高考物理二輪《帶電體在組合場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》（含解析）

通用族需考物理工裕

專發(fā)一、《冷立體點(diǎn)做會(huì)場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)劭》

（含解新）

一、選擇題（1?2題為單項(xiàng)選擇題，3?4題為多項(xiàng)選擇題）

1.（本*市離微中號(hào)右三二棧）如圖所示，某一真空室內(nèi)充滿豎直向下

的勻強(qiáng)電場(chǎng)E,在豎直平面內(nèi)建立坐標(biāo)系xOy,在y<0的空間里有與場(chǎng)強(qiáng)E垂直

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)8,在y>0的空間內(nèi)，將一質(zhì)量為根的帶電液滴（可視為質(zhì)點(diǎn)）自由釋

放，此液滴則沿y軸的負(fù)方向，以加速度a=2g（g為重力加速度）做勻加速直線

運(yùn)動(dòng)，當(dāng)液滴運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，瞬間被安裝在原點(diǎn)的一個(gè)裝置改變了帶電性質(zhì)

（液滴所帶電荷量和質(zhì)量均不變），隨后液滴進(jìn)入y<0的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，則液滴在y<（）

的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）

A.重力勢(shì)能一定不斷減小

B.電勢(shì)能一定先減小后增大

C.動(dòng)能不斷增大

D.動(dòng)能保持不變

D[在y>0的空間內(nèi)，根據(jù)液滴沿），軸負(fù)方向以加速度a=2g（g為重力加速

度）做勻力口速直線運(yùn)動(dòng)可知，液滴在此空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)所受電場(chǎng)力方向向下，大小

等于重力；進(jìn)入y<0的空間后，液滴電性改變，其所受電場(chǎng)力向上，大小仍等于

重力，液滴將在洛倫茲力（合力）作用下做半個(gè)周期的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在這半個(gè)周

期內(nèi)，洛倫茲力不做功，動(dòng)能保持不變，重力勢(shì)能先減小后增大，電勢(shì)能先增大

后減小，故D正確.]

2.（讓東看山號(hào)哉旗研）如圖所示，a、b為豎直正對(duì)放置的兩平行金屬

板，其中a極帶正電，兩板間的電壓為U,在金屬板下方存在一有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),

磁場(chǎng)的上邊界為與兩金屬板下端重合的水平面PQ,PQ下方的磁場(chǎng)范圍足夠大,

磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,一比荷為三的帶正電粒子以速度優(yōu)從兩板中間位置

沿與a、方平行方向射入兩板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，不計(jì)粒子重力，粒子通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)

后從PQ邊界上的M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后又從PQ邊界上的N點(diǎn)射出

磁場(chǎng)，設(shè)M、N兩點(diǎn)距離為x（M、N點(diǎn)在圖中未畫出）.則以下說(shuō)法中正確的是

XXXXXX

XXXXXX

XXXXXX

A.只減小磁感應(yīng)強(qiáng)度8的大小，則x減小

B.只增大初速度。o的大小，則x減小

C.只減小帶電粒子的比荷則x不變

D.只減小偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓U的大小，則x不變

D［粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與磁場(chǎng)邊

界的夾角為。，速度大小為咪］,軌道半徑R=探,由幾何關(guān)系可知x=2Rsin

Gr

只減小磁感應(yīng)強(qiáng)度3、只增大初速度。。或只減小帶電粒子的比荷*時(shí),

都可使x增大，而x與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓U無(wú)關(guān),故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確.］

3.（山曲粉泉饃M）如圖所示，在真空中半徑為r=0.1m的圓形區(qū)域內(nèi)有

垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)及水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.01T,ab

和必是兩條相互垂直的直徑，一束帶正電的粒子流連續(xù)不斷地以速度。=1*1（）3

m/s從c點(diǎn)沿cd方向射入場(chǎng)區(qū)，粒子將沿M方向做直線運(yùn)動(dòng)，如果僅撤去磁場(chǎng),

帶電粒子經(jīng)過(guò)a點(diǎn)，如果撤去電場(chǎng)，且將磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的最不計(jì)粒子重

力，下列說(shuō)法正確的是（）

A.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為10N/C

B.帶電粒子的比荷為lXl（）6c/kg

C.撤去電場(chǎng)后，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為0.1m

D.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為7.85X10-55

AC[粒子沿直線運(yùn)動(dòng)，則Bqv=Eg,解得￡=3v=10N/C,選項(xiàng)A正確，

如果僅撤去磁場(chǎng)，則粒子在水平方向廠=;242,豎直方向〃=”,解得：義=:"

L"2777.匕r

=2X106c/kg,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；撤去電場(chǎng)后，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為R

1TI7）TTim

=—

D^=0.1m,選項(xiàng)C正確；帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為4/=T=萬(wàn)—p

紜2紜

^1.57X10-4s,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.]

