《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 專題復(fù)習(xí)篇五 電場與磁場練習(xí)（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 專題復(fù)習(xí)篇五 電場與磁場練習(xí)（含解析）（41頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、電場與磁場要點提煉1.電場的性質(zhì)及帶電粒子在電場中的運動(1)對電場強度的三個公式的理解E是電場強度的定義式，適用于任何電場。電場中某點的場強是確定的，其大小和方向與試探電荷q無關(guān)，試探電荷q充當(dāng)“測量工具”。Ek是真空中點電荷所形成的電場的場強的決定式，某點的電場強度E由場源電荷Q和該點到場源電荷的距離r決定。E是場強與電勢差的關(guān)系式，只適用于勻強電場，注意：式中d為兩點間沿電場方向的距離。(2)電場能的性質(zhì)電勢與電勢能：。電勢差與電場力做功：UABAB。電場力做功與電勢能的變化：WEp。(3)等勢面與電場線的關(guān)系電場線總是與等勢面垂直，且從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。電場線越密的地方
2、，等差等勢面也越密。沿等勢面移動電荷，電場力不做功，沿電場線移動電荷，電場力一定做功。(4)帶電粒子在電場中常見的運動類型直線運動：通常利用動能定理qUmv2mv來求解；對于勻強電場，電場力做功也可以用WqEd來求解。偏轉(zhuǎn)運動：一般研究帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)問題。對于類平拋運動可直接利用類平拋運動的規(guī)律以及推論；較復(fù)雜的曲線運動常用運動的合成與分解的方法來處理。(5)電場問題中常見的圖象x圖象：電場強度的大小等于x圖線的斜率大小。Ex圖象：圖線與x軸圍成的“面積”大小表示電勢差的大小，兩點的電勢高低根據(jù)電場線的方向判定。2磁場的性質(zhì)及帶電粒子在磁場中的運動(1)帶電粒子在磁場中的受力情況磁
3、場只對運動的電荷有力的作用，對靜止的電荷無力的作用。磁場對運動電荷的作用力叫洛倫茲力。洛倫茲力的大小和方向：其大小為FqvBsin，注意：為v與B的夾角。F的方向由左手定則判定，四指的指向應(yīng)為正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向。(2)洛倫茲力做功的特點由于洛倫茲力始終和速度方向垂直，所以洛倫茲力不做功。(3)帶電粒子在勻強磁場中常見的運動類型勻速直線運動：當(dāng)vB時，帶電粒子以速度v做勻速直線運動。勻速圓周運動：當(dāng)vB時，帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度大小做勻速圓周運動。(4)帶電粒子在磁場中的運動，難點和關(guān)鍵點是畫粒子的運動軌跡，需要的物理知識是左手定則、向心力公式qvBm、軌跡半
4、徑的表達式R、周期的表達式T或T；需要的數(shù)學(xué)知識是直角三角形的三角函數(shù)關(guān)系、勾股定理，一般三角形的正弦定理，圖中所涉及的不同三角形間的邊角關(guān)系等。(5)粒子在直線邊界磁場中的運動，一要利用好其中的對稱性：從一直線邊界射入勻強磁場中的粒子，從同一直線邊界射出時，射入和射出具有對稱性；二要充分利用粒子在直線邊界上的入射點和出射點速度方向和向心力的方向是垂直的。3復(fù)合場中是否需要考慮粒子重力的三種情況(1)對于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等，因為其重力一般情況下與電場力或磁場力相比太小，可以忽略；而對于一些宏觀物體，如帶電小球、液滴、金屬塊等一般應(yīng)考慮其重力。(2)題目中明確說明是否要考慮重力。(3
5、)不能直接判斷是否要考慮重力的情況，在進行受力分析與運動分析時，根據(jù)運動狀態(tài)可分析出是否要考慮重力。高考考向1場的性質(zhì)與場的疊加命題角度1 電場的疊加 例1(2019全國卷)(多選)如圖，電荷量分別為q和q(q0)的點電荷固定在正方體的兩個頂點上，a、b是正方體的另外兩個頂點。則()Aa點和b點的電勢相等Ba點和b點的電場強度大小相等Ca點和b點的電場強度方向相同D將負電荷從a點移到b點，電勢能增加解析b點距q近，a點距q近，則b點的電勢高于a點的電勢，A錯誤。如圖所示，a、b兩點的電場強度可視為E3與E4、E1與E2的合場強，其中E1E3，E2E4，且知E1E3，E2E4，故合場強Ea與Eb
