高中电磁场中综合试题
高三物理牛顿运动定律与电磁学综合试题答案及解析
高三物理牛顿运动定律与电磁学综合试题答案及解析1.如图所示，一个质量为m、带正电荷的物块在水平电场E＝kt(t为时间，k为大于零的常数)的作用下被压在绝缘的竖直墙面上．若电场空间和墙面均足够大，从t＝0时刻开始，物块所受的摩擦力的大小F随时间t变化的关系图是()f【答案】C【解析】滑动摩擦力小于重力时，物块做加速运动；当滑动摩擦力等于重力时，物块速度达最大，＝μqkt；停止运动后，然后摩擦力继续增大，物块做减速运动，直至停止．下滑过程中，摩擦力Ff＝mg.摩擦力Ff2.（19分）如图，在区域I（0≤x≤d）和区域II（d≤x≤2d）内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B，方向相反，且都垂直于Oxy平面。
一质量为m、带电荷量q（q＞0）的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域I，其速度方向沿x轴正向。
已知a在离开区域I时，速度方向与x轴正方向的夹角为30°；此时，另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从p点沿x轴正向射入区域I，其速度大小是a的1/3。
不计重力和两粒子之间的相互作用力。
求（1）粒子a射入区域I时速度的大小；（2）当a离开区域II时，a、b两粒子的y坐标之差。
【答案】（1）（2）【解析】（1）设粒子a在I内做匀速圆周运动的圆心为C（在y轴上），半径为R，粒子速率a1，运动轨迹与两磁场区域边界的交点为，如图。
由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得为va（1）由几何关系得（2）（3）式中由（1）（2）（3）式得（4）（2）设粒子在II区内做圆周运动的的圆心为，半径为，射出点为（图中末画出轨迹）由洛仑兹力分式和牛顿第二定律得（5）由（1）（5）式得：（6）C，和三点共线，且由（6）式知必位于（7）的平面上，由对称性知纵坐标相同，即（8）式中h是C点的Y坐标设b在I中运动的轨道半径为，由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得（9）设a到达点时，b位于点，转过的角度为α。
如果b没有飞出I，则（10）（11）式中，t是a在区域II中运动的时间，而（12）（13）由⑤⑨⑩（11）（12）（13）式得（14）由①③⑨（14）式可见，b没有飞出I。
高三电磁场必做综合题(1)
1.如图所示的坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向.在x轴上方空间的第一、第二象限内，既无电场也无磁场；在第三象限，存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面（纸面）向里的匀强磁场；在第四象限，存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带电质点，从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限，然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动.之后经过y 轴上y=-2h处的P3点进入第四象限.已知重力加速度为g.求:（1）粒子到达P2点时速度的大小和方向；（2）第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小；（3）带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向.2.如图17所示，一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，偏转电压为U2=100V，接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。
已知偏转电场中金属板长L=20cm，两板间距d =17.3cm，带电微粒的重力忽略不计。
求：（1）带电微粒进入偏转电场时的速率v1；（2）带电微粒射出偏转电场时的速度偏转角；（3）为使带电微粒不会从磁场右边界射出，该匀强磁场的磁感应强度的最小值B。
4.如图所示，带电平行金属板PQ和MN之间的距离为d；两板之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。
如图建立坐标系，x轴平行于金属板，与金属板中心线重合，y轴垂直于金属板。
区域I的左边界为y轴，右边界与区域II的左边界重合，且与y轴平行；区域II的左、右边界平行。
在区域I和区域II内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B，区域I内的磁场垂直于Oxy平面向外，区域II内的磁场垂直于Oxy平面向里。
一电子沿着x轴正向以速度v0射入平行板之间，在平行板间恰好沿着x轴正向做直线运动，并先后通过区域I和II。
经典电磁场题目(有详细答案)较难
一）瑞安中学2011学年第二学期高三5月份考试理综试卷25.（22分）如图甲所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场．匀强磁场分为Ⅰ、Ⅱ两个区域，其边界为MN、PQ，磁感应强度大小均为B，方向如图所示，Ⅰ区域高度为d，Ⅱ区域的高度足够大．一个质量为m、电量为q的带正电的小球从磁场上方的O点由静止开始下落，进入电、磁复合场后，恰能做匀速圆周运动．(1)求电场强度E的大小；(2)若带电小球运动一定时间后恰能回到O点，求带电小球释放时距MN的高度h；(3)若带电小球从距MN的高度为3h的O'点由静止开始下落，为使带电小球运动一定时间后仍能回到O'点，需将磁场Ⅱ向下移动一定距离（如图乙所示），求磁场Ⅱ向下移动的距离y及小球从O'点释放到第一次回到O'点的运动时间T。
图甲图乙（二）省效实中学2012届高三模拟测试25．（22分）如图甲所示，一个质量m=0.1 kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω，金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端（金属框上边与AA′重合），自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端（金属框下边与BB′重合），设金属框在下滑过程中的速度为v，与此对应的位移为s，那么v2—s图象（记录了线框运动全部过程）如图乙所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上，g取10m/s2．试问：（1）根据v2—s图象所提供的信息，计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少？（2）匀强磁场的磁感应强度多大？（3）现用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上，使金属框从斜面底端BB′（金属框下边与BB′重合）由静止开始沿斜面向上运动，匀速通过磁场区域后到达斜面顶端（金属框上边与AA′重合）．试计算恒力F做功的最小值．（三）中学2011-2012学年第二学期第五次统练试题25、（22分）如图所示，两平行金属板A 、B 长度为l ，直流电源能提供的最大电压为U ，位于极板左侧中央的粒子源可以沿水平方向向右连续发射质量为m 、电荷量为－q 、重力不计的带电粒子，射入板间的粒子速度均为0v 。
电磁场的应用----高中物理模块典型题归纳(含详细答案)
电磁场的应用----高中物理模块典型题归纳（含详细答案）一、单选题1.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒．两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示．现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是()A.减小磁场的磁感应强度B.减小狭缝间的距离C.增大高频交流电压D.增大金属盒的半径2.质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备，它的构造原理如图示．离子源S产生的各种不同正离子束（速度可视为零），经MN间的加速电压U加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场，运转半周后到达照相底片上的P点．设P到S1的距离为x，则（）A.若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越小B.若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越大C.只要x相同，对应的离子质量一定相同D.x相同，对应的离子的比荷可能不相等3.如图所示，在充电的平行金属板间有匀强电场和方向垂直纸面向里的匀强磁场。
一带电粒子以速度v从左侧射入，方向垂直于电场方向和磁场方向，当它从右侧射出场区时，动能比射入时小，若要使带电粒子从射入到射出动能是增加的，可采取的措施有（不计重力）()A.可使电场强度增强B.可使磁感应强度增强C.可使粒子带电性质改变（如正变负）D.可使粒子射入时的动能增大4.劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U．若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，则下列说法正确的是（）A.质子被加速后的最大速度可能达到光速B.所加高频交流电频率为f=C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为：1D.若A处粒子源产生的为中子，中子也可被加速且最大动能为E k=5.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R．若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f．则下列说法正确的是（）A.质子的回旋周期为B.增大加速电场间的电压可使质子的最大速度超过2πfRC.增大D形金属盒的半径可提高质子射出金属盒时的速度D.不改变B和R，该回旋加速器加速α粒子获得的最大动能是加速质子时的两倍6.图是质谱仪工作原理的示意图．带电粒子a、b经电压U加速（在A点初速度为零）后，进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S上的x1、x2处．图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则（）A.a的质量一定大于b的质量B.a的电荷量一定大于b的电荷量C.a运动的时间大于b运动的时间D.a的比荷（）大于b的比荷（）7.如图是回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。