4.（為考物理會(huì)總演柩工）如圖所示為一種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，

此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成：離子源、加速電場(chǎng)、靜電分析器、磁分析器、收集

器，靜電分析器通道中心線半徑為R,通道內(nèi)有均勻輻射電場(chǎng)，在中心線處的電

場(chǎng)強(qiáng)度大小為E;磁分析器中分布著方向垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為3的勻強(qiáng)磁

場(chǎng)，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行.由離子源發(fā)出一個(gè)質(zhì)量為〃?、電荷量

為q的正離子（初速度為零，重力不計(jì)），經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入靜電分析器，沿

中心線MN做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，而后由尸點(diǎn)進(jìn)入磁分析器中，最終經(jīng)過(guò)。點(diǎn)進(jìn)入

收集器，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.磁分析器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向內(nèi)

B.加速電場(chǎng)中的加速電壓U=]ER

C.磁分析器中圓心。2到。點(diǎn)的距離等

D.任何離子若能到達(dá)尸點(diǎn)，則一定能進(jìn)入收集器

BC[A.離子在磁分析器中沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所受洛倫磁力指向圓心，根據(jù)左

手定則，磁分析器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，故A錯(cuò)誤；B.離子在靜電

分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有：qE=ntR,設(shè)離子進(jìn)入靜電

分析器時(shí)的速度為V,離子在加速電場(chǎng)中加速的過(guò)程中，由動(dòng)能定理有:

FR

-0,解得：U=午，B正確；C.離子在磁分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓

弟心一…正律,尋有上：qv?B=m"-,解妙何g：「=衛(wèi)1\l]2丁mU~=五1\I]m丁ER，則：”7=「=村1I寸mER，

2（7

故C正確；D.由B可知：R=-T,R與離子質(zhì)量、電量無(wú)關(guān)，離子在磁場(chǎng)中的

軌道半徑：甯,離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑與電荷的質(zhì)量和

電量有關(guān)，能夠到達(dá)P點(diǎn)的不同離子，半徑不一定都等于d,不一定能進(jìn)入收集

器，故D錯(cuò)誤.]

二'非選擇題

5.（清守市為三第二次蝶M）如圖甲所示，粒子源靠近水平極板M、N

的M板，N板下方有一對(duì)長(zhǎng)為3間距為d=L的豎直極板P、Q,在下方區(qū)域

存在著垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)上邊界放有范圍足夠大的感光膠片.水平極

板M、N之間的電壓為Uo,中間開(kāi)有小孔，兩小孔連線的延長(zhǎng)線為豎直極板P、

Q的中線，與磁場(chǎng)上邊界的交點(diǎn)為O.P、Q之間的電壓UPQ隨時(shí)間f變化的圖象

如圖乙所示，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度呼.粒子源連續(xù)釋放初速度不計(jì)、質(zhì)量

為機(jī)、帶電量為+g的粒子，經(jīng)加速后進(jìn)入豎直極板P、。之間的電場(chǎng).再進(jìn)入

下方磁場(chǎng)的粒子全部打在感光膠片上.已知粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間遠(yuǎn)小于

電場(chǎng)變化的周期，粒子所受重力不計(jì).求：

甲磁場(chǎng)下邊界

(1)帶電粒子從N板小孔射出時(shí)的速度；

(2)為使進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子都能打在膠片上，磁場(chǎng)上、下邊界的最小距離；

(3)以。點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，向右為正方向建立坐標(biāo)軸5,粒子在膠片上的落點(diǎn)

的坐標(biāo)范圍.

