新高考物理二轮复习十电场与磁场精练2

2022届新高考物理二轮复习

专题十电场与磁场专题精练2（解析版）

一、选择题

1.如图所示，虚线氏C代表电场中的三条电场线，实线为一带电的粒子仅在电场

力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（）

A.P点的电势高于。点的电势

B.带电粒子在P点时的电势能比在。点时的电势能小

C.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大

D.带电粒子在R点时的加速度小于在Q点时的加速度

2.如图所示为一个边长均为L的共面八边形，其中四个锐角顶角均为45。。

以。点为原点，边为y轴正向构建平面直角坐标系，在。点固定一个带正电的源电

荷，则（）

A.B点与尸点的电势相等

B.沿着A8边从A至8,电场强度不断增强

C.检验电荷在。点的电势能一定大于在C点的电势能

D.检验电荷由C点移动至。点与由。点移动至E点，静电力做功相等

3.取一对用绝缘支柱支持的金属导体A和B,使它们彼此接触。起初它们不带电，贴

在它们下部的金属箔是闭合的。现在把带正电荷的球C移近导体A,可以看到A、B上

的金属箔都张开了。下列说法正确的是（）

<S>

A.导体B感应出正电荷，导体A不带电

B.导体A内部的场强比导体B内部的场强大

C.若先移走导体A,再用手摸一下导体B,B不带电

D.若用手摸一下导体A端，移走球C,导体AB带负电

4.如图所示，在匀强磁场中，；H,；H,a（；He）三种粒子从同一地点垂直进入磁场，；H,：H

速度方向竖直向上，a（；He）速度方向竖直向下，速率大小相等，磁场足够大，不计重

力及粒子间的相互作用，则三个粒子的运动轨迹可能是（）

：H.?H

XX.XX

XXt(XX

XX,,XX

5.如图所示，长直导线M、N垂直纸面放置两导线中电流大小相等，方向相反.P是

M、N连线中垂线上的一个点，PM=PN=—MN.已知P点的磁感应强度大小为线,

3

若让导线N中的电流反向，大小不变，则P点的磁感应强度为（）

P

领-G)

MN

73一

V3一

2Bo,方向水平向左2B0,方向水平向右

AC.6B.6

D.

33

B。,方向水平向左B0,方向水平向右

6.质量为的带电小球射入匀强电场后，以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运

动，在小球下落/?的过程中（）

A.小球的电势能增加了，阳〃

B.小球的动能减少了2〃侬？

C.电场力做负功

D.小球的重力势能减少了2,咫刀

7.如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为加、电荷为+q的小球，系在

一根长为乙的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕。点做圆周运动。A8为圆周的水平

直径，8为竖直直径。已知重力加速度为g,电场强度后=强，不计空气阻力，下列

q

说法正确的是（）

£r

/:\t

4，的…”