6、大小相等、方向相同，B、C正確。由于a0，則中心軸線上一點的電場強度E0，而A項中，E0)。質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子自G的左端上方距離G為h的位置，以速度v0平行于紙面水平射入電場，重力忽略不計。(1)求粒子第一次穿過G時的動能，以及它從射入電場至此時在水平方向上的位移大??；(2)若粒子恰好從G的下方距離G也為h的位置離開電場，則金屬板的長度最短應(yīng)為多少？解析(1)PG、QG間場強大小相等，設(shè)均為E。粒子在PG間所受電場力F的方向豎直向下，設(shè)粒子的加速度大小為a，有EFqEma設(shè)粒子第一次到達G時動能為Ek，由動能定理有qEhEkmv設(shè)粒子第一次到達G時所用的時間為t，粒子在水平方向
7、的位移大小為l，則有hat2lv0t聯(lián)立式解得Ekmvqhlv0(2)若粒子穿過G一次就從電場的右側(cè)飛出，則金屬板的長度最短。由對稱性知，此時金屬板的長度為L2l2v0。答案(1)mvqhv0(2)2v0 有關(guān)平行板電容器問題的分析思路(1)抓住三個關(guān)系式：電容決定式C；電容定義式C；場強關(guān)系式E。(2)看清兩種模式：電容器連接電源，電容器兩極板間電壓不變；電容器與電源斷開(且不與其他電學(xué)元件形成回路)，電容器兩極板上所帶電荷量不變。備課記錄： 6(2019山東淄博三模)(多選)如圖，平行板電容器的A、B兩極板水平放置，與理想二極管串聯(lián)接在電源上，已知A和電源的正極相連，二極管具有單向?qū)щ娦裕?/p>
8、一帶電小球沿AB中心水平射入，打在B極板上的N點?，F(xiàn)保持B板不動，通過上下移動A板來改變兩極板的間距(兩板仍平行)，下列說法中正確的是()A若小球帶正電，當(dāng)AB間距減小時，小球打在N的左側(cè)B若小球帶正電，當(dāng)AB間距增大時，小球打在N的左側(cè)C若小球帶負電，當(dāng)AB間距增大時，小球可能打在N的左側(cè)D若小球帶負電，當(dāng)AB間距減小時，小球可能打在N的右側(cè)答案AD解析若小球帶正電，當(dāng)d減小時，電容增大，Q增大，U不變，根據(jù)E，知d減小時E增大，所以電場力變大，方向向下，小球做平拋運動且豎直方向加速度增大，運動時間變短，小球打在N點左側(cè)，故A正確；若小球帶正電，當(dāng)d增大時，電容減小，但由于二極管的單向?qū)щ娦?/p>
9、使得Q不可能減小，所以Q不變，根據(jù)E，知E不變，所以電場力不變，小球仍然打在N點，故B錯誤；若小球帶負電，當(dāng)AB間距d增大時，電容減小，但Q不可能減小，所以Q不變，根據(jù)E，知E不變，所以電場力大小不變，方向向上，小球做類平拋運動且豎直向下的加速度不變，運動時間不變，小球仍然打在N點，故C錯誤；若小球帶負電，當(dāng)AB間距d減小時，電容增大，U不變，則Q增大，根據(jù)E，知E增大，所以電場力變大，方向向上，若電場力仍小于重力，小球做類平拋運動且豎直向下的加速度減小，運動時間變長，小球?qū)⒋蛟贜點的右側(cè)，故D正確。命題角度2 帶電粒子(物體)在有界磁場中的運動例7(2019全國卷)如圖，在直角三角形OPN區(qū)
10、域內(nèi)存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于紙面向外。一帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)電壓U加速后，沿平行于x軸的方向射入磁場；一段時間后，該粒子在OP邊上某點以垂直于x軸的方向射出。已知O點為坐標原點，N點在y軸上，OP與x軸的夾角為30，粒子進入磁場的入射點與離開磁場的出射點之間的距離為d，不計重力。求：(1)帶電粒子的比荷；(2)帶電粒子從射入磁場到運動至x軸的時間。解析(1)設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，加速后的速度大小為v。由動能定理有qUmv2設(shè)粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為r，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有qvBm粒子運動的軌跡如圖，由幾何關(guān)系知dr聯(lián)立式得(2)由幾何關(guān)系
