2023年高考物理二轮复习试题（全国通用）能量观点和动量观点在电磁学中的应用

专题05能量观点和动量观点在电磁学中的应用

一、单选题

1.（2022.浙江.高考真题）某种气体一电子放大器的局部结构是由两块夹有绝缘介质的平

行金属薄膜构成，其上存在等间距小孔，其中相邻两孔截面上的电场线和等势线的分布如

图所示。下列说法正确的是（）

A”点所在的线是等势线

B.方点的电场强度比c点大

C.b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大

D,将电荷沿图中的线从d—L/jg移动时电场力做功为零

2.（2022・湖南・高考真题）如图，四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体

的四条长边“、b、c、d上。移去。处的绝缘棒，假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。关于

长方体几何中心。点处电场强度方向和电势的变化，下列说法正确的是（）

a

b：

6d；

A.电场强度方向垂直指向电势减小

B.电场强度方向垂直指向c,电势减小

C.电场强度方向垂直指向a,电势增大

D.电场强度方向垂直指向c,电势增大

3.（2022・江苏・高考真题）如图所示，正方形48C。四个顶点各固定一个带正电的点电

荷，电荷量相等，。是正方形的中心。现将A点的电荷沿OA的延长线向无穷远处移动,

则（）

A.在移动过程中,。点电场强度变小

B.在移动过程中,C点的电荷所受静电力变大

C.在移动过程中,移动的电荷所受静电力做负功

D.当其移动到无穷远处时，。点的电势高于A点

4.（2022・湖北・天门市教育科学研究院二模）如图所示，空间有一带正电的点电荷，图中

的实线是以该点电荷为圆心的同心圆，这些同心圆位于同一竖直平面内，"N为一粗糙直

杆，A、8、C、。是杆与实线圆的交点，一带正电的小球（视为质点）穿在杆上，以速度

%从4点开始沿杆向上运动，到达C点时的速度为匕则小球由A点运动到C点的过程

中，下列说法正确的是（

A.小球减少的机械能一定等于克服摩擦力做的功

B.小球减少的机械能一定大于克服摩擦力做的功

C.小球的机械能可能增加

D,以上都有可能

5.（2022・重庆・高考真题）如图1所示，光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上，轨道间