解析(1)在加速電場(chǎng)，由動(dòng)能定理得：qUo=^mvi解得：vo=2qUo

m

(2)設(shè)帶電粒子以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)，且與磁場(chǎng)邊界之間的夾角為a時(shí)，其運(yùn)

動(dòng)軌跡如圖

由幾何關(guān)系得：向下偏移的距離Ay=R-Hcosa=/?(l-cosa)

0

在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，則有：qvB=〃樂(lè)又oo=osina聯(lián)立解得：Ay=

(1-cosa)

sina

當(dāng)a=90°時(shí)，Ay有最大值，即

(3)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

笆邛一丫★

X_X_D_X_-X_X_X_X_X_父二

若/=0時(shí)進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，在電場(chǎng)中勻速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)R=L,打在感

光膠片上距離中心線最近為x=2L,任意電壓時(shí)出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度為Vn

根據(jù)幾何關(guān)系得:

VOmVn

2/7717（）

在膠片上落點(diǎn)長(zhǎng)度為Ax=2R〃coscc=~右~

DC[

打在感光膠片上的位置和射入磁場(chǎng)位置間的間距相等，與偏轉(zhuǎn)電壓無(wú)關(guān)

在感光膠片上的落點(diǎn)寬度等于粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)距離y=k/2=1x^L

?2L1.jLm

解得：y=亨

答案⑴力警⑵乙（3成

6.（何曲域部柳市高中旱業(yè)不班第二次質(zhì)量翌例）如圖所示，矩形

區(qū)域必c.分為兩個(gè)矩形區(qū)域，左側(cè)區(qū)域充滿勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向豎直向上，右側(cè)

區(qū)域充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外，屁為其分界線.af=L,ab=0.15L,be

=L-質(zhì)量為機(jī)、電荷量為e的電子（重力不計(jì)）從a點(diǎn)沿ab方向以初速度00射

入電場(chǎng)，從尻邊的中點(diǎn)g進(jìn)入磁場(chǎng).（已知5桁37。=0.6,cos37°=0.8）

（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；

（2）若要求電子從加邊射出，求所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值8；

（3）調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，求〃邊上有電子射出部分的長(zhǎng)度.

解析（1）電子在電場(chǎng)中做類似平拋運(yùn)動(dòng)，由在豎直方向：^L=^at2

水平方向：OJ5L=vot

由牛頓第二定律有：eE=ma

一、…616〃就

聯(lián)工解得：E=~^~

x/t

⑵粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，速度方向與屁邊夾角的正切值tan0=^~=0.15,解得:

zy/r

0=37°

電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為。=滯^=1^0

設(shè)電子運(yùn)動(dòng)軌跡剛好與cd邊相切時(shí)，半徑最小為ri,軌跡如圖所示:

則由幾何關(guān)系知n+ncos37°=￡

解得：n=^L

v2

由洛倫茲力提供向心力：evB=in—

377777()

可得對(duì)應(yīng)的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度：B”產(chǎn)一

EL

(3)設(shè)電子運(yùn)動(dòng)軌跡剛好與de邊相切時(shí)，半徑為n,

則r2=r2sin37。+與

解得：底=號(hào)又ricos9=7,,故切點(diǎn)剛好為d點(diǎn)

電子從cd邊射出的長(zhǎng)度為：

△y=4+risin37。=%

,2o

7.(掰南蜀鄂南龍卡塔，?您聯(lián)考，如圖所示，在直角坐標(biāo)系xQy的第

一象限中有兩個(gè)全等的直角三角形區(qū)域I和H,充滿了方向均垂直紙面向里的勻

強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域I的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為陽(yáng)，區(qū)域n的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)，c

點(diǎn)坐標(biāo)為(4L,3L),M點(diǎn)為0C的中點(diǎn).質(zhì)量為機(jī)帶電量為一夕的粒子從。點(diǎn)以

平行于y軸方向射入磁場(chǎng)H中，速度大小為嘴，不計(jì)粒子所受重力，粒子運(yùn)動(dòng)

軌跡與磁場(chǎng)區(qū)域相切時(shí)認(rèn)為粒子能再次進(jìn)入磁場(chǎng).

(1)若粒子無(wú)法進(jìn)入?yún)^(qū)域I中，求區(qū)域II磁感應(yīng)強(qiáng)度大小范圍；

(2)若粒子恰好不能從AC邊射出，求區(qū)域n磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；

(3)若粒子能到達(dá)M點(diǎn)，求區(qū)域n磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的所有可能值.