电磁场复习题及答案详解
湖北省襄樊四中高二物理期末复习练习题5、 如图3所示，磁场方向竖直向下， 通电直导线ab 由水平位置转到位置2,通电导线所受安培力是（）A 、 数值变大，方向不变。
B 、 数值变小，方向不变。
C 、 数值不变，方向改变。
D 、 数值和方向均改变。
6、 如图甲11-3所示电路，电源电动势为 E ，内阻不计，滑动变阻器的最大电阻为R ，负载电阻为R o 。
当滑动变阻器的滑动端 S 在某位置时，R o 两端电压 为E/2,滑动变阻器上消耗的功率为 P 。
若将R o 与电源位置互换， 接成图乙所示电路时，滑动触头S 的位置不变，则（）A 、 R o 两端的电压将小于 E/2B 、 R o 两端的电压将等于 E/2C 、 滑动变阻器上消耗的功率一定小于D 、 滑动变阻器上消耗的功率可能大于7、 如图4所示，在正交的匀强电场和匀强磁场中，一带负电的小球自绝缘光滑的竖直圆环的顶端由静止释放， 设小球受到的电场力和重力大小相 等，则当它滑过的弧度为下列何值时受到的洛伦兹力最大（）3A 、一B 、C 、D 、4 2 48、 在比较精密的电子设备中，其电源跟负载之间的保护不是用普通的电磁场综合1、下列关于等势面的说法正确的是（ ）A 、 电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功。
B 、 等势面上各点的场强相等。
C 、 点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为圆心的一簇球面。
D 、 匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面。
电荷2、 在电场中逆着一条电场线从 B 、电荷的势能可能不变D 、电荷的加速度可能不A 运动到B ,则在此过程（） A 、电荷的动能可能不变C 、电荷的速度可能不变 3、 有一根竖直长直导线和一个通电三角形金属框处于同一竖直平面内，如图 示，当竖直长导线内通以方向向上的电流时，若重力不计，则三角形金属框将（A 、水平向左运动B 、竖直向上C 、处于平衡位置D 、以上说法都不对4、 如图2所示，a 为带正电的小物块，b 是一不带电的绝缘物块， 水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力 起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段b 一起运动的加速度减小。
高中物理电磁学常考题总结(带答案解析)
高中物理电磁学常考题总结（带答案解析）姓名：__________ 班级：__________考号：__________*注意事项：1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写2、提前xx分钟收取答题卡一、综合题（共60题；共0分）1.如图所示，厚度不计的圆环套在粗细均匀、长度为0.8m的圆柱顶端。
圆环可在园柱上滑动，同时从静止释放，经0.4s圆柱与地相碰，圆柱与地相碰后速度瞬间变为0，且不会倾倒。
（1）求静止释放瞬间，圆柱下端离地的高度（2）若最终圆环离地的距离为0.6m，则圆环与圆柱间的滞动摩擦力是圆环重力的几倍？（3）若圆环速度减为0时，恰好到达地面，则从静止释放时圆环离地的高度为多少？2.如图所示，ABCD是游乐场中的滑道，它位于竖直平面内，由两个半径分别为R1＝10m和R2＝2m的1/4光滑田弧，以及长L＝10m、动摩擦因数＝0.1的水平滑连组成，所有滑道平滑连接，D点恰好在水面上。
游客（可视为质点）可由AB弧的任意位置从静止开始下滑，游客的质量为m＝50kg。
（1）若到达AB弧的末端时速度为5m/s，此时游客对滑道的压力多大？（2）若要保证游客能滑入水中，开始下滑点与B点间网弧所对应的圆心角要足什么条件。
（可用三角函数表示）（3）若游客在C点脱离滑道，求其落水点到D点的距离范围。
3.如图1所示是某质谱仪的模型简化图，P点为质子源，初速度不计的质子经电压加速后从O点垂直磁场边界射入，在边界OS的上方有足够大的垂直纸面的匀强磁场区域，B＝0.2T。
a、b间放有一个宽度为L ab ＝0.1cm的粒子接收器S，oa长度为2m。
质子的比荷，质子经电场、磁场后正好打在接收器上。
（1）磁场的方向是垂直纸面向里还是向外？（2）质子进入磁场的角度范围如图2所示，向左向右最大偏角，所有的质子要打在接收板上，求加速电压的范围（结果保留三位有效数字，取cos80＝0.99, ）。
（3）将质子源P换成气态的碳I2与碳14原子单体，气体在P点电离后均帯一个单位正电（初速度不计），碳12的比荷C／kg，碳14的比荷保持磁感应强度不变，从O 点入射的角度范围不变，加速电压可以在足够大的范围内改变。
高三物理牛顿运动定律与电磁学综合试题答案及解析
高三物理牛顿运动定律与电磁学综合试题答案及解析1.（10分）如图，一个质量为m=2.0×10-11kg，电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。
金属板长L=20cm，两板间距d=10cm。
求：⑴微粒进入偏转电场时的速度v是多大？⑵若微粒射出电场过程的偏转角为θ=30°，并接着进入一个方向垂直与纸面向里的匀强磁场区，则两金属板间的电压U2是多大？⑶若该匀强磁场的宽度为D=10cm，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？【答案】（1）1.0×104m/s；（2）100V；（3）0.2T【解析】（1）带电微粒经加速电场加速后速度为v，根据动能定理=1.0×104m/s（2）带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动。
水平方向：竖直方向：加速度为a，出电场时竖直方向速度为v2得U2=100V（3）带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设微粒轨道半径为R，由几何关系知设微粒进入磁场时的速度为v′由牛顿运动定律及运动学规律得，得：B=0.2T 若带电粒子不射出磁场，磁感应强度B至少为0.2T。
【考点】带电粒子在匀强电场中的偏转以及在匀强磁场中的圆周运动.2.(18分）如图所示，在xOy坐标系第二象限内有一圆形匀强磁场区域，半径为，圆心O′坐标为(- , )，磁场方向垂直xOy平面。
在x轴上有坐标（- ，0)的P点，两个电子a、b以相同的速率v沿不同方向从P点同时射入磁场，电子的入射方向为y轴正方向，b的入射方向与y 轴正方向夹角为。
电子a经过磁场偏转后从y轴上的 Q(0，）点进入第一象限，在第一象限内紧邻y轴有沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为，匀强电场宽为。
已知电子质量为、电荷量为,不计重力及电子间的相互作用。
求：（1）磁场的磁感应强度B的大小（2）b电子在磁场中运动的时间（3）a、b两个电子经过电场后到达x轴的坐标差Δx【答案】（1）（2）（3）【解析】(1) 两电子轨迹如图。
电磁场考试试题及答案
电磁场考试试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 麦克斯韦方程组描述了电磁场的基本规律，下列哪一项不是麦克斯韦方程组中的方程？A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 欧姆定律D. 安培环路定律答案：C2. 在电磁波传播过程中，电场和磁场的相位关系是：A. 相位相同B. 相位相反C. 相位相差90度D. 相位相差180度答案：C3. 根据洛伦兹力定律，带电粒子在磁场中运动时受到的力的方向是：A. 与速度方向相同B. 与速度方向相反C. 与速度方向垂直D. 与磁场方向垂直答案：C4. 以下哪种介质的磁导率不是常数？A. 真空B. 铁C. 铜D. 空气答案：B二、填空题（每题5分，共20分）1. 根据高斯定律，通过任何闭合表面的电通量与该闭合表面所包围的总电荷量成正比，比例常数为____。
答案：\(\frac{1}{\varepsilon_0}\)2. 法拉第电磁感应定律表明，闭合回路中的感应电动势等于通过该回路的磁通量变化率的负值，其数学表达式为 \(\mathcal{E} = -\frac{d\Phi_B}{dt}\)，其中 \(\Phi_B\) 表示____。
答案：磁通量3. 根据安培环路定律，磁场 \(\vec{B}\) 在闭合回路上的线积分等于该回路所包围的总电流乘以比例常数 \(\mu_0\)，其数学表达式为\(\oint \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 I_{\text{enc}}\)，其中\(I_{\text{enc}}\) 表示____。
答案：回路所包围的总电流4. 电磁波在真空中的传播速度为 \(c\)，其值为 \(3 \times 10^8\) 米/秒，该速度也是光速，其物理意义是____。
答案：电磁波在真空中传播的速度三、简答题（每题15分，共40分）1. 简述电磁波的产生机制。
答案：电磁波是由变化的电场和磁场相互作用产生的。
当电场变化时，会在周围空间产生磁场；同样，变化的磁场也会在周围空间产生电场。
电磁场与电磁波精彩试题问题详解
《电磁场与电磁波》试题1一、填空题（每小题1分，共10分）1．在均匀各向同性线性媒质中，设媒质的导磁率为μ，则磁感应强度B ϖ和磁场H ϖ满足的方程为： 。
2．设线性各向同性的均匀媒质中，02=∇φ称为 方程。
3．时变电磁场中，数学表达式H E S ϖϖϖ⨯=称为 。
4．在理想导体的表面， 的切向分量等于零。
5．矢量场)(r A ϖϖ穿过闭合曲面S 的通量的表达式为： 。
6．电磁波从一种媒质入射到理想 表面时，电磁波将发生全反射。
7．静电场是无旋场，故电场强度沿任一条闭合路径的积分等于 。
8．如果两个不等于零的矢量的 等于零，则此两个矢量必然相互垂直。
9．对平面电磁波而言，其电场、磁场和波的传播方向三者符合 关系。
10．由恒定电流产生的磁场称为恒定磁场，恒定磁场是无散场，因此，它可用 函数的旋度来表示。
二、简述题 （每小题5分，共20分）11．已知麦克斯韦第二方程为t B E ∂∂-=⨯∇ϖϖ，试说明其物理意义，并写出方程的积分形式。
12．试简述唯一性定理，并说明其意义。
13．什么是群速？试写出群速与相速之间的关系式。
14．写出位移电流的表达式，它的提出有何意义？三、计算题 （每小题10分，共30分）15．按要求完成下列题目 （1）判断矢量函数y x e xz ey B ˆˆ2+-=ϖ是否是某区域的磁通量密度？（2）如果是，求相应的电流分布。
