2025高考物理總復(fù)習(xí)電場(chǎng)和磁場(chǎng)

電場(chǎng)和磁場(chǎng)階段復(fù)習(xí)(四)一、電場(chǎng)二、磁場(chǎng)(2023·江蘇揚(yáng)州市調(diào)研)如圖所示，平面直角坐標(biāo)系第二象限充滿(mǎn)沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在y軸右側(cè)以C點(diǎn)

為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)將帶電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子，從第二象限的S點(diǎn)

以速度v0沿x軸正方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后第一次經(jīng)過(guò)y軸的坐標(biāo)為(0，R)，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)。帶電粒子重力不計(jì)，求：(1)帶電粒子的電性和勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。涣Ｗ舆\(yùn)動(dòng)的軌跡如圖：粒子帶正電，設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，有Eq＝ma(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；設(shè)DC連線(xiàn)與x軸負(fù)方向的夾角為θ2，則故粒子恰好沿磁場(chǎng)圓的半徑方向射入磁場(chǎng)，設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為r，則由幾何關(guān)系可知(3)粒子從電場(chǎng)中S點(diǎn)出發(fā)到第二次到達(dá)y軸所用的時(shí)間。粒子從電場(chǎng)中S點(diǎn)出發(fā)到第二次到達(dá)y軸的過(guò)程中，設(shè)在無(wú)場(chǎng)區(qū)域、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為2t2、t3，總時(shí)間為t，有CD－R＝vt2，CD＝＝2R關(guān)鍵表述關(guān)鍵表述解讀第二象限充滿(mǎn)沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，粒子沿x軸正方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)粒子從S點(diǎn)

經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后第一次經(jīng)過(guò)y軸的坐標(biāo)為(0，R)粒子水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移為

豎直方向在靜電力作用下的位移為磁場(chǎng)的圓心在x軸上，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圓的圓心在x軸上階段復(fù)習(xí)練(四)1.(2024·江蘇鎮(zhèn)江丹陽(yáng)市期中)電容式位移傳感器工作原理如圖所示，當(dāng)被測(cè)物體在左、右方向發(fā)生位移時(shí)，電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動(dòng)。若電介質(zhì)板向左移動(dòng)一微小位移x，下列說(shuō)法正確的是A.電容器兩極板間電壓變小B.電容器電容C變大C.電容器帶電荷量變少D.有a→b方向的電流流過(guò)電阻√12345678910123456789102.(2024·江蘇南通市如皋市期中)如圖所示，粗細(xì)均勻的正方形導(dǎo)體框邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)體框平面垂直，大小為I的電流從導(dǎo)體框的對(duì)角流入、流出，則導(dǎo)體框受到安培力的大小為√123456789103.(2024·江蘇淮安市南通市部分學(xué)校月考)電子顯微鏡在科研中有廣泛應(yīng)用，電子透鏡是其核心部分，電子槍發(fā)射電子束，電子通過(guò)電場(chǎng)構(gòu)成的電子透鏡時(shí)發(fā)生會(huì)聚或發(fā)散。電子透鏡的電場(chǎng)的等勢(shì)線(xiàn)分布如圖中虛線(xiàn)所示，一電子僅在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線(xiàn)所示，a、b、c、d是軌跡上的四個(gè)點(diǎn)。則A.電場(chǎng)中b處的電場(chǎng)強(qiáng)度與c處相同B.電子從a運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程加速度不斷增大C.電子在a處的受力方向與虛線(xiàn)相切D.電子從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程電勢(shì)能逐漸減小12345678910√根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)線(xiàn)垂直，可知b、c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不相同，故A錯(cuò)誤；等勢(shì)線(xiàn)的疏密也可以反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱，由a到d等勢(shì)線(xiàn)先變疏后變密，所以電場(chǎng)強(qiáng)度先減小后增大，則電子的加速度先減小后增大，故B錯(cuò)誤；12345678910a處電場(chǎng)線(xiàn)與虛線(xiàn)在該點(diǎn)的切線(xiàn)垂直，所以電子受到的靜電力方向與虛線(xiàn)在該點(diǎn)的切線(xiàn)垂直，故C錯(cuò)誤；電子從a到b運(yùn)動(dòng)時(shí)，電勢(shì)逐漸升高，根據(jù)Ep＝qφ可知，電子的電勢(shì)能逐漸減小，故D正確。4.(2023·江蘇揚(yáng)州市邗江區(qū)期中)如圖所示，圖甲為速度選擇器，圖乙為磁流體發(fā)電機(jī)，圖丙為回旋加速器，圖丁為質(zhì)譜儀。下列說(shuō)法正確的是A.圖甲中電子、質(zhì)子能夠沿直線(xiàn)通過(guò)速度