解析(1)粒子速度越大，半徑越大，當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡恰好與X軸相切時(shí)，恰好

不能進(jìn)入I區(qū)域故粒子運(yùn)動(dòng)半徑八)>3L

粒子運(yùn)動(dòng)半徑滿足：qBvo=〃r~

qBuL

代入uo=

2m

解得裸

(2)粒子在區(qū)域I中的運(yùn)動(dòng)半徑—潑昔

若粒子在區(qū)域II中的運(yùn)動(dòng)半徑R較小，則粒子會(huì)從AC邊射出磁場(chǎng).恰好不

從AC邊射出時(shí)滿足/。2。迫=2。

sin20=2sinOcos。=后

又如2。=亡

解得《=罵「

,yXqBoL

代入。。_2〃？

可得：8=鬻

(3)①若粒子由區(qū)域I達(dá)到M點(diǎn)

______Q

每次前進(jìn)CP2=2(/?-r)cos。=利?一，)

58

由周期性：CM=nCPz(〃=1,2,3…)即r)

R=「+急等,解得“W3

,3333

〃=1時(shí)火=%"B=~rBo

10O

n=2時(shí)R=^L,B=*Bo

4949

n=3時(shí)R=/，B=)Bo

②若粒子由區(qū)域II達(dá)到M點(diǎn)

由周期性：~CM=CP\+nCPi(n=0,l,2,3-)

54

roo2丁5〃4926

即產(chǎn)=寸?+5〃（火一r）,解得----L，羽"解得〃W芯

一5（i+〃）一

〃=0時(shí)B=^BO

10O

“=1時(shí)H=H"B=^Bo

答案見(jiàn)解析

8.如圖所示，平面直角坐標(biāo)系的第二象限內(nèi)存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂

直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為機(jī)、帶電荷量為十夕的小球從A點(diǎn)以速度00

沿直線A。運(yùn)動(dòng)，A。與x軸負(fù)方向成37。角.在y軸與MN之間的區(qū)域/內(nèi)加一

電場(chǎng)強(qiáng)度最小的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，可使小球繼續(xù)做直線運(yùn)動(dòng)到MN上的C點(diǎn)，MN與

PQ之間區(qū)域II內(nèi)存在寬度為d的豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁

場(chǎng)，小球在區(qū)域H內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)并恰好不能從右邊界飛出，已知小球在C

點(diǎn)的速度大小為2加，重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求：

[xEix

A'B,

一義、_義

o

⑴第二象限內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度Ei的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度3的大小,

(2)區(qū)域I內(nèi)最小電場(chǎng)強(qiáng)度￡2的大小和方向；

(3)區(qū)域II內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E3的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度&的大小.

解析(1)帶電小球在第二象限內(nèi)受重力、電場(chǎng)力和洛倫茲力作用做直線運(yùn)

動(dòng)，三力滿足如圖甲所示關(guān)系且小球只能做勻速直線運(yùn)動(dòng).

由圖甲知tan37。=膽,

mg9

解得臼一早COS37"一§嬴

解得8芯

談上

,，/

Sng

(2)區(qū)域1中小球做加速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)強(qiáng)度最小，受力如圖乙所示(電場(chǎng)力

方向與速度方向垂直)，小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，

由圖乙知cos37°=延

mg，

解得E2T

方向與x軸正方向成53。角斜向上

(3)小球在區(qū)域II內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以mg=qE3，得田=等

因小球恰好不從右邊界穿出，小球運(yùn)動(dòng)軌跡如圖丙所示

M；\P

NQ

由幾何關(guān)系可知

r+r-cos530=d,

解得r=ld

由洛倫茲力提供向心力

,(2vo)2、，、16mvo

知B2q，2uo=m~,聯(lián)五仔Bi~~5gd

答案見(jiàn)解析

9.如圖所示，平行金屬板豎直放置，底端封閉，中心線上開(kāi)一小孔C,兩

板相距為d,電壓為U.平行板間存在大小為Bo的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面向

里，AC是兩板間的中心線.金屬板下方存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域MPNQ,其中

3

MP。是直角三角形，P。邊長(zhǎng)為a；邊長(zhǎng)為呼，A、C、P、。四點(diǎn)共線，M、

P、N三點(diǎn)共線，曲線QN是以2a為半徑、以AQ上某點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)為圓心的

一段圓弧，該區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,方向垂直于紙面向里.若大量

帶電離子沿AC方向射入兩金屬板之間,有部分離子經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入下方磁場(chǎng)區(qū)域.不

計(jì)離子重力，忽略離子間的相互作用.