16．矢量z y x e e e A ˆ3ˆˆ2-+=ϖ，z y x e e eB ˆˆ3ˆ5--=ϖ，求（1）B A ϖϖ+ （2）B A ϖϖ⋅17．在无源的自由空间中，电场强度复矢量的表达式为 ()jkz y x e E e E eE --=004ˆ3ˆϖ（1） 试写出其时间表达式； （2）说明电磁波的传播方向；四、应用题 （每小题10分，共30分）18．均匀带电导体球，半径为a ，带电量为Q 。
试求（1） 球任一点的电场强度 （2）球外任一点的电位移矢量。
高中物理电磁场综合计算模块考试卷+答案详解(人教版)
高中物理电磁场综合计算模块考试卷+答案详解（人教版）一、单选题(36分)1．(6分)当前，电磁炉已走进千家万户，电磁炉是利用电流通过线圈产生的磁场，该磁场会使锅底产生涡流，自行发热，从而加热锅内的食物，下列材料中，可用来制作电磁炉的锅的是（）A.玻璃B.大理石C.不锈钢D.绝缘地胶2．(6分)如图所示，水平直导线中通有向右的恒定电流I，一电子从导线的正下方以水平向右的初速度进入该通电导线产生的磁场中，不计重力，此后电子将（）A.沿直线运动B.向上偏转C.向下偏转D.向纸外偏转3．(6分)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，粒子源S产生一个质量为m，电荷量为q 的带正电的粒子，粒子产生出来时的速度很小，可以看作是静止的，粒子产生出来后经过电压U加速，进入磁感强强度为B的匀强磁场，沿着半圆运动而达到记录它的照相底片P，测得它在P上的位置到入口处S1的距离为x，则下列说法正确的是（）A.对于给定的带电粒子，当磁感应强度B不变时，加速电压U越大，粒子在磁场中运动的时间越长B.对于给定的带电粒子，当磁感应强度B不变时，加速电压U越大，粒子在磁场中运动的时间越短越大C.加速电压U和磁感应强度B一定时，x越大，带电粒子的比荷qm越小D.加速电压U和磁感应强度B一定时，x越大，带电粒子的比荷qm 4．(6分)如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中不可行的是（）A.将线框向左拉出磁场B.以bc边为轴转动（小于60°）C.以ab边为轴转动（小于90°）D.以ad边为轴转动（小于60°）5．(6分)一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬时值的表达式为e=220√2sin100πtV，下列说法中正确的是（）A.频率是100HzB.当t=0时，线圈平面与中性面重合6．(6分)随着社会的发展，磁记录已深入到各个领域，进入千家万户。
高中物理综合训练题(磁场)有答案
高中物理综合训练题（磁场）一、选择题1、空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图1中的正方形为其边界．一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O 点入射．这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子．不计重力．下列说法正确的是( BD ) A ．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 B ．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 C ．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同 D ．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大【解析】 由于粒子比荷相同，由R ＝m vqB 可知速度相同的粒子轨迹半径相同，运动轨迹也必相同，B 正确；对于入射速度不同的粒子在磁场中可能的运动轨迹如图所示，由图可知，粒子的轨迹直径不超过磁场边界一半时转过的圆心角都相同，运动时间都为半个周期，而由T ＝2πmqB 知所有粒子在磁场运动周期都相同，故A 、C 皆错误；再由t ＝θ2πT ＝θmqB可知D 正确。
2、如图2所示，分布在半径为r 的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里．电量为q 、质量为m 的带正电的粒子从磁场边缘A 点沿圆的半径AO 方向射入磁场，离开磁场时速度方向偏转了60°.由此可知( BD )A ．粒子进入磁场后必将在AO 下方离开磁场区域B ．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为3rC ．带电粒子在磁场中运动的时间为其周期的13D ．若仅改变粒子的带电性质，则粒子离开磁场时的速度方向依旧将偏转60°【解析】 粒子带正电、故沿AO 方向射入磁场后将向上偏转，A 错误；带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动如图所示，由几何关系可得其半径为R ＝3r ，B 正确；由于带电粒子离开磁场时速度方向偏转了60°，可得其圆周运动的圆心角也为60°，故在磁场中运动的时间为其周期的16，C 错误；若仅改变粒子的带电性质，则粒子在磁场中的偏转方向将发生改变，但对其他条件没有影响，D 正确．图1图23、如图3所示，在xOy 平面内，匀强电场的方向沿x 轴正向，匀强磁场的方向垂直于纸面向里．一电子在xOy 平面内运动时，速度方向保持不变．则电子的运动方向沿( C ) A ．x 轴正向 B ．x 轴负向 C ．y 轴正向D ．y 轴负向【解析】 速度方向不变，则合外力为零，对电子受力分析如图所示，根据左手定则，判断电子的运动方向为沿y 轴正向．4、如图4所示，粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带电的小球，整个装置处在由水平匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场组成的足够大的复合场中，小球由静止开始下滑，在整个运动过程中小球的v －t 图象如下图所示，其中正确的是()【解析】 对带电小球进行受力分析如图所示，刚开始速度v 比较小，F 洛＝q v B 比较小，F ＞F 洛，G －F f ＝ma ，即ma ＝G －μ(F －q v B )，随着速度v 的不断增大，a 也不断增大．当F ＝F 洛时，a 最大，为重力加速度g .再随着速度v 的不断增大，F ＜F 洛即ma ＝G －μ(q v B －F )，加速度a 不断减小，当a 减到零时，G ＝F f ，再往后做匀速运动．5、如图5所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d 水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a 开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于a 、b 之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b 、c (位于磁场中)和d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b 、F c 和F d ，则( ) A ．F d ＞F c ＞F b B ．F c ＜F d ＜F b C ．F c ＞F b ＞F dD ．F c ＜F b ＜F d【解析】 线圈自由下落，到b 点受安培力，线圈全部进入磁场，无感应电流，则线圈不受安培力作用，线圈继续加速，到d 点出磁场时受到安培力作用，由F ＝B 2L 2v R知，安培力和线圈的速度成正比，D 项对．二、计算题6、如图6所示，在坐标系xOy 中，y 轴左方有垂直于纸面向外的匀强磁场，y 轴右方没有磁场，在坐标为(－d,0)的A 处放一粒子源，向各方向放出质量为m ，电荷量为＋q ，速度为v 的粒子流．要使粒子恰好不能打到y 轴右方，磁感应强度B 0应为多大？【解析】 (1)要使带电粒子恰好不能打到y 轴右方，则其在磁场中运动半径为r 0＝d2由q v B 0＝m v 2r 0，解得B 0＝2m vqd .图3图4图57、如图7所示，电源电动势E 0＝15 V ，内阻r 0＝1 Ω，电阻R 1＝30 Ω，R 2＝60 Ω.间距d ＝0.2 m 的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B ＝1 T 的匀强磁场．闭合开关S ，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度v ＝0.1 m/s 沿两板间中线水平射入板间．设滑动变阻器接入电路的阻值为R x ，忽略空气对小球的作用，取g ＝10 m/s 2. (1)当R x ＝29 Ω时，电阻R 2消耗的电功率是多大？(2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角 为60°，则R x 是多少？【解析】 (1)设R 1和R 2的并联电阻为R ，有：R ＝R 1R 2R 1＋R 2①R 2两端的电压为：U ＝E 0Rr 0＋R ＋R x ②R 2消耗的电功率为：P ＝U 2R 2③当R x ＝29 Ω时，联立①②③式，代入数据，解得： P ＝0.6 W ．④(2)设小球质量为m ，电荷量为q ，小球做匀速圆周运动时，有： qE ＝mg ⑤E ＝U d⑥设小球做圆周运动的半径为r ，有：q v B ＝m v 2r⑦由几何关系有：r ＝d ⑧联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据，解得： R x ＝54 Ω.⑨8、如图8甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 竖直放置，其宽度L ＝1 m ，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M 与P 之间连接阻值为R ＝0.40 Ω的电阻，质量为m ＝0.01 kg 、电阻为r ＝0.30 Ω的金属棒ab 紧贴在导轨上．现使金属棒ab 由静止开始下滑，下滑过程中ab 始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x 与时间t 的关系如图8乙所示，图象中的OA 段为曲线，AB 段为直线，导轨电阻不计，g ＝10 m/s 2(忽略ab 棒运动过程中对原磁场的影响)，试求： (1)当t ＝1.5 s 时，重力对金属棒ab 做功的功率；(2)金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内，电阻R 上产生的热量； (3)磁感应强度B 的大小。
《电磁场与电磁波》试题1电磁场与...
