应强度B,

（1）闭合电键，释放两杆后能保持静止，则ab杆受的磁场力多大？

（2）断开电键，静止释放金属杆，当cd杆离开磁场的瞬间，ab杆上焦耳热功

率为P,则此时两杆速度为多少？

（3）断开电键，静止释放金属杆，若磁感应强度B随时间变化规律为B=kt（k

为已知常数），求cd杆离开磁场前，两杆内的感应电流大小。某同学认为：上述情况

中磁通量的变化规律与两金属杆静止不动时相同，可以采用

A6=AB-Lh计算磁通量的改变量……该同学的想法是否正确？若正确，说

明理由并求出结果；若不正确，说明理由并给出正确解答。

【名师点评】此题综合考查安培力、平衡条件、功率、法拉第电磁

感应定律。闭合电路欧姆定律等。

核心考点二、电磁感应中的能量问题

【核心考点解读】导体切割磁感线或磁通量变化过程，在回路中产

生感应电流，机械能转化为电能。电流通过导体受到安培力作用或-25-

高考预测100题电磁学

通过电阻发热、电能转化为机械能或内能。因此电磁感应过程总是伴随着能量的转化。

利用能量守恒定律解答电磁感应中能量问题，快捷方便。

预测题1.如图所示，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。

导体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,当导体AC从静止开

始下落后，下面叙述中正确的说法有（）

A.导体下落过程中，机械能守恒B.导体加速下落过程中，导体减少的重力势能全部

转化为在电阻上产生的热量C.导体加速下落过程中，导体减少的重力势能转化为导体增

加的动能和回路中

增加的内能

D.导体达到稳定速度后的下落过程中，导体减少的重力势能大于回路中增加的

内能

【名师点评】此题考查机械能与电能、内能的转化。

预测题2.如图9甲所示，光滑绝缘水平面上一矩形金属线圈abed的质量为小电阻为

R、ad边长度为L,其右侧是有左右边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强

度大小为B,ab边长度与有界磁场区域宽度相等，在t=0时刻线圈以初速度vO进入磁

场，在t=T时刻线圈刚好全部进入磁场且速度为vl,此时对线圈施加一沿运动方向的变力

F,使线圈在t=2T时刻线圈全部离开该磁场区，若上述过程中线圈的v—t图象如图9乙

所示，整个图象关于t=T轴对称.

口4;

■M

图9

(1)求t=0时刻线圈的电功率；

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高考预测100题电磁学

(2)线圈进入磁场的过程中产生的焦耳热和穿过磁场过程中外力F所做的功分别为多少？

(3)若线圈的面积为S,请运用牛顿第二运动定律和电磁学规律证明：在线圈进入

B2LS磁场过程中，vO-vl=omR

【名师点评】此题以线圈穿过匀强磁场区域的v—