(1)求由P點(diǎn)進(jìn)入下方磁場(chǎng)的離子速度；

(2)若由尸點(diǎn)進(jìn)入下方磁場(chǎng)的正負(fù)離子都從邊界上穿出，求這些正負(fù)離

子的比荷的最小值之比；

(3)若由尸點(diǎn)進(jìn)入下方磁場(chǎng)的另一些正負(fù)離子的比荷都處于(2)問(wèn)中兩個(gè)最小

值之間(比荷的最大值是(2)問(wèn)中較大的最小值，比荷的最小值是(2)問(wèn)中較小的最

小值).求磁場(chǎng)邊界上有正負(fù)離子到達(dá)的區(qū)域范圍.

Q

解析(。只有離子在平行金屬板間勺速運(yùn)動(dòng)，帶電粒子才有可能從。點(diǎn)進(jìn)

入磁場(chǎng)，故有qvBo=*

解得：片》

UW'

(2)由洛倫茲力提供向心力，所以有qvB=1

解得R=

qBqdBBo

可見(jiàn)比荷越大，半徑越小，若出P點(diǎn)進(jìn)入下方磁場(chǎng)的正負(fù)離子都從MN邊

界上穿出，比荷最小的正負(fù)帶電粒子剛好與邊界相切.也就是帶正電的粒子做圓

周運(yùn)動(dòng)的圓周與圓形磁場(chǎng)相切，帶負(fù)電的粒子做圓周運(yùn)動(dòng)與直角三角形的斜邊

MQ相切.如圖所示

帶正電的粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓周與圓形磁場(chǎng)相切，由幾何關(guān)系可得：招+/

=(2。一吊)2

解得：7?i=y

帶正電粒子最小比荷是史=萬(wàn)扁"=￡會(huì)

m\RidBBo3adBBo

帶負(fù)電的粒子做圓周運(yùn)動(dòng)與直角三角形的斜邊MQ相切，由幾何關(guān)系可得：

MOiKOiR2

~MQ~PQa

解得：R2=；a

帶負(fù)粒子最小比荷是半=儡=湍

史

4

所以，這些正負(fù)離子的比荷的最小值之比癥=5

m2

(3)若由尸點(diǎn)進(jìn)入下方磁場(chǎng)的另一些正負(fù)離子的比荷都處于(2)問(wèn)中兩個(gè)最小

值之間(比荷的最大值是(2)問(wèn)中較大的最小值，比荷的最小值是(2)問(wèn)中較小的最

2

小值).帶正電粒子運(yùn)動(dòng)較跡如圖所示，到P點(diǎn)距離加=27?2=孕2

范圍寬度力=2(吊一&)=近

5

2-

所以帶正電粒子從MN邊界是穿出，范圍是距P點(diǎn)鏟,6

帶負(fù)電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

到M點(diǎn)距離X2=yJ(%_R2)2_此=；a

范圍寬度%=(Ri—北)

所以帶負(fù)電粒子MQ邊界是穿出，范圍是距M點(diǎn)九,寬度是

答案⑴。=矗(2)9

(3)帶正電粒子從MN邊界是穿出，范圍是距P點(diǎn)|a,寬度是必=永；帶負(fù)

電粒子MQ邊界是穿出，范圍是距M點(diǎn)加，寬度是

專做工《直流電路易會(huì)流電第》

（含斛折）

一、單項(xiàng)選擇題

1.（福州一中檢測(cè)）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度3=等.單匝矩形線圈

面積S=1n?.電阻不計(jì)，繞垂直于磁場(chǎng)的軸00'勻速轉(zhuǎn)動(dòng).線圈通過(guò)電刷與一

理想變壓器原線圈相接，⑷為交流電流表.調(diào)整副線圈的滑動(dòng)觸頭P,當(dāng)變壓器

原、副線圈匝數(shù)比為2：1時(shí)，副線圈電路中標(biāo)有“6V6W”的燈泡正常發(fā)