《电磁场与电磁波》试题1一、填空题（每小题1分，共10分）1．在均匀各向同性线性媒质中，设媒质的导磁率为μ，则磁感应强度B和磁场H满足的方程为：B = uH 。
2．设线性各向同性的均匀媒质中，02=∇φ称为 拉普拉斯方程。
3．时变电磁场中，数学表达式H E S⨯=称为坡印延矢量 。
4．在理想导体的表面， 电场强度 的切向分量等于零。
5．矢量场)(r A穿过闭合曲面S 的通量的表达式为：fs A(r)dS6．电磁波从一种媒质入射到理想 电离媒质 表面时，电磁波将发生全反射。
7．静电场是无旋场，故电场强度沿任一条闭合路径的积分等于 O 。
8．如果两个不等于零的矢量的 叉乘 等于零，则此两个矢量必然相互垂直。
9．对平面电磁波而言，其电场、磁场和波的传播方向三者符合 两两垂直 关系。
10．由恒定电流产生的磁场称为恒定磁场，恒定磁场是无散场，因此，它可用 函数的旋度来表示。
二、简述题 （每小题5分，共20分）11．已知麦克斯韦第二方程为t B E ∂∂-=⨯∇，试说明其物理意义，并写出方程的积分形式。
磁场变化率的负值等于电场强度的旋度 12．试简述唯一性定理，并说明其意义。
13．什么是群速？试写出群速与相速之间的关系式。
14．写出位移电流的表达式，它的提出有何意义？三、计算题 （每小题10分，共30分）15．按要求完成下列题目（1）判断矢量函数yx e xz e y B ˆˆ2+-= 是否是某区域的磁通量密度？（2）如果是，求相应的电流分布。
16．矢量zy x e e e A ˆ3ˆˆ2-+=，z y x e e e B ˆˆ3ˆ5--=，求（1）BA+（2）BA⋅17．在无源的自由空间中，电场强度复矢量的表达式为 ()jkzy x e E e E e E --=004ˆ3ˆ（1） 试写出其时间表达式；（2） 说明电磁波的传播方向；四、应用题 （每小题10分，共30分）18．均匀带电导体球，半径为a ，带电量为Q 。
[必刷题]2024高二物理下册电磁场专项专题训练(含答案)
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[必刷题]2024高二物理下册电磁场专项专题训练（含答案）试题部分一、选择题：1. 在电磁场中，下列哪个物理量是标量？（）A. 电场强度B. 磁感应强度C. 电压D. 电流密度2. 一个电子以速度v垂直射入匀强磁场中，下列关于电子运动的说法正确的是？（）A. 电子将做匀速直线运动B. 电子将做匀速圆周运动C. 电子将做变速直线运动D. 电子将做变速圆周运动3. 在LC振荡电路中，电容器放电过程是下列哪个过程？（）A. 电场能转化为磁场能B. 磁场能转化为电场能C. 电场能转化为动能D. 动能转化为电场能4. 下列关于电磁波的说法，错误的是？（）A. 电磁波是横波B. 电磁波的传播速度与频率无关C. 电磁波在真空中传播速度为3×10^8 m/sD. 电磁波在介质中的传播速度大于在真空中的传播速度5. 一个带电粒子在电场中运动，下列哪个物理量是不变的？（）A. 速度B. 动能C. 电势能D. 动量6. 下列关于磁场线的说法，正确的是？（）A. 磁场线从磁体的北极出发，回到南极B. 磁场线从磁体的南极出发，回到北极C. 磁场线是闭合曲线D. 磁场线在任何位置都与磁场方向垂直7. 在电磁感应现象中，下列哪个条件是必须满足的？（）A. 闭合回路B. 磁通量不变C. 导体做匀速直线运动D. 导体与磁场方向平行8. 下列关于电磁场的说法，正确的是？（）A. 电场和磁场总是相互垂直B. 电场和磁场总是相互平行C. 电磁场是由电场和磁场相互叠加而成的D. 电磁场是由电场和磁场相互抵消而成的9. 一个电子在匀强磁场中做圆周运动，下列关于电子运动周期的说法，正确的是？（）A. 与电子的速度成正比B. 与电子的速度成反比C. 与磁感应强度成正比D. 与磁感应强度成反比10. 下列关于电磁波谱的说法，错误的是？（）A. 电磁波谱包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线B. 可见光的波长范围在400~700纳米之间C. 红外线的波长比可见光长D. 无线电波的频率比微波高二、判断题：1. 电磁波在传播过程中，电场强度和磁场强度的大小始终相等。
高中物理磁场综合练习及答案
高中物理磁场综合练习及答案一、选择题本题10小题，每小题5分，共50分一.质子通过一个没有偏转的空间a.可能存在电场和磁场，它们的方向与质子运动方向相同b、在这个空间中可能有一个磁场，它与质子的速度方向平行c.此空间可能只有磁场，方向与质子运动速度的方向垂直d、这个空间可能有正交的电场和磁场，其方向与质子速度的方向垂直答案abd从分析角度来看，带正电的质子不会在空间中偏转，可能不会受到力的影响，可能会受到力平衡的影响，或者可能会受到与速度方向相同的外力的影响2.两个绝缘导体环aa′、bb′大小相同，环面垂直，环中通有相同大小的恒定电流，如图1所示，则圆心o处磁感应强度的方向为aa′面水平，bb′面垂直纸面a、指向左上角b.指向右下方c、垂直向上d.水平向右回答a3.关于磁感应强度b，下列说法中正确的是a、磁场中B点的大小与放置在该点的试验电流元件的情况有关b.磁场中某点b的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力的方向一致c、当磁场中某一点的试验电流元件不受磁场力影响时，该点的B值为零d.在磁场中磁感线越密集的地方，b值越大答案D解析磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与试探电流元无关.而磁感线可以描述磁感应强度，疏密程度表示大小.4.关于带电粒子在均匀磁场中的运动，下面的说法是正确的，不考虑其他场力的重力a.可能做匀速直线运动b、有可能以匀速变化的直线运动c.可能做匀变速曲线运动d、只能做匀速圆周运动答案a分析了在均匀磁场中运动的带电粒子所受的洛伦兹力与速度方向和磁场方向之间的夹角有关。
当速度方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力或其他力的影响。
此时，它将沿均匀的直线移动，因此a项是正确的，因为洛伦兹力的方向始终垂直于速度的方向，改变速度的方向也会改变洛伦兹力的方向。
因此，洛伦兹力是一种可变力，粒子不能匀速运动，所以B和C是错误的，只有当速度方向与磁场方向垂直时，带电粒子才能匀速圆周运动，所以D项中的“仅”是错误的5.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图2所示.这台加速器由两个铜质d形盒d1、d2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是a、离子从加速器中心附近进入加速器b.离子由加速器的边缘进入加速器c、离子从磁场中获得能量d.离子从电场中获得能量应答广告解析本题源于课本而又高于课本，既考查考生对回旋加速器的结构及工作原理的掌握情况，又能综合考查磁场和电场对带电粒子的作用规律.由r=mvqb知，随着被加速离子的速度增大，离子在磁场中做圆周运动的轨道半径逐渐增大，所以离子必须由加速器中心附近进入加速器，a项正确，b项错误;离子在电场中被加速，使动能增加;在磁场中洛伦兹力不做功，离子做匀速圆周运动，动能不改变.磁场的作用是改变离子的速度方向，所以c项错误，d项正确.6.如图3所示，带负电的油滴以水平向右的速度V沿一个方向垂直于纸张表面向外进入均匀磁场B后，保持原始速度并沿均匀直线移动。
高中电磁场中综合试题
电磁场综合试题二一、选择题（每题4分共48分 ） 班级 姓名 1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是（ ）A 、磁感线从磁体的N 极出发，终止于S 极B 、磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C 、沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D 、在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小2．如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S 1＞S 2= S 3，且 “3”线圈在磁铁的正中间。
设各线圈中的磁通量依次为φ1、φ2、φ3则它们的大小关系是：（ ）A 、φ1>φ2>φ3B 、φ1>φ2=φ3C 、φ1<φ2<φ3D 、φ1<φ2=φ33．质量为m 、带电量为q 的小球，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感强度为B ，如图所示。
若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是：（ ）A 、小球带正电B 、小球在斜面上运动时做匀加速直线运动C 、小球在斜面上做加速度增大的变加速直线运动D 、小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为mg cos θ／Bq4．长为L ，间距也为L 的两平行金属板间有垂直向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B ，今有质量为m 、带电量为q 的正离子从平行板左端中点以平行于金属板的方向射入磁场。