選擇器的條件是v＝B.圖乙中A板電勢(shì)比B板電勢(shì)高C.圖丙中要增大某種粒子的最大動(dòng)能，可

減小磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度D.圖丁中不同離子經(jīng)過(guò)質(zhì)譜儀偏轉(zhuǎn)半徑之

比等于粒子的比荷之比12345678910√12345678910題圖乙中，根據(jù)左手定則可知，A板電勢(shì)比B板電勢(shì)低，B錯(cuò)誤；123456789105.(2024·江蘇南京市六校聯(lián)合調(diào)研)如圖所示，ABCD是棱長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三棱錐，M、N、P分別為BD、AB和AD邊的中點(diǎn)，正三棱錐的頂點(diǎn)A、B和D分別固定有電荷量為＋Q、＋Q和－Q的點(diǎn)電荷，則A.M點(diǎn)的電勢(shì)高于P點(diǎn)的電勢(shì)B.將質(zhì)子由C移動(dòng)到M，靜電力做負(fù)功C.將電子由P移動(dòng)到N，電勢(shì)能增大D.M、P兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同√1234567891012345678910根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知，M點(diǎn)和P點(diǎn)的電勢(shì)相等，故A錯(cuò)誤；根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷等勢(shì)面關(guān)系圖可知，若僅考慮B處和D處點(diǎn)電荷時(shí)，C點(diǎn)和M點(diǎn)的電勢(shì)相等，質(zhì)子由C到M，靠近A處的正點(diǎn)電荷，靜電力做負(fù)功，故B正確；在A(yíng)處點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，N點(diǎn)和P點(diǎn)的電勢(shì)相等，在B處點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，N點(diǎn)的電勢(shì)大于P點(diǎn)的電勢(shì)，在D處點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，N點(diǎn)的電勢(shì)大于P點(diǎn)的電勢(shì)，所以N點(diǎn)的電勢(shì)高于P點(diǎn)的電勢(shì)，電子在N點(diǎn)的電勢(shì)能小于在P點(diǎn)的電勢(shì)能，電子由P到N電勢(shì)能減小，故C錯(cuò)誤；根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知，M點(diǎn)和P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不同，故D錯(cuò)誤。6.(2023·江蘇宿遷市北附同文實(shí)驗(yàn)學(xué)校模擬)如圖所示，x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷位于O、O′位置，一負(fù)試探電荷沿x軸由O向O′移動(dòng)的過(guò)程中，該電荷的電勢(shì)能隨位置的變化規(guī)律如圖所示，A、C兩點(diǎn)的連線(xiàn)以及B點(diǎn)的切線(xiàn)均與x軸平行，B點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x1＝2，O′點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x2＝5。則下列說(shuō)法正確的是A.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于零B.O、O′兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷均為正電荷C.O、O′兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷所帶電荷量的絕對(duì)值之比為9∶4D.φA－φB＝φC－φB12345678910√12345678910Ep－x圖像中圖線(xiàn)的斜率的絕對(duì)值表示靜電力大小，由于B點(diǎn)的切線(xiàn)與x軸平行，即斜率為零，故試探電荷在B點(diǎn)受到的靜電力為零，電場(chǎng)強(qiáng)度為零，故A錯(cuò)誤；由于負(fù)的試探電荷在兩點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中電勢(shì)能為正值，設(shè)試探電荷所帶電荷量絕對(duì)值為q，則由公式Ep＝－qφ可知電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)均為負(fù)值，所以?xún)牲c(diǎn)電荷均帶負(fù)電，故B錯(cuò)誤；12345678910試探電荷在A(yíng)、C兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等，則A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，又A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)低，則φA－φB＝φC－φB，故D正確。7.(2023·江蘇鹽城市模擬)如圖所示，水平面的abc區(qū)域內(nèi)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，邊界的夾角為30°，距頂點(diǎn)b為L(zhǎng)的S點(diǎn)有一粒子源，粒子在水平面內(nèi)垂直bc邊向磁場(chǎng)內(nèi)發(fā)射速度大小不同的帶負(fù)電的粒子、粒子質(zhì)量為m、電荷量大小為q，不計(jì)粒子重力，下列說(shuō)法正確的是A.從邊界bc射出的粒子速度方向各不相同√12345678910粒子豎直向上進(jìn)入磁場(chǎng)，軌跡圓心一定在bc邊上，若粒子能從邊界bc射出，粒子的速度方向一定豎直向下，故方向均相同，A錯(cuò)誤；12345678910當(dāng)軌跡恰好與ab邊相切時(shí)，粒子從bc邊離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)到b點(diǎn)的距離最短，由幾何關(guān)系可得(L－R1)sin30°＝R1，離b點(diǎn)的最短距離為Δs＝L－2R1，聯(lián)立解得Δs＝