光.以下判斷正確的是（）

A.電流表的示數(shù)為1A

B.矩形線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的最大值為18V

C.從矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，矩形線圈電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律為

e=12&sin60兀（）

D.若矩形線圈轉(zhuǎn)速增大，為使燈泡仍能正常發(fā)光，應(yīng)將P適當(dāng)下移

6W

C［燈泡正常發(fā)光，故變壓器的輸出電流為：/2=牛=1A;根據(jù)公式：力1\=

no

解得/i=0.5A,故A錯(cuò)誤；燈泡正常發(fā)光，故變壓器的輸出電壓為6V,根

n\

據(jù)公式整=乎，解得：L/i=12V,故矩形線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的有效值為12V,最大

22.

值為126VF7V,故B錯(cuò)誤；根據(jù)公式Em=7V5S。，解得：0=懸=一^

lx不

rad/s=60TIrad/s,故從矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，矩形線圈電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間

的變化規(guī)律e=Emsin（ot=12&sin60MV）,故C正確；若矩形線圈轉(zhuǎn)速增大，

根寺居公式Em=NBSco,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值增加，故有效值也增加；為使燈泡仍

能正常發(fā)光，應(yīng)該減小變壓比，故應(yīng)將P適當(dāng)上移，故D錯(cuò)誤.]

2.圖甲電路中，。為二極管，其伏安特性曲線如圖乙所示.在圖甲電路中,

閉合開(kāi)關(guān)S,滑動(dòng)變阻器火的滑片P從左端向右移動(dòng)過(guò)程中（）

A.二極管。消耗的功率變大

B.二極管。的電阻變大

C.通過(guò)二極管。的電流減小

D.電源的功率減小

A[滑動(dòng)變阻器R的滑片P從左端向右移動(dòng)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的電阻減

小，電路電流增大，由圖乙可知，二極管的電阻減小，電流、電壓增大，消耗的

功率也增大，故A正確，B、C錯(cuò)誤：電源的功率為：P=EI,因?yàn)殡娏髟龃螅?/p>

所以電源的功率增大，故D錯(cuò)誤.所以A正確，B、C、D錯(cuò)誤.]

3.（山西五校三聯(lián)）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)通過(guò)

升壓變壓器Ti和降壓變壓器乃向衣o=UQ的純電阻用電器供電.已知輸電線的

總電阻R=10。,72的原、副線圈匝數(shù)比為4：1,用電器兩端的電壓為"=228\E

sin100m（V）,將7KT2均視為理想變壓器.下列說(shuō)法正確的是（）

降壓變壓器的輸入功率為4400W

升壓變壓器中電流的頻率為100Hz

輸電線消耗的功率為500W

當(dāng)用電器的電阻減小時(shí)，輸電線消耗的功率減小

A[由題可知，用電器兩端電壓有效值為220V,交流電頻率/=卷=怨5

U2

Hz=50Hz,由電功率公式可知，降壓變壓器輸出功率P=k=4400W,理想變

壓器輸入功率與輸出功率相等，故A項(xiàng)正確；理想變壓器不改變交變電流的頻

率，B項(xiàng)錯(cuò)；由變壓規(guī)律可知，降壓變壓器輸入電壓為880V,由P=U/

可知，降壓變壓器輸入電流為/=5A,由焦耳定律可知，輸電線電阻消耗的功率

P=/2/?=250W,C項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)用電器的電阻減小時(shí)，輸出功率增大，故降壓變壓

器輸入功率增大，從而輸入電流增大，再由P=/2R可知，輸電線消耗的功率增

大，D項(xiàng)錯(cuò).]

4.（湖北省荊州中學(xué)高三全真模擬一）在如圖所示的電路中，由于某個(gè)電阻

發(fā)生故障，使電流表A的讀數(shù)變大，電壓表V的讀數(shù)變大，燈泡L的亮度變暗，

關(guān)于故障判斷的下列說(shuō)法正確的是（）

A.可能是取短路B.可能是此斷路

C.可能是7?2短路D.可能是/?4短路

D[由電路元件各物理量動(dòng)態(tài)變化的規(guī)律“串反并同”可知，只有當(dāng)R4短路

時(shí)（可認(rèn)為電阻減?。?，外電路電阻減小，總電流增大，電流表A的讀數(shù)變大，/?4

的電流增大，電壓表V的讀數(shù)變大，燈泡L的亮度變暗.故正確答案為D.故選

D.]