欲使离子不打在极板上，入射离子的速度大小应满足的条件是：（ ）A 、m qBL v 4<B 、m qBL v 45>C 、m qBL v >D 、mqBL v m qBL 454<< 5．如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图．速度选择器（也称滤速器）中场强E 的方向竖直向下，磁感应强度B 1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B 2的方向垂直纸面向外．在S 处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E 和B 1入射到速度选择器中，若m 甲= m 乙< m 丙= m 丁，v 甲< v 乙= v 丙< v 丁，在不计重力的情况下，则分别打在P 1、P 2、P 3、P 4四点的离子分别是 ：（ ）A ．甲乙丙丁；B ．甲丁乙丙；C ．丙丁乙甲；D ．甲乙丁丙6．两个闭合的金属环，穿在一根光滑的绝缘杆上，如图所示，当条形磁铁的S 极自右向左插向圆环时，环的运动情况是：（ ）A ．两环同时向左移动，间距增大B ．两环同时向左移动，间距变小C ．两环同时向右移动，间距变小D ．两环同时向左移动，间距不变7．如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd 在细长磁铁的N 极附近竖直下落，保持bc 边在纸外，ad 边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ．在这个过程中，线圈中的感应电流（ ）S NS B 2 P 1 P 2P 3 P 4 B 1t φ u 0 -u o T /2 T 3T /2 2T A ．始终沿abcd 方向 B ．始终沿dcba 方向C ．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd 方向，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba 方向D ．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba 方向，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd 方向8、如图，正方形容器处于匀强磁场中，一束电子从孔a 垂直于磁场沿ab 射入容器中，其中一部分从c 孔射出，另一部分从d 孔射出．下列判断正确的是（ ）A ．从两孔射出的电子速率之比1:2:=d c v vB ．从两孔射出的电子动能之比1:2:=d c E EC ．从两孔射出的电子在容器中运动所用时间之比2:1:=d c t tD ．从两孔射出的电子在容器中运动时的向心加速度之比2:1:=d c a a9、 如图所示，虚线a 、b 、c 是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带负电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P 、Q 是轨迹上的两点．下列说法中正确的是（ ） A ．带电质点通过P 点时的加速度比通过Q 点时小 B ．三个等势面中，等势面a 的电势最低C ．带电质点通过P 点时的动能比通过Q 点时小D ．带电质点通过P 点时的电势能比通过Q 点时小10．如图所示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P 点且恰好处于静止状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，下列判断正确的是（ ）A ．带电油滴将沿竖直方向向上运动B ．电容器将被充电C ．P 点的电势将降低D ．带电油滴在Ｐ点的电势能将减少11.a 、b 、c 三个相同带正电粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b 恰好飞出电场，由此可以肯定（ ）A ．在b 飞离电场的同时，a 刚好打在负极板上B ．b 和c 同时飞离电场C ．进入电场时，c 的速度最大，a 的速度最小D ．动能的增量相比，c 的最小，a 和b 的一样大 12. 如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。
电磁场考试试题及答案
电磁波考题整理一、填空题1.某一矢量场，其旋度处处为零，则这个矢量场可以表示成某一标量函数的（梯度）形式。
2.电流连续性方程的积分形式为（⎰⎰∙s dSj=-dtdq）3. 两个同性电荷之间的作用力是（相互排斥的）。
4. 单位面积上的电荷多少称为（面电荷密度）。
5.静电场中，导体表面的电场强度的边界条件是：（D1n-D2n=ρs）6.矢量磁位A和磁感应强度B之间的关系式：（B=▽x A）7. .E（Z，t）=e x E m sin（wt-kz-）+ e y E m cos（wt-kz+），判断上述均匀平面电磁波的极化方式为：（圆极化）（应该是90％确定）8. 相速是指均匀平面电磁波在理想介质中的传播速度。
9.根据电磁波在波导中的传播特点，波导具有（HP）滤波器的特点。
（HP，LP，BP三选一）10.根据电与磁的对偶关系，我们可以由电偶极子在远区场的辐射场得到（磁偶极子）在远区产生的辐射场11.电位移矢量D=ε0E+P在真空中P的值为（0）12.平板电容器的介质电容率ε越大，电容量越大。
13.恒定电容不会随时间（变化而变化）14.恒定电场中沿电源电场强度方向的闭合曲线积分在数值上等于电源的（电动势）15. 电源外媒质中电场强度的旋度为0。
16.在给定参考点的情况下，库伦规范保证了矢量磁位的（散度为零）17.在各向同性媚质中，磁场的辅助方程为(D=εE, B=μH, J=σE)18.平面电磁波在空间任一点的电场强度和磁场强度都是距离和时间的函数。
19. 时变电磁场的频率越高，集肤效应越明显。
20. 反映电磁场中能量守恒与转换规律的定理是坡印廷定理。
二、名词解释1. 矢量：既存在大小又有方向特性的量2.反射系数：分界面上反射波电场强度与入射波电场强度之比3. TEM波：电场强度矢量和磁场强度矢量均与传播方向垂直的均匀平面电磁波4.无散场：散度为零的电磁场,即·=0。
5.电位参考点：一般选取一个固定点，规定其电位为零，称这一固定点为参考点。
2019 年静电场电磁场综合题及答案解析
[综合提升练]1.如图所示，均可视为质点的三个物体A 、B 、C 在倾角为30°的光滑斜面上，A 与B 紧靠在一起，C 紧靠在固定挡板上，质量分别为m A ＝0.43 kg ，m B ＝0.20 kg ，m C ＝0.50 kg ，其中A 不带电，B 、C 的电量分别为q B ＝＋2×10－5 C 、q C ＝＋7×10－5 C 且保持不变，开始时三个物体均能保持静止．现给A 施加一平行于斜面向上的力F ，使A 做加速度a ＝2.0 m/s 2的匀加速直线运动，经过时间t ，力F 变为恒力．已知静电力常量k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，g 取10 m/s 2.求：(1)开始时BC 间的距离L ； (2)F 从变力到恒力需要的时间t ；(3)在时间t 内，力F 做功W F ＝2.31 J ，求系统电势能的变化量ΔE p . 【解析】 (1)ABC 静止时，以AB 为研究对象有： (m A ＋m B )g sin 30°＝kq C q BL 2解得：L ＝2.0 m.(2)给A 施加力F 后，AB 沿斜面向上做匀加速运动，AB 分离时两者之间弹力恰好为零，对B 用牛顿第二定律得：kq B q Cl 2－m B g sin 30°＝m B a 解得：l ＝3.0 m由匀加速运动规律得：l －L ＝12at 2解得：t ＝1.0 s.(3)AB 分离时两者仍有相同的速度，在时间t 内对AB 用动能定理得： W F －(m A ＋m B )g (l －L )sin 30°＋W C ＝12(m A ＋m B )v 2又v ＝at ，代入数据解得：W C ＝2.1 J 所以系统电势能的变化量ΔE p ＝－2.1 J. 【答案】 (1)2.0 m (2)1.0 s (3)－2.1 J考点三 电场中的三类图象问题(高频40)命题点1 场强图象2.(2017·课标卷Ⅰ，20)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r 的关系如图所示．电场中四个点a 、b 、c 和d 的电场强度大小分别为E a 、E b 、E c 和E d .