B正確；123456789108.真空中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界為兩個(gè)半徑分別為a和2a的同軸圓柱面，磁場(chǎng)的方向與圓柱軸線(xiàn)平行，其橫截面如圖所示。一電子以速率v沿半徑方向射入磁場(chǎng)。已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e，忽略重力。為使電子不能進(jìn)入內(nèi)部無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B最小為√12345678910123456789109.(2023·江蘇南京市六校聯(lián)合體調(diào)研)如圖所示，已知邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝40cm的正方形區(qū)域ABCD內(nèi)部存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外，其上方存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝100V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)寬度也為L(zhǎng)。從電場(chǎng)中P點(diǎn)以速度v0＝2×106m/s垂直電場(chǎng)向右射出一個(gè)帶正電的粒子，其比荷

＝2×1011C/kg(重力不計(jì)，P、A、B在同一豎直直線(xiàn)上)。粒子經(jīng)電場(chǎng)后從AD邊的中點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)。12345678910(1)求P、A間的距離；12345678910答案0.1m粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，有解得y＝0.1m，即PA＝0.1m(2)若粒子從AB中點(diǎn)射出磁場(chǎng)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；12345678910答案1×10－4T

12345678910粒子沿與AD邊夾角45°斜向右下方進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(如圖)，根據(jù)洛倫茲力提供向心力得qvB＝(3)多次調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小使粒子均能從AD邊射出，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間。(取π≈3，

≈1.4)12345678910答案1.9×10－7s12345678910半徑最大時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，如圖，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與AB邊相切時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)半徑最大，聯(lián)立解得tm≈1.9×10－7s。向指向圓心O1；在空間坐標(biāo)系O－xyz中，區(qū)域Ⅱ是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方體空間，該空間內(nèi)充滿(mǎn)沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2(大小未知)；區(qū)域Ⅲ也是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方體空間，空間內(nèi)充滿(mǎn)平行于xOy平面，與x軸負(fù)方向成45°夾角的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在區(qū)域Ⅲ的上表面是一粒子收集板；一群比荷不同的帶正電粒子以不同的速率先后從O′沿切線(xiàn)方向進(jìn)入輻向電場(chǎng)，所有粒子都能通過(guò)輻向電場(chǎng)從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ，不計(jì)帶電粒子所受重力和粒子之間的相互作用。10.(2023·江蘇常州市期中改編)現(xiàn)代科技中常常利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，某控制裝置如圖所示，區(qū)域Ⅰ是

圓弧形均勻輻向電場(chǎng)，半徑為R的中心線(xiàn)O′O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小處處相等，且大小為E1，方12345678910(1)若某一粒子進(jìn)入輻向電場(chǎng)的速率為v0，該粒子通過(guò)區(qū)域Ⅱ后剛好從P點(diǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ中，已知P點(diǎn)坐標(biāo)為(L，

0)，求該粒子的比荷

和區(qū)域Ⅱ中電場(chǎng)強(qiáng)度E2的大小；12345678910①12345678910②區(qū)域Ⅱ中x軸方向有L＝v0t ③④⑤⑥(2)保持(1)問(wèn)中