5.如圖所示，接在理想變壓器回路中的四個(gè)規(guī)格相同的燈泡都正常發(fā)光,

那么，理想變壓器的匝數(shù)比m:〃2：4為（）

A.1：1：1

C.6：2：1D.2：2：1

B[燈泡正常發(fā)光，可得UA=UB=UC=UD,所以S=2U3,由理想變壓器

VT）IM2

的電壓關(guān)系得票=依=后可得〃2=2〃3.燈泡都正常發(fā)光，則功率相等，即PA=

PB=PC=PD.由P=12R得IA=IB=IC=ID,即/l=/2=/3.

由理想變壓器的功率關(guān)系得Ul/l=S/2+U3/3,即〃山="2/2+〃3/3,可得〃I

="2+〃3=2〃3+〃3=3〃3.所以：〃2：〃3=3:2：1.].

6.（湖北省武漢市高三下學(xué)期五月理綜訓(xùn)練）如圖是某溫度檢測(cè)和光電控制

加熱裝置的原理圖.R為熱敏電阻（溫度升高，阻值減?。?，用來(lái)探測(cè)加熱電阻絲

R的溫度.RG為光敏電阻（光照強(qiáng)度增大，阻值減?。邮招襞軱的光照.其

他電阻均為定值電阻.當(dāng)R處溫度升高后，下列說(shuō)法正確的是（）

A.燈泡L將變暗

B.RG的電壓將增大

C.R的功率將增大

D.H的電壓變化量與心的電流變化量的比值不變

D[A項(xiàng)：當(dāng)R處溫度升高時(shí)，HT阻值變小，左邊回路中電流增大，小燈

泡L的功率增大，燈泡L將變亮，故A錯(cuò)誤；B、C項(xiàng)：L的光照強(qiáng)度增大，

則HG阻值變小，右側(cè)電路的總電阻變小，總電流變大，及的內(nèi)電壓增大，則其

路端電壓變小.總電流增大，則&兩端電壓增大，所以右側(cè)電路并聯(lián)部分電壓

減小，A的電壓減小，則R的功率將減小.R的電流減小，而總電流增大，則通

過(guò)心的電流增大，上的電壓將增大，所以股的電壓將減小，故B、C錯(cuò)誤；D

項(xiàng)：A的電壓變化量與&的電流變化量的比值第=黑,保持不變,故D正

確.]

7.（河北正定中學(xué)高三模擬）如圖所示為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，其中

矩形線圈abed的邊長(zhǎng)H=cd=Li,be—ad—Li,匝數(shù)為鹿，線圈的總電阻為r,

線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸。。'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速

度為①，線圈兩端通過(guò)電刷￡、尸與阻值為H的定值電阻連接.從線圈經(jīng)過(guò)中性

面開(kāi)始計(jì)時(shí)，則（）

A.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為反"上也2

B.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式為2cost

C.經(jīng)過(guò);周期時(shí)間通過(guò)電阻R的電荷量為碧區(qū)

4R+r

D.此發(fā)電機(jī)在上述工作狀態(tài)下的輸出功率為序,量;fR

D[線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值=選項(xiàng)A錯(cuò)誤；感應(yīng)電

動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式e=Emsincot=nBcoL\Lisincot,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)法拉

第電磁感應(yīng)定律有E=〃等，由閉合電路歐姆定律有/=斤*[%卜①=BL\L2,q

BL\Li選項(xiàng)C錯(cuò)誤；線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E=^=

=l\t,聯(lián)立解得4=“R+r，

nBcoL'L/ij〃q、…,nBcoLxLi

電流的有效值/=而百交流發(fā)電機(jī)的輸出功率即電阻R的熱功

率P=FR=選項(xiàng)D正確.]