v।；

*/*

]r

A.若小球在竖直平面内绕。点做圆周运动，则它运动的最小速度为痴

B.若小球在竖直平面内绕。点做圆周运动，则小球运动到8点时的机械能最大

C.若将小球在A点由静止开始释放，它将在ACBD圆弧上往复运动

D.若将小球在4点以大小为麻的速度竖直向上抛出，它将能做圆周运动到达B点

8.图甲为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，A、8为电场线上的两点，一电

子以某一速度沿电场线由A运动到8的过程中，其速度一时间图象如图乙所示，则下

列叙述正确的是（）

AB

甲乙

A.场强大小EA<EB

B.场强大小EA>EB

C.。是正电荷，在B的右侧

D.Q是负电荷，在4的左侧

9.如图甲所示为电场中的一条电场线，在电场线上建立坐标轴，则坐标轴上。~超间各

点的电势分布如图乙所示，则（）

A.在。~三间，场强先减小后增大

B.在间，场强方向没有发生变化

C.若一负电荷从。点运动到三点，电势能逐渐减小

D.从。点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在。~》2间一直做加速运动

10.关于电容器的电容，下列说法正确的是（）

A.电容器所带的电荷越多，电容就越大

B.电容器两极板间电压越高，电容就越大

C.电容器所带电荷增加一倍，则两极间的电压也一定增加一倍

D.电容表征电容器容纳电荷的本领的物理量

11.如图所示，实线为电场线，虚线是一带电粒子在静电力作用下从M到N的运动轨

迹，下列分析中正确的有（）

A.该带电粒子带正电

B.M点的电场强度大于N点的电场强度

C.例点的电势高于N点的电势

D.带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能

12.一磁感应强度大小为8、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场分布在如图所示的圆环

内，圆环内径吊＜“，一电荷量为+q、质量为胆的不计重力的粒子，以速度丫=巨丝从A

点沿AO方向射入磁场，则（）

A.粒子沿逆时针方向做圆周运动，轨道半径为。

B.若&=6a，则粒子能进入磁场内边界

C.若凡则粒子在磁场中的运动时间为磬

23Bq

D.若&=技，调节磁感应强度大小为（G+1）B时，粒子从A点以任何方向入射都不

能进入磁场内边界

二、解答题

13.如图所示，在光滑绝缘的水平面内有一平面直角坐标系xQy,一带电量为

“=+1.6x10"、质量为，〃=0.8kg的小球静止在原点。处。现施加沿x轴正方向的、

场强为E=5xlO2N/C的匀强电场，3s后仅将场强方向变为y轴正方向。再过4s撤销该

电场sin530=0.8,cos530=0.6。求

（1）撤销电场时小球的速度；

（2）撤销电场时小球所在位置坐标。

八y/m

万^/m

14.如图所示，在竖直的xOj平面内，在水平x轴上方存在场强大小巴=避、方向平

q

行于X轴向右的匀强电场，在第二象限存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。在X轴下方

存在方向垂直纸面向外的匀强磁场和大小、方向均未知的匀强电场心，一质量为〃7、

带电量为4的带正电小球从y轴上的P（o,D位置无初速度释放，释放后小球经第一象

限，由X轴上的A点（图中未画出）进入第四象限，在第四象限中能做匀速圆周运动，

运动轨迹恰好与y轴相切。重力加速度为g。求：

（1）求匀强电场当大小与方向；

（2）求x轴下方匀强磁场磁感应强度的用的大小；

（3）若让小球从y轴上的。点（图中未标出）无初速度释放，小球第二次穿过x轴后

进入第二象限做直线运动，恰好又回到Q点。求第二象限中匀强磁场的磁感应强度冬的

大小。

15.如图所示，平行板电容器两极板的长度/=24cm,极板与水平面的夹角。=37",上

极板带正电，一电荷量4=1.0X10-"（、质量机=2.0xI（T">kg的粒子从电容器上极板右

端边缘处以％=6m/s的初速度沿平行极板方向射入，粒子竖直向下打到下极板的左端,

不计粒子受到的重力，取sin370=0.6,cos3/=0.8,不考虑极板正对区域之外的电场。

(1)求粒子打到下极板左端时的速度大小和两极板间的电压：

(2)若使两极板所带电荷量均减半，且把上极板沿垂直极板方向向上平移〃=16cm,

求粒子在极板间运动的时间及离开极板时的动能。

16.1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示,

置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽

略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子质量为m,电

荷量为+4,初速度可不计，在加速器中被加速，加速电压为加速过程中不考虑相对

论效应和重力作用。求：

(1)粒子第1次经过两个D形盒间狭缝后的轨道半径；

(2)粒子从开始被加速到由出口处射出在磁场中的运动总时间。

/XXXXK

汝XXXX今

AxxA<xxx\

出口处『死—u

Xx4xxX及交流电源

xxxxy

\xxSxZ

参考答案

1.B

【详解】

A.根据题给条件无法判断P、。两点的电势高低，故A错误；

B.粒子所受电场力一定指向轨迹的凹侧，且方向沿电场线方向，若粒子由P向。运动，则

电场力与粒子速度方向夹角始终大于90。，电场力对粒子做负功，粒子电势能增大；若粒子

由Q向P运动，同理可知粒子电势能减小。因此带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的

电势能小，故B正确；

C.根据能量守恒定律可知，带电粒子在R、P、Q三点时的动能与电势能之和相等，故C

错误；

D.R点附近的电场线比Q点附近的电场线密集，所以带电粒子在R点时的加速度大于在Q

点时的加速度，故D错误。

故选B。

2.A

【详解】

A.根据几何关系可知，2点与尸点到O的距离相等，两点在以O点为圆心的同一个圆上，

故两点的电势相等，故A正确；

B.O到AB的垂点在AB之间，根据

r'