点a 到点电荷的距离r a 与点a 的电势φa 已在图中用坐标(r a ，φa )标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷由a 点依次经b 、c 点移动到d 点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为W ab 、W bc 和W cd .下列选项正确的是( )A ．E a ∶E b ＝4∶1B ．E c ∶E d ＝2∶1C ．W ab ∶W bc ＝3∶1D ．W bc ∶W cd ＝1∶3【解析】 A 对：由题图知，a 、b 、c 、d 四个点距点电荷的距离依次增大，且r b ＝2r a ，由E ＝kQr2知，E a ∶E b ＝4∶1.B 错：r d ＝2r c ，由E ＝kQr2知，E c ∶E d ＝4∶1.C 对：在移动电荷的过程中，电场力做的功与电势能的变化量大小相等，则W ab ∶W bc＝q (φa －φb )∶q (φb －φc )＝3∶1.D 错：W bc ∶W cd ＝q (φb －φc )∶q (φc －φd )＝1∶1. 【答案】 AC3．在x 轴上电场强度E 与x 的关系如图所示，O 为坐标原点，a 、b 、c 为x 轴上的点，a 、c 之间的距离为d ，a 、c 两点的电场强度大小均为E 0，则下列说法中正确的是( )A ．φb ＞φa ＝φc ＞φOB ．φO ＞φa ＞φb ＞φcC ．将质子从a 点移到c 点，电场力做功大于eE 0dD ．将质子从a 点移到c 点，质子的电势能增加【解析】 在E -x 图象中，图象与x 轴所围面积表示电势差，由图可以看出x 轴上Oc 段与图线所围面积大于ac 段与图线所围面积，ac 段与图线所围面积大于bc 段与图线所围面积，即U Oc ＞U ac ＞U bc ＞0，所以φO ＞φa ＞φb ＞φc ，故B 正确，A 错误；ac 段与图线所围面积大于E 0d ，即U ac ＞E 0d ，所以将质子从a 点移到c 点，电场力做功大于eE 0d ，故C 正确；将质子从a 点移到c 点，电场力做正功，质子的电势能减少，D 错误．【答案】 BC由场强图象可以得出的信息(1)由匀强电场场强公式E ＝U d ，可以得出E ＝ΔφΔx ，场强E 随x 变化关系的图象与横轴所围的面积表示电势差．若x ＝0处电势为零，可以根据面积比较各点的电势高低．(2)由于F ＝qE ，电场力做功W ＝Fx ＝qEx .场强E 随x 变化关系的图象与横轴所围的面积与电场力做的功成正比，而电场力做功与电势能变化相关，因此可得出电荷沿x 轴移动时电势能变化情况．命题点2 电势图象12.(2018·山东淄博一中高三上学期期中)如图所示，φ-x 图象表示空间某一静电场的电势φ沿x 轴的变化规律，图象关于φ轴对称分布．x 轴上a 、b 两点电场强度在x 方向上的分量分别是E ax 、E bx ，则( )A ．E ax <E bxB ．E ax 沿x 轴负方向，E bx 沿x 轴正方向C ．同一点电荷在a 、b 两点受到的电场力方向一定相反D ．将正电荷沿x 轴从a 点移动到b 点的过程中，其电势能先增加后减小【解析】 由E ＝ΔΦΔx 可知E ax >E bx ，A 错误；由沿着电场线方向电势降低可知，B 正确；由于E ax 和E bx 不是a 、b 两点的总场强，电场线方向不确定，故C 错误；正电荷从a 移到b ，电势能先增加后减小，D 正确．【答案】 BD由电势图象可以得出的信息由匀强电场场强公式E ＝U d ，可以得出E ＝ΔφΔx ，所以电势φ与位置x 之间的关系图象的切线的斜率表示电场强度．由电势图象的切线的斜率可比较对应各点电场强度的大小．命题点3 电势能图象13.(2014·安徽卷，17)一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动．取该直线为x 轴，起始点O 为坐标原点，其电势能E p 与位移x 的关系如图所示，下列图象中合理的是( )【解析】 带电粒子在电场中运动时，其电势能的变化规律是非线性的．由E p -x 图象知，带电粒子的电势能不是均匀变化的，由斜率k ＝ΔE pΔx ＝F ＝q ·E 可知静电力不能为恒力，故选项A 错误；带电粒子仅受静电力作用，故电势能和动能相互转化，电势能的减少量等于动能的增加量，即动能增加得越来越慢，故选项B 错误；由于静电力不是恒力，加速度a 应该越来越小，故选项C 错误，选项D 正确． 【答案】 D由电势能图象可以得出的信息在E p -x 图象中，斜率的绝对值k ＝ΔE p Δx ＝q ·ΔUΔx＝q ·E ，表示电场力大小．考点五 等分法的灵活应用(高频42)解决匀强电场中电势差与电场强度关系时应抓住“一式二结论” (1)一式：E ＝U d ＝W 电qd ，其中d 是沿电场强度方向上的距离．(2)二结论：结论1 匀强电场中的任一线段AB 的中点C 的电势，等于φC ＝φA ＋φB2，如图甲所示．结论2匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则U AB＝U CD(或φA－φB＝φC－φD)，如图乙所示．命题点等分法的灵活应用1．(2017·课标卷Ⅲ，21)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V．下列说法正确的是()A．电场强度的大小为2.5 V/cmB．坐标原点处的电势为1 VC．电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD．电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV解决此类题目可依下列步骤：(1)连线(连接电势最低点与最高点)；(2)求电势差(如U bd＝φb－φd)；(3)等分(如将bd五等分)；(4)连等势点，找等势线(面).18.(2014·课标卷Ⅰ，25)如图，O 、A 、B 为同一竖直平面内的三个点，OB 沿竖直方向，∠BOA ＝60°，OB ＝32OA ，将一质量为m 的小球以一定的初动能自O 点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过A 点．使此小球带电，电荷量为q (q ＞0)，同时加一匀强电场，场强方向与△OAB 所在平面平行．现从O 点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了A 点，到达A 点时的动能是初动能的3倍；若该小球从O 点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过B 点，且到达B 点时的动能为初动能的6倍，重力加速度大小为g .求：(1)无电场时，小球到达A 点时的动能与初动能的比值； (2)电场强度的大小和方向．【解析】 (1)设小球的初速度为v 0，初动能为E k0，从O 点运动到A 点的时间为t ，令OA ＝d ，则OB ＝32d ，根据平抛运动的规律有d sin 60°＝v 0t ① d cos 60°＝12gt 2②又有E k0＝12m v 20③由①②③式得E k0＝38mgd ④设小球到达A 点时的动能为E k A ，则 E k A ＝E k0＋12mgd ⑤由④⑤式得 E k A E k0＝73.⑥ (2)加电场后，小球从O 点到A 点和B 点，高度分别降低了d 2和3d2，设电势能分别减小ΔE p A和ΔE p B ，由能量守恒及④式得ΔE p A ＝3E k0－E k0－12mgd ＝23Ek0⑦ΔE p B ＝6E k0－E k0－32mgd ＝E k0⑧在匀强电场中，沿任一直线，电势的降落是均匀的，设直线OB 上的M 点与A 点等电势，M 与O 点的距离为x ，如图，则有x 32d ＝ΔE p A ΔE p B ⑨ 解得x ＝d ，MA 为等势线，电场必与其垂线OC 方向平行，设电场强度方向与竖直向下的方向的夹角为α，由几何关系可得α＝30°⑩即电场强度方向与竖直向下的方向的夹角为30°. 设电场强度的大小为E ，有 qEd cos 30°＝ΔE p A ⑪ 由④⑦⑪式得E ＝3mg6q. 【答案】 (1)73 (2)3mg6q电场方向与竖直向下的方向的夹角为30°2．(2014·课标卷Ⅰ，21)如图，在正点电荷Q 的电场中有M 、N 、P 、F 四点，M 、N 、P 为直角三角形的三个顶点，F 为MN 的中点，∠M ＝30°.M 、N 、P 、F 四点处的电势分别用φM 、φN 、φP 、φF 表示．已知φM ＝φN ，φP ＝φF ，点电荷Q 在M 、N 、P 三点所在平面内，则( )A ．点电荷Q 一定在MP 的连线上B ．连接PF 的线段一定在同一等势面上C ．将正试探电荷从P 点搬运到N 点，电场力做负功D ．φP 大于φM【解析】 由φM ＝φN ，可知点电荷Q 一定在MN 连线的中垂线上，过F 作MN 的垂线交MP 与O 点，设MF ＝FN ＝l ，则由几何关系MO ＝l cos 30°＝233l ，FO ＝l tan 30°＝33l ，OP ＝MP －MO ＝MN cos 30°－233l ＝33l ，即FO ＝OP ＝33l ，ON ＝OM ＝233l ，故点电荷Q 一定在MP 的连线上的O 点，选项A 正确；点电荷形成的电场的等势面是以点电荷为球心的同心球面，直线不可能在球面上，故选项B 错误；由图可知OF <OM ，故φF ＝φP ＞φM ＝φN ，将正试探电荷从高电势搬运到低电势，电场力做正功，选项C 错、D 对．