2022屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第3章 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 考前基礎(chǔ)回扣練6 電場(chǎng)和磁場(chǎng)

2022屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第3章 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 考前基礎(chǔ)回扣練6 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 1．有兩個(gè)趣味小實(shí)驗(yàn)，第一個(gè)實(shí)驗(yàn)叫做“振動(dòng)的彈簧”，把一根柔軟的彈簧懸掛起來，使它的下端剛好跟槽中的水銀接觸，如圖甲所示，通電后，發(fā)現(xiàn)彈簧不斷上下振動(dòng)．第二個(gè)實(shí)驗(yàn)叫做“旋轉(zhuǎn)的液體”，在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極，沿邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極，把它們分別與電池的兩極相連，然后在玻璃皿中放入導(dǎo)電液體，如鹽水，如果把玻璃皿放在磁場(chǎng)中，液體就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來，如圖乙所示．下列關(guān)于這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的說法正確的是(　　) A．圖甲中，彈簧不斷上下振動(dòng)是電場(chǎng)力的作用 B．圖甲中，如果改變電源的正、負(fù)極，則彈簧馬上停止上下振動(dòng) C．圖乙中，液體的旋轉(zhuǎn)是安培力的作用 D．圖乙中，如果改變電源的正、負(fù)極，液體的旋轉(zhuǎn)方向不變 解析：當(dāng)給彈簧和槽中水銀通入電流時(shí)，彈簧的每一圈都相當(dāng)于一個(gè)線圈，由同向電流相互吸引可知，彈簧縮短，彈簧離開水銀面，電路斷開，彈簧中沒有電流，各線圈之間失去吸引作用，彈簧恢復(fù)原狀，下落到水銀面，電路接通，重復(fù)上面的現(xiàn)象，所以彈簧不斷上下振動(dòng)的原因是同方向的電流互相吸引，是安培力的作用，所以A錯(cuò)誤；如果改變電源的正、負(fù)極，彈簧每一圈中仍有同方向的電流，仍然會(huì)上下振動(dòng)，B錯(cuò)誤；液體的旋轉(zhuǎn)是由沿半徑方向的液體中的電流受到安培力引起的，C正確；如果改變電源的正、負(fù)極，液體中電流的方向發(fā)生改變，所受安培力方向也改變，液體的旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生變化，D錯(cuò)誤． 答案：C 2．[2018·岳陽一模]如圖所示，一帶電小球懸掛在平行板電容器內(nèi)部，閉合開關(guān)S，電容器充電后，細(xì)線與豎直方向夾角為φ，則下列說法中正確的是(　　) A．保持開關(guān)S閉合，使兩極板靠近一些，φ將減小 B．保持開關(guān)S閉合，將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，φ將減小 C．?dāng)嚅_開關(guān)S，使兩極板靠近一些，φ將不變 D．輕輕將細(xì)線剪斷，小球?qū)⒆鲂睊佭\(yùn)動(dòng) 解析：保持開關(guān)S閉合，即電容器兩端電壓不變，使兩極板靠近些，由E＝知，電場(chǎng)強(qiáng)度增大，φ將增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片不影響電容器兩極板間的電壓，B項(xiàng)錯(cuò)誤；打開開關(guān)S，電容器兩極板所帶電荷量不變，使兩極板靠近一些，由C＝、U＝、E＝知，E不變，即夾角φ不變，C項(xiàng)正確；輕輕將細(xì)線剪斷，小球?qū)⒀丶?xì)線方向向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：C 3．(多選) 如圖所示，虛線a、b、c表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面與紙平面的交線，且相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等．實(shí)線為一帶正電荷粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，M、N是這條軌跡上的兩點(diǎn)，則下列說法中正確的是(　　) A．三個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)最高 B．對(duì)于M、N兩點(diǎn)，帶電粒子通過M點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能較大 C．對(duì)于M、N兩點(diǎn)，帶電粒子通過M點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大 D．帶電粒子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，加速度增大 解析：由于帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng)，所受電場(chǎng)力的方向必定指向軌道的凹側(cè)，且和等勢(shì)面垂直，所以電場(chǎng)線方向是由c指向b再指向a.根據(jù)電場(chǎng)線的方向指向電勢(shì)降低的方向，故φc>φb>φa，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)電勢(shì)低，故在M點(diǎn)電勢(shì)能小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒定律，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能之和保持不變，故粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能較大，選項(xiàng)C正確；由于相鄰等勢(shì)面之間電勢(shì)差相等，且N點(diǎn)等勢(shì)面較密，則EN>EM，即qEN>qEM，由牛頓第二定律知，帶電粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，加速度增大，選項(xiàng)D正確． 答案：CD 4. 如右圖所示，A、B為豎直放置的兩塊金屬板，A、B兩板之間的電壓U1＝100 V，M、N為水平放置的兩塊完全相同的金屬板，M板帶正電，N板帶負(fù)電．B板中央開有一小孔，該小孔與M、N兩板的間距相等．現(xiàn)將一質(zhì)量m＝2.0×10－11 kg、電荷量q＝＋1.0×10－5 C的粒子在A板附近由靜止釋放，經(jīng)過一段時(shí)間后粒子恰好穿過小孔進(jìn)入M、N兩板之間，又經(jīng)過一段時(shí)間后粒子離開M、N之間的電場(chǎng)，并立即進(jìn)入一個(gè)方向垂直于紙面向里、寬度D＝20 cm的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．已知粒子離開M、N之間的電場(chǎng)時(shí)，速度的方向與水平方向之間的夾角θ＝30°，M、N兩金屬板正對(duì)，間距d＝10 cm，M、N板的長(zhǎng)度L＝20 cm.粒子重力不計(jì)，忽略邊緣效應(yīng)． (1)求粒子進(jìn)入M、N兩板間的初速度v1的大小． (2)求M、N兩板間的電壓U2. (3)為使粒子不會(huì)由磁場(chǎng)右邊界射出，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少為多大？ 解析：(1)帶電粒子在電場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理有　qU1＝mv 解得　v1＝1.0×104 m/s. (2)帶電粒子在M、N兩板間做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子在M、N間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，離開M、N間時(shí)粒子在豎直方向的分速度為v2.根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有 L＝v1t，v2＝at 其中　a＝ 又由速度的矢量關(guān)系圖可得　tanθ＝ 聯(lián)立解得　U2＝100 V. (3)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度 v＝＝×104 m/s 帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)軌道半徑為R. 由洛倫茲力提供向心力，有　qvB＝m 解得　R＝ 由R＝可知，當(dāng)m、q、v一定時(shí)，R越大，B越?。? 為使粒子不會(huì)由磁場(chǎng)右邊界射出，則粒子軌跡剛好與磁場(chǎng)右邊界相切時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑最大，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最?。? 畫出此時(shí)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，如下圖所示，由圖中的幾何關(guān)系有 Rmax＝＝ cm 代入B＝解得Bmin＝0.1 T. 答案：(1)1.0×104 m/s　(2)100 V　(3)0.1T