可知沿着AB边从A至B,电场强度先增大后减小，故B错误；

C.由题意可知，。点的电势一定大于在C点的电势，但检验电荷电性未知，所以检验电荷

在C。两点的电势能大小无法确定，故c错误；

D.根据几何关系可知C、E在同一个等势面上，所以检验电荷由C点移动至。点与由。

点移动至E点，静电力做功

%=-喂

不相等，故D错误。

故选Ao

3.D

【详解】

AB.电荷周围有电场存在，当带正电荷的球C移近导体A时，在A的左端感应出负电荷，

在B的右端出现正电荷，直到达到静电平衡，而处于静电平衡的导体，内部场强均为零，

故AB错误；

C.若先移走导体A,再用手摸一下导体B,则B通过人体与大地相连，B端离带正电的球

C较近，感应出负电荷，故C错误；

D.当人触摸A后，人与大地相连，电势为零，而A的电势高于人的电势，所以电子从大

地转移到AB上面，即AB上面的负电荷增多，所以移走C后，AB带负电，故D正确。

故选D。

4.A

【详解】

由左手定则可知;H和：H进入磁场后向左偏转，a粒子向右偏转；由洛仑兹力提供向心力

v2

qvB=m—

r

得

mv

r-——

qB

可知：H的轨道半径比;H的轨道半径大，口粒子的轨道半径与：H的轨道半径一样大，故A

正确。

故选Ao

5.D

【详解】

由题意可得，两直线电流在尸点产生的磁感应强度，如图所示，8是N直线电流在P点的

磁感应强度，取是M直线电流在尸点的磁感应强度，合磁感应强度为Bo,方向竖直向下，

因PM=PN=^MN,设三2MPN=a,由几何关系，则有

32

-MN二MNH

sina

PM

旦MN2

3

a=60°

则有NMRV=120。NB|PBM=60。，所以有

若让导线N中的电流反向，大小不变，N直线电流在P点产生的磁感应强度为B?,如图所

示，由几何关系可知NB2PBM=120。，所以有

B=B2=BM=—^-B()

方向水平向右。

ABC错误，D正确。

故选D。

6.B

【详解】

AC.小球的加速度的方向向上，大小是2g,由牛顿第二定律可得

F—mg—2mg

所以电场力

F=3mg

方向向上

电场力做功-3机电势能增加3/ng〃，故AC错误;