【答案】AD3.(2016·课标卷Ⅰ，20)如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知()A．Q点的电势比P点高B．油滴在Q点的动能比它在P点的大C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小【解析】带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直平面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称，可以判断合力的方向竖直向上，而重力方向竖直向下，可知电场力的方向竖直向上，运动电荷是负电荷，所以匀强电场的方向竖直向下，所以Q点的电势比P点高，带负电的油滴在Q点的电势能比它在P点的小，在Q点的动能比它在P 点的大，故A、B正确，C错误．在匀强电场中电场力是恒力，重力也是恒力，所以合力是恒力，所以油滴的加速度恒定，故D错误．【答案】AB5.如图所示，在水平地面上竖直固定一绝缘弹簧，弹簧中心直线的正上方固定一个带电小球Q，现将与Q带同种电荷的小球P从直线上的N点由静止释放，在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，下列说法中正确的是()A．小球P的电势能先减小后增加B．小球P与弹簧组成的系统机械能一定增加C．小球动能的减少量等于电场力和重力做功的代数和D．小球P速度最大时所受弹簧弹力和电场力的合力为零【解析】在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，电场力对小球P一直做正功，小球P的电势能一直减小，小球P与弹簧组成的系统机械能一定增加，B正确，A错误；小球动能的减少量等于弹簧弹力、电场力和重力做功的代数和，C 错误；小球P 速度最大时所受重力、弹簧弹力和电场力的合力为零，D 错误．【答案】 B[综合提升练]11．(2018·山东烟台高三上学期期中)在竖直面内建立xOy 坐标系，坐标系内有一沿水平方向的匀强电场．一质量为m 、电荷量为－q 的带电液滴，从P 点由静止开始沿直线运动到坐标原点时，速度大小为v .已知重力加速度大小为g ，P 点的纵坐标为y ，求：(1)P 、O 两点间的电势差； (2)电场强度的大小．【解析】 (1)从P 到O 过程，由动能定理得： mgy ＋qU ＝12m v 2－0，解得：U ＝m v 2－2mgy2q.(2)液滴在竖直方向做自由落体运动： y ＝12gt 2，v y ＝gt ， 在水平方向，液滴做初速度为零的匀加速直线运动， v 0＝at ＝qEmt ，液滴到达O 点的速度：v ＝v 20＋v 2y ，解得：E ＝mg qv 22gy－1. 【答案】 (1)m v 2－2mgy 2q (2)mgqv 22gy－1 12．如图所示，水平绝缘粗糙的轨道AB 与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC 平滑连接，半圆形轨道的半径R ＝0.4 m ，在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度E ＝1.0×104 N/C.现有一电荷量q ＝＋1.0×10－4C ，质量m ＝0.1 kg 的带电体(可视为质点)，在水平轨道上的P 点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C ，然后落至水平轨道上的D 点(图中未画出)．取g ＝10 m/s 2.试求：(1)带电体运动到圆形轨道B 点时对圆形轨道的压力大小； (2)D 点到B 点的距离x DB ；(3)带电体在从P 开始运动到落至D 点的过程中的最大动能．(结果保留3位有效数字)【解析】 (1)设带电体通过C 点时的速度为v C ，依据牛顿第二定律有mg ＝m v 2CR，解得v C ＝2.0 m/s.设带电体通过B 点时的速度为v B ，轨道对带电体的支持力大小为F B ，带电体在B 点时，根据牛顿第二定律有F B －mg ＝m v 2BR.带电体从B 运动到C 的过程中，根据动能定理有 －mg ×2R ＝12m v 2C －12m v 2B联立解得F B ＝6.0 N ，根据牛顿第三定律，带电体对轨道的压力F B ′＝6.0 N.(2)设带电体从最高点C 落至水平轨道上的D 点经历的时间为t ，根据运动的分解有2R ＝12gt 2， x DB ＝v C t －12Eq mt 2. 联立解得x DB ＝0.(3)由P 到B 带电体做加速运动，故最大速度一定出现在从B 经C 到D 的过程中，在此过程中只有重力和电场力做功，这两个力大小相等，其合力与重力方向成45°夹角斜向右下方，故最大速度必出现在B 点右侧对应圆心角为45°处．设带电体的最大动能为E km ，根据动能定理有 qER sin 45°－mgR (1－cos 45°)＝E km －12m v 2B ，代入数据解得E km ≈1.17 J.【答案】 (1)6.0 N (2)0 (3)1.17 J5．(2017·课标卷Ⅰ，25)真空中存在电场强度大小为E 1的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v 0.在油滴处于位置A 时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变．持续一段时间t 1后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到B 点．重力加速度大小为g .(1)求油滴运动到B 点时的速度．(2)求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的t 1和v 0应满足的条件．已知不存在电场时，油滴以初速度v 0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B 、A 两点间距离的两倍．【解析】 (1)设油滴质量和电荷量分别为m 和q ，油滴速度方向向上为正．油滴在电场强度大小为E 1的匀强电场中做匀速直线运动，故匀强电场方向向上．在t ＝0时，电场强度突然从E 1增加至E 2时，油滴做竖直向上的匀加速运动，加速度方向向上，大小a 1满足qE 2－mg ＝ma 1① 油滴在时刻t 1的速度为 v 1＝v 0＋a 1t 1②电场强度在时刻t 1突然反向，油滴做匀变速运动，加速度方向向下，大小a 2满足 qE 2＋mg ＝ma 2③油滴在时刻t 2＝2t 1的速度为 v 2＝v 1－a 2t 1④ 由①②③④式得 v 2＝v 0－2gt 1⑤【答案】 (1)v 0－2gt 1 (2)见解析6．(2013·课标卷Ⅰ，16)一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d ，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)．小孔正上方d2处的P 点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回．若将下极板向上平移d3，则从P 点开始下落的相同粒子将( )A ．打到下极板上B ．在下极板处返回C ．在距上极板d2处返回D ．在距上极板25d 处返回【解析】 带电粒子在重力作用下下落，此过程中重力做正功，当带电粒子进入平行板电容器时，电场力对带电粒子做负功，若带电粒子在下极板处返回，由动能定理得mg (d2＋d )－qU ＝0；若电容器下极板上移d3，设带电粒子在距上极板d ′处返回，则重力做功W G ＝mg (d2＋d ′)，电场力做功W 电＝－qU ′＝－q d ′(d －d 3)U ＝－q 3d ′2dU ，由动能定理得W G ＋W电＝0，联立各式解得d ′＝25d ，选项D 正确．【答案】 D命题点2 利用类平抛运动规律处理偏转运动问题8．(2017·课标卷Ⅱ，25)如图，两水平面(虚线)之间的距离为H ，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场．自该区域上方的A 点将质量均为m 、电荷量分别为q 和－q (q >0)的带电小球M 、N 先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出．小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开．已知N 离开电场时的速度方向竖直向下；M 在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为N 刚离开电场时动能的1.5倍．不计空气阻力，重力加速度大小为g .求：(1)M 与N 在电场中沿水平方向的位移之比； (2)A 点距电场上边界的高度； (3)该电场的电场强度大小．