11、知，帶電粒子從射入磁場到運動至x軸所經(jīng)過的路程為srtan30帶電粒子從射入磁場到運動至x軸的時間為t聯(lián)立式得t。答案(1)(2) 帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的解題步驟備課記錄： 71(2019全國卷)如圖，邊長為l的正方形abcd內(nèi)存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面(abcd所在平面)向外。ab邊中點有一電子發(fā)射源O，可向磁場內(nèi)沿垂直于ab邊的方向發(fā)射電子。已知電子的比荷為k。則從a、d兩點射出的電子的速度大小分別為()A.kBl，kBl B.kBl，kBlC.kBl，kBl D.kBl，kBl答案B解析若電子從a點射出，運動軌跡如圖線，有qvaBm，Ra，解得va；若
12、電子從d點射出，運動軌跡如圖線，有qvdBm，R2l2，解得vd。B正確。72(2019北京高考)如圖所示，正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強磁場。一帶電粒子垂直磁場邊界從a點射入，從b點射出。下列說法正確的是()A粒子帶正電B粒子在b點速率大于在a點速率C若僅減小磁感應(yīng)強度，則粒子可能從b點右側(cè)射出D若僅減小入射速率，則粒子在磁場中運動時間變短答案C解析由左手定則知，粒子帶負電，A錯誤；由于洛倫茲力不做功，粒子速率不變，B錯誤；由R，若僅減小磁感應(yīng)強度B，則R變大，粒子可能從b點右側(cè)射出，C正確；由R，若僅減小入射速率v，則R變小，粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)角變大，由tT、T知，粒子在磁場中的運動時間變
13、長，D錯誤。73(2019江西高三九校3月聯(lián)考)(多選)如圖所示是一個半徑為R的豎直圓形磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度大小為B，磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里。有一個粒子源在圓上的A點不停地發(fā)射出速率相同的帶正電的粒子，帶電粒子的質(zhì)量均為m，電荷量均為q，運動的半徑為r，在磁場中的軌跡所對應(yīng)的圓心角為。下列說法正確的是()A若r2R，則粒子在磁場中運動的最長時間為B若r2R，粒子沿著與半徑方向成45角斜向下射入磁場，則有tanC若rR，粒子沿著磁場的半徑方向射入，則粒子在磁場中的運動時間為D若rR，粒子沿著與半徑方向成60角斜向下射入磁場，則圓心角為150答案BD解析若r2R，粒子在磁場中運動時間最長時，磁
14、場區(qū)域的直徑是軌跡的弦，作出軌跡如圖1所示，因為r2R，圓心角60，則粒子在磁場中運動的最長時間為tmaxT，故A錯誤；若r2R，粒子沿著與半徑方向成45角斜向下射入磁場，作出軌跡如圖2所示，根據(jù)幾何關(guān)系，有tan，故B正確；若rR，粒子沿著磁場的半徑方向射入，粒子運動軌跡如圖3所示，圓心角為90，粒子在磁場中運動的時間tT，故C錯誤；若rR，粒子沿著與半徑方向成60角斜向下射入磁場，軌跡如圖4所示，圖中軌跡圓心與磁場圓心以及入射點和出射點連線構(gòu)成菱形，由幾何知識知圓心角為150，故D正確。高考考向3帶電粒子(物體)在組合場、復(fù)合場中的運動命題角度1 帶電粒子(物體)在組合場中的運動 例8(2018全國卷)如圖，在y0的區(qū)域存在方向沿y軸負方向的勻強電場，場強大小為E；在y，由A選項分析可知，t時刻進入的粒子在t前已經(jīng)打在下極板上，不可能從O點射出，C錯誤；由圖2可知，tT時刻進入的粒子，豎直方向上先向上加速，加速時間t1
2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 專題復(fù)習(xí)篇五 電場與磁場練習(xí)（含解析）