连接一可变电阻，导体杆与轨道垂直并接触良好（不计杆和轨道的电阻），整个装置处在垂

直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀

加速直线运动，两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示。其中，第一次对应直线

①，初始拉力大小为用，改变电阻阻值和磁感应强度大小后，第二次对应直线②，初始拉

力大小为2见，两直线交点的纵坐标为3尸°。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之

比为鼠电阻的阻值之比为机、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为久则攵、〃?、n可

能为（）

磁场

A.%=2、机=2、〃=2B.%=2-^2Atn=2、〃=5/2

C.k=a、，w=3、n=5/2D.%=26、m=6、n=2

6.（2022・湖南咛乡市教育研究中心模拟预测）光滑导轨间距d=0.5m,导轨间有一足够宽

的磁场，磁感应强度B=2T的匀强磁场中，导轨两端分别接有电阻R=3Q的电阻和阻值为

&=6Q的小灯泡，，=0时，一电阻r=2。的导体棒MN处在磁场的左边界处，之后在外

力作用下以速度u=4sinl0w恰好能在磁场两边界间往返运动，导轨的电阻不计，导体棒与

导轨接触良好，在导体棒MN以后的运动中（）

A.导体棒MN从磁场左边到右边过程中，通过的电量为0.4C

B.导体棒在磁场中做匀变速运动

C.小灯泡的功率为gw

D.导体棒运动到磁场中间位置时，电阻R的电流为gA

7.（2022.北京.首都师范大学附属中学三模）如图所示，两光滑平行金属导轨固定在同一

水平面内，间距为"其左端接阻值为R的定值电阻，整个装置处在竖直向下、磁感应强

度为B的匀强磁场中，一质量为根的导体棒垂直于导轨放置，且接触良好。现给导体

棒例N—水平向右的初速度匕，经过时间f,导体棒MN向右运动的距离为x,速度变为

v20不计金属导轨和导体棒MN的电阻。甲、乙两位同学根据以上条件，分别求解在时间r

内通过电阻R的焦耳热。，具体过程如下：（）

甲同学：

乙同学：

在这段时间内，导体棒MN

XXMXXXX在导体棒向右运动的

切割磁感线的感应电动势

X过程中，导体棒损失

-Bdx

E=Bdv=^的动能最终转化为电

XX

阻的焦耳热，则有

所以R

XXNXXXX

Q=T2Rt=—t=B2d2x2Q=-mv^-Lmvl

A.两位同学的解法都正确

B.两位同学的解法都错误

C.甲同学的解法正确，乙同学的解法错误

D.甲同学的解法错误，乙同学的解法正确

二、多选题

8.（2022•全国•高考真题）地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷

的小球自电场中P点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电

势能的零点均取在尸点。则射出后，（）

A.小球的动能最小时，其电势能最大

B.小球的动能等于初始动能时，其电势能最大

C.小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大

D,从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量

9.（2022・全国•高考真题）如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面

上，在导轨的左端接入电容为C的电容器和阻值为R的电阻。质量为〃八阻值也为R的导

体棒MN静止于导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导轨电阻忽略不计，整个系统处于方

向竖直向下的匀强磁场中。开始时，电容器所带的电荷量为Q,合上开关S后，（）

A.通过导体棒MN电流的最大值为乌

B.导体棒MN向右先加速、后匀速运动

C.导体棒MM速度最大时所受的安培力也最大

D.电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热

10.（2022•江西宜春•模拟预测）如图所示，在光滑绝缘水平桌面上建立一个直角坐标系，

在坐标系的第一、四象限的两块区域内分别存在垂直桌面向上、向下的匀强磁场，磁感应

强度大小均为20T,磁场边界线的方程为y=0.5sin2nx（m）（0<x<1.0m）o在水平桌面

上静置一个长1m、宽0.5m的矩形单匝导线框Hcd,其电阻R=1Q,ab、de边与x轴平

行，在拉力厂的作用下，线框从图示位置开始沿x轴正方向以大小为lm/s的速度匀速穿

过整个磁场区域，下列说法正确的是（）

A.线框中的感应电流最大为1A

B"c边到达x=0.75m时，拉力产的功率为4W

C.整个过程中拉力厂所做的功为1.25J

D.整个过程中线框产生的焦耳热为1.5J

11.（2022・山东•模拟预测）如图所示，水平金属导轨P、Q间距为L,M、N间距为2L,P

与例相连，。与N相连，金属棒〃垂直于P、。放置，金属棒6垂直于M、N放置,整个

装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。现给棒〃一大小为田、水平

向右的初速度，假设导轨都足够长，两棒质量均为见在棒”的速度由血咸小到0.8%的过

程中，两棒始终与导轨接触良好。以下说法正确的是（）

A.俯视时感应电流方向为顺时针

B.棒人的最大速度为0.4%

C.回路中产生的焦耳热为O.lmvl

D.通过回路中某一截面的电荷量为缪

jBL

三、解答题

12.（2022•辽宁・高考真题）如图所示，光滑水平面A8和竖直面内的光滑,圆弧导轨在B

4

点平滑连接，导轨半径为R.质量为m的带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由静止释

放，脱离弹簧后经过B点时的速度大小为廊，之后沿轨道50运动。以。为坐标原点建

立直角坐标系xQy,在xN-R区域有方向与x轴夹角为6=45。的匀强电场，进入电场后小

球受到的电场力大小为0，咫。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为g。

求：

(1)弹簧压缩至A点时的弹性势能；

(2)小球经过。点时的速度大小；

(3)小球过。点后运动的轨迹方程。

13.(2022.重庆.高考真题)某同学以金属戒指为研究对象，探究金属物品在变化磁场中的

热效应。如图所示，戒指可视为周长为L、横截面积为5、电阻率为。的单匝圆形线圈，

放置在匀强磁场中，磁感应强度方向垂直于戒指平面。若磁感应强度大小在加时间内从0

均匀增加到品，求：

(1)戒指中的感应电动势和电流；

(2)戒指中电流的热功率。

14.(2022・湖北,高考真题)如图所示，高度足够的匀强磁场区域下边界水平、左右边界竖

直，磁场方向垂直于纸面向里。正方形单匝线框〃历d的边长L=0.2m、回路电阻R=1.6

x103Q.质量,〃=0.2kg。线框平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界平齐，ab

边与磁场下边界的距离也为L。现对线框施加与水平向右方向成0=45。角、大小为4夜N

的恒力尸，使其在图示竖直平面内由静止开始运动。从外边进入磁场开始，在竖直方向线

框做匀速运动；A边进入磁场时，儿边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小取g二

10m/s2,求：

(1)必边进入磁场前，线框在水平方向和竖直方向的加速度大小；

(2)磁场的磁感应强度大小和线框进入磁场的整个过程中回路产生的焦耳热；

(3)磁场区域的水平宽度。

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