2(7?4-r)2

二、多項(xiàng)選擇題

8.（山東省淄博市高三三模）一個(gè)微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓為U,

額定電流為/,線圈電阻為凡將它接在電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為「的直流電源的兩

極間，電動(dòng)機(jī)恰好能正常工作，則（）

A.電動(dòng)機(jī)消耗的總功率為U/

/r

B.電源的效率為1一點(diǎn)

C.電源的輸出功率為E/

D.電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為骨

AB［電動(dòng)機(jī)消耗的總功率應(yīng)該用P=/U來(lái)計(jì)算，所以總功率為/U,所以A

正確；電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率應(yīng)該用P來(lái)計(jì)算，所以熱功率尸=/2凡所以D

錯(cuò)誤.電源的輸出功率等于電動(dòng)機(jī)的輸入功率，得「出=”.故C錯(cuò)誤.電源的總

正一PrIr

功率為/E,內(nèi)部發(fā)熱的功率為產(chǎn)「，所以電源的效率為—所以B正

確.故選ABJ

9.（河南省鄭州市高中畢業(yè)年級(jí)第二次質(zhì)量預(yù)測(cè)）如圖所示的電路中電表均

為理想電表，閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片尸向右移動(dòng)至某一位置，與移動(dòng)

前相比，下列說(shuō)法正確的是（）

A.電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大

B.小燈泡L變亮

C.電源的輸出功率一定變大

D.電容器。所帶的電荷量減少

BD［由圖可知，電容并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端；當(dāng)滑片右移時(shí)，滑動(dòng)變阻器

接入電阻減??；則總電阻減??；由閉合電路歐姆定律可知，總電流增大，故電流

表示數(shù)增大，燈泡亮度變亮，因內(nèi)壓增大，故電壓表示數(shù)減小，故A錯(cuò)誤，B

正確；由尸=以可知，電源的總功率變大：當(dāng)外阻和內(nèi)阻相等時(shí)輸出功率最大，

因?yàn)椴恢劳庾韬蛢?nèi)阻的關(guān)系，所以不能判斷電源輸出功率的變化，故C錯(cuò)誤；

因電容器并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端；總電流變大，燈泡及內(nèi)阻分壓增大，則滑動(dòng)變

阻器分壓減小，故電容器。兩端的電壓減小，所以C上的電量減小，故D正確.所

以BD正確，AC錯(cuò)誤.］

10.（山東省淄博一中高三三模）電源的兩個(gè)重要參數(shù)分別是電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電

阻匚對(duì)一個(gè)電路有兩種特殊情況：當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，電源兩端的電壓等于電源電

動(dòng)勢(shì)；當(dāng)外電路短路時(shí)，短路電流等于電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的比值.現(xiàn)有一個(gè)電動(dòng)勢(shì)

為E、內(nèi)電阻為一的電源和一阻值為A的定值電阻，將它們串聯(lián)或并聯(lián)組成的系

統(tǒng)視為一個(gè)新的等效電源，這兩種連接方式構(gòu)成的等效電源分別如圖甲和乙中虛

線框所示.設(shè)新的等效電源的電動(dòng)勢(shì)為E',內(nèi)電阻為.試根據(jù)以上信息，判

斷下列說(shuō)法中正確的是（）

A.甲圖中的E'r'=R+r

R+r

B.甲圖中的=E,r'=R+r

C.乙圖中的E'=E,r'=普

R+r

D.乙圖中的￡'=圣￡，/=缶

BD［電源的電動(dòng)勢(shì)等于外電路斷路時(shí)的路端電壓，則對(duì)甲圖可知E'=E,

FRD?

r'=r+R,選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確；圖乙中，E'=6匚；r'=￡匚，故選項(xiàng)C錯(cuò)

R+rR+r

誤，D正確；故選BD.］

11.（河北冀州5月模擬）如圖所示，理想變壓器輸入端接在電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變

化、內(nèi)阻為「的交流電源上，輸出端接理想電流表及阻值為H的負(fù)載.如果要求

負(fù)載上消耗的電功率最大，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.該交流電源電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=Emsin（100⑼

B.變壓器原、副線圈匝數(shù)的比值為

C.電流表的讀數(shù)為人嬴

D.負(fù)載上消耗的熱功率為半

BC［由e-r圖象可知交流電的周期T=4Xl（）-2s,則①=亍=50兀rad/s,所

以e=Enisin（50w）,則A項(xiàng)錯(cuò)誤.對(duì)于理想變壓