B.根据动能定理

AEK=-F^h=-2mgh

小球的动能减少了2〃?g/2,故B正确；

D.小球下落/?的过程中，重力势能减少”?人，故D错误。

故选B。

7.B

【详解】

AD.小球在在重力场和电场的复合场中所受合力大小为

F-+（四，=y/lmg①

若小球在竖直平面内绕。点做圆周运动，易知4。弧中点（设为E）为小球做圆周运动的等

效最高点，当小球恰好通过E点时，其速度最小（设为VE）,根据牛顿第二定律有

联立①②解得

vE=^41gL③

易知小球在A点的速度一定大于在E点的速度，所以若将小球在A点以大小为疯的速度

竖直向上抛出，它将不能做圆周运动到达8点，故AD错误；

B.若小球在竖直平面内绕0点做圆周运动，则小球运动到8点时，电场力对小球做功最多，

小球的机械能最大，故B正确；

C.由题意可知小球在重力场和电场的复合场中所受合力方向与竖直方向成45。角斜向下，

若将小球在A点由静止开始释放，小球将先沿直线匀加速运动至C点，在C点绳子突然绷

直，小球在竖直方向的分速度突变为零，在水平方向的分速度不变，小球将沿弧做圆

周运动，根据能量守恒定律、圆周运动规律以及对称性可知小球无法到达。点，即在到达D

点前将不再沿圆弧运动，故C错误。

故选B。

8.BD

【详解】

AB.由图乙可知，电荷做加速度减小的加速运动。所以由A运动到8的过程中，由牛顿第

二定律可知，电场力在减小，由F=Eg知，E在减小，所以

EA>EB

故A错误，B正确；

CD.由于A到B的过程中电子运动速度增加，根据动能定理可知，电场力对负电荷做正功，

所以电场线的方向由B指向A,又4>稣，场源电荷。为负电荷且在A的左侧，故C错误,

D正确。

故选BDo

9.BD

【详解】

AB.9-x图象的斜率的绝对值大小等于电场强度，由几何知识得知，斜率先增大后减小，

则电场强度先增大后减小，但斜率一直是负，场强方向没有改变。故A错误，B正确；

C.由图看出0〜X2间，电势逐渐降低，负电荷在高电势处电势能小，故负电荷从。点运动

到X2点，电势能逐渐升高。故C错误；

D.从0点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，受到的电场力方向与速度方向相同，做加

速运动，即该电荷在。〜X2间一直做加速运动，故D正确。

故选BDo

10.CD

【详解】

ABD.电容是电容器本身属性，是表征电容器容纳电荷的本领的物理量，与电容器带电多

少，是否有电压没有关系。故AB错误，D正确；

C.电容是电容器本身属性，C是定值，根据

c=2

U

电容器所带电荷Q增加一倍，则两极间的电压U也一定增加一倍，C正确。

故选CDo

11.BC

【详解】

A.做曲线运动的物体，所受合力方向指向轨迹的内侧，粒子仅受静电力作用，由图可知粒

子受力方向与电场线箭头指向方向相反，所以粒子带负电，故A错误；

B.电场线的疏密程度表示电场强弱，M点的的场强大于N点的场强，故B正确；

C.沿着电场线方向电势降低，/点的电势高于N点的电势，故C正确；

D.由图知粒子所受电场力方向沿着电场线向左，M到N的过程中电场力对粒子做负功，其

电势能增加，粒子在M点的电势能小于在N点的电势能，故D错误。

故选BCo

12.CD

【详解】

A.根据左手定则可以判断粒子沿顺时针方向做圆周运动，设轨道半径为r,根据牛顿第二

定律有

V

qvB-m一

r

解得

r=a

故A错误；

BC.若％=小,作出粒子运动轨迹如图1所示。根据几何关系可知

O*=2a

粒子运动轨迹到磁场内边界的最小距离为

工=OO'-r-R,>0

所以粒子不可能进入磁场内边界。

粒子在磁场中运动的周期为

_2兀r2Tlm

L=-----=------

vBq

根据几何关系可知粒子转过的圆心角为120。，所以粒子在磁场中的运动时间为

T2Ttm

故B错误，C正确；

图1

D.若&=岛，调节磁感应强度大小为(G+1)B时，粒子的运动半径为

mvV3-1

r--------------=---------a

便+1烟2

如图2所示，当粒子入射速度方向与外边界相切时，粒子运动轨迹到内边界的最近距离为

s2=R2-2r=a>R]

此时粒子从A点以任何方向入射都不能进入磁场内边界，故D正确。

故选CD。

图2

13.(1)5m/s,与x轴正方向的夹角为53。；(2)16.5m,8m

【详解】

(1)电场力

F=qE

根据牛顿第二定律有

F=/na

电场沿X轴正方向作用3s时，小球沿x轴正方向匀加速直线运动。则

匕=劭

电场沿y轴正方向作用4s时，小球沿x轴正方向匀速运动。沿y轴正方向匀加速运动。则

故电场撤销时小球的速度为

V={V；+V；=51T1/S

与X轴正方向的夹角为

VV4

tana=—=—

匕3

则

a=53°

(2)小球在x轴正方向上的位移为

小球在y轴正方向的位移为

代人数据解得

x=16.5m

y=8m

故小球所在位置坐标为(16.5m,8m)

14.⑴避，竖直向上；(2)R+殛区⑶(2+应)%麻

qq\L2qL

【详解】

(1)小球在第四象限中能做匀速圆周运动，说明只有洛伦兹力提供向心力，则在竖直方向上

电场力等于重力，有

qE?=mg

解得

区=整

q

依题意，小球带正电，可得第四象限的电场强度方向竖直向上。

小球在第一象限受重力和电场力作用，两个力均为恒力，所以小球在第一象限做静止开始的

匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得

,(qEiY+Q咫尸=ma

根据运动学公式，可知离开第一象限的速度满足

v2=2a------

cos。

tan0=

mg

联立，解得

u=2疯，8=45。

小球在第四象限中运动时，由几何关系可得

/•+rcos^=L

由洛伦兹力提供向心力可得

v2

qvB=m—

xr

联立，可得

⑶小球轨迹如图所示

设Q点纵坐标为％,则小球离开第一象限的速度为

设其在x轴下方做匀速圆周运动的半径为6,则有

.mv'

r=----

亚

由几何关系可知

小球在第二象限做直线运动，电场力和重力的合力与洛伦兹力大小相等，有

了+(mg)z=qv'B2

联立，可得

(2+垃)

2qL

15.(1)10in/s,64V；(2)0.04s,5.2xIQ-9J

【详解】

(1)粒子在电容器内做类平抛运动，根据几何关系得粒子打到下极板左端时的速度大小

v=—^―=10m/s

sin。

根据动能定理得

〃1212

qu=~mv~--mv()

代入数据解得

U=64V

出电场时，垂直极板方向的速度为

v,=vcos^=8m/s

(2)根据

C=-^-