【解析】 (1)设小球M 、N 在A 点水平射出时的初速度大小为v 0，则它们进入电场时的水平速度仍然为v 0.M 、N 在电场中运动的时间t 相等，电场力作用下产生的加速度沿水平方向，大小均为a ，在电场中沿水平方向的位移分别为s 1和s 2.由题给条件和运动学公式得v 0－at ＝0① s 1＝v 0t ＋12at 2②s 2＝v 0t －12at 2③联立①②③式得s 1s 2＝3.④(2)设A 点距电场上边界的高度为h ，小球下落h 时在竖直方向的分速度为v y ，由运动学公式得v 2y ＝2gh ⑤ H ＝v y t ＋12gt 2⑥M 进入电场后做直线运动，由几何关系知 v 0v y ＝s 1H联立①②⑤⑥⑦式可得 h ＝13H .⑧ (3)设电场强度的大小为E ，小球M 进入电场后做直线运动，则 v 0v y ＝qE mg⑨设M 、N 离开电场时的动能分别为E k1、E k2，由动能定理得 E k1＝12m (v 20＋v 2y )＋mgH ＋qE s 1⑩ E k2＝12m (v 20＋v 2y )＋mgH －qE s 2⑪ 由已知条件 E k1＝1.5E k2⑫联立④⑤⑦⑧⑨⑩⑪⑫式得 E ＝mg2q.⑬ 【答案】 (1)3∶1 (2)13H (3)mg2q3．(2016·海南卷，6)如图，平行板电容器两极板的间距为d ，极板与水平面成45°角，上极板带正电．一电荷量为q (q ＞0)的粒子在电容器中靠近下极板处，以初动能E k0竖直向上射出．不计重力，极板尺寸足够大，若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为( )A.E k04qd B ．E k02qdC.2E k02qdD ．2E k0qd【解析】 根据电荷受力可以知道，粒子在电场中做曲线运动，如图所示：当电场足够大时，粒子到达上极板时速度恰好与上极板平行，如图，将粒子初速度v 0分解为垂直极板的v 0y 和平行极板的v 0x ，根据运动的合成与分解，当分速度v y ＝0时，则粒子的速度正好平行上极板，根据运动学公式：－v 20y ＝－2Eq m d ，由于v 0y ＝v 0cos 45°，E k0＝12m v 20，联立整理得到：E ＝E k02qd，故选项B 正确．【答案】 B12．如图甲所示，长为L 、间距为d 的两金属板A 、B 水平放置，ab 为两板的中心线，一个带电粒子以速度v 0从a 点水平射入，沿直线从b 点射出，若将两金属板接到如图乙所示的交变电压上，欲使该粒子仍能从b 点以速度v 0射出，求：(1)交变电压的周期T 应满足什么条件？(2)粒子从a 点射入金属板的时刻应满足什么条件？【解析】 (1)为使粒子仍从b 点以速度v 0穿出电场，在垂直于初速度方向上，粒子的运动应为：加速，减速，反向加速，反向减速，经历四个过程后，回到中心线上时，在垂直于金属板的方向上速度正好等于零，这段时间等于一个周期，故有L ＝nT v 0，解得T ＝Ln v 0粒子在14T 内离开中心线的距离为y ＝12a ⎝⎛⎭⎫14T 2又a ＝qE m ，E ＝U 0d ，解得y ＝qU 0T 232md在运动过程中离开中心线的最大距离为y m ＝2y ＝qU 0T 216md粒子不撞击金属板，应有y m ≤12d解得T ≤2d 2m qU 0故n ≥L 2d v 0qU 02m ，即n 取大于等于L2d v 0qU 02m的整数． 所以粒子的周期应满足的条件为 T ＝L n v 0，其中n 取大于等于L 2d v 0qU 02m的整数． (2)粒子进入电场的时间应为14T ，34T ，54T ，…故粒子进入电场的时间为t ＝2n －14T (n ＝1,2,3，…)． 【答案】 (1)T ＝L n v 0，其中n 取大于等于L 2d v 0qU 02m的整数 (2)t ＝2n －14T (n ＝1,2,3，…)10．综合应用——考查电磁感应中的力电综合问题如图所示，一个“U”形金属导轨靠绝缘的墙壁水平放置，导轨长L ＝1.4 m ，宽d ＝0.2 m ．一对长L 1＝0.4 m 的等宽金属导轨靠墙倾斜放置，与水平导轨成θ角平滑连接，θ角可在0～60°调节后固定．水平导轨的左端长L 2＝0.4 m 的平面区域内有匀强磁场，方向水平向左，磁感应强度大小B 0＝2 T ．水平导轨的右端长L 3＝0.5 m 的区域有竖直向下的匀强磁场B ，磁感应强度大小随时间以ΔBΔt ＝1.0 T/s 均匀变大．一根质量m ＝0.04 kg 的金属杆MN 从斜轨的最上端静止释放，金属杆与斜轨间的动摩擦因数μ1＝0.125，与水平导轨间的动摩擦因数μ2＝0.5.金属杆电阻R ＝0.08 Ω，导轨电阻不计．(1)求金属杆MN 上的电流大小，并判断方向；(2)金属杆MN 从斜轨滑下后停在水平导轨上，求θ角多大时金属杆所停位置与墙面的距离最大，并求此最大距离x m .【解析】 (1)由电磁感应定律E ＝ΔΦΔt ＝ΔBΔt dL 3由欧姆定律得I ＝ERMN 棒上的电流大小I ＝1.25 A MN 棒上的电流方向：N →M .(2)设导体棒滑出水平磁场后继续滑行x 后停下，由动能定理得mgL 1 sin θ－μ1mgL 1cos θ－μ2(mg ＋B 0Id )(L 2－L 1cos θ)－μ2mgx ＝0代入数据得，0.16sin θ＋0.16cos θ－0.18＝0.2x当θ＝45°时，x 最大 x ＝0.82－0.9＝0.23 mx m ＝L 2＋x ＝(0.4＋0.23) m ＝0.63 m.【答案】 (1)1.25 A N →M (2)45° 0.63 m第2课时变压器电能的输送考点一理想变压器的基本规律及应用(高频60)1.2．变压器的工作原理3．理想变压器各物理量的制约关系命题点1 变压器的基本规律1．(2016·课标卷Ⅰ，16)一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R 1、R 2和R 3的阻值分别为3Ω、1Ω、4Ω，Ⓐ为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定．当开关S 断开时，电流表的示数为I ；当S 闭合时，电流表的示数为4I .该变压器原、副线圈匝数比为( )A ．2B ．3 C.4D ．5【解析】 设该变压器原、副线圈匝数比为k ，当开关S 断开时，原线圈两端电压U 1＝U －IR 1，电流为I 1＝I ，副线圈的电压U 2＝U 1k ＝U －IR 1k ，根据欧姆定律I 2＝kI 1＝U 2R 2＋R 3，当开关S 闭合时，原线圈两端电压U 1′＝U －4IR 1，电流为I 1′＝4I ，副线圈的电压U 2′＝U 1′k ＝U －4IR 1k ，根据欧姆定律I ′2＝kI 1′＝U 2′R 2，综上解得k ＝3，故A 、C 、D 错误，B 正确．【答案】 B2．(2017·北京卷，16)如图所示，理想变压器的原线圈接在u ＝2202sin 100πt (V)的交流电源上，副线圈接有R ＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是( )A ．原线圈的输入功率为220 2 WB ．电流表的读数为1 AC ．电压表的读数为110 2 VD ．副线圈输出交流电的周期为50 s【解析】 理想变压器原线圈两端电压的有效值为U 1＝220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2U 1n 1＝110 V ，即电压表的读数为110 V ，通过负载电阻的电流I 2＝U 2R ＝11055 A ＝2 A ，则副线圈的输出功率P ＝U 2I 2＝110×2 W ＝220 W ，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，为220 W ，故选项A 、C 错误．由n 1I 1＝n 2I 2得I 1＝n 2I 2n 1＝1 A ，即电流表的读数为1 A ，选项B 正确．由u ＝2202sin 100πt (V)可知，角速度ω＝100π rad/s ，原线圈所接交流电的周期T ＝2πω＝0.02 s ，副线圈输出交流电的周期不变，仍为0.02 s ，选项D 错误．【答案】 B(1)变压器公式中的U 1、U 2、I 1、I 2及电表指示数均指有效值．输出功率决定输入功率，输入电压决定输出电压，输出电流决定输入电流．(2)当原线圈中串联内阻(或灯泡)时，u 1为原线圈两端的电压，并非是电源电压． (3)只有一个副线圈的变压器电流与匝数成反比，多个副线圈的变压器没有这种关系.命题点2 交变电流“四值”与理想变压器的综合应用3．(2018·四川五校高三上学期联考)如图甲所示，n 1∶n 2＝1∶2的理想变压器原线圈与水平放置的间距L ＝1 m 的光滑金属导轨相连，导轨处于竖直向下、磁感应强度为B ＝1 T 的匀强磁场中，电阻不计，副线圈接阻值R ＝2 Ω的电阻，与导轨接触良好的电阻r ＝1 Ω、质量m ＝0.02 kg 的导体棒在外力F 的作用下运动，其速度随时间按图乙所示(正弦图线)规律变化，则( )A ．电压表的示数为 2 VB ．电路中的电流方向每秒钟改变5次C ．电阻R 实际消耗的功率为0.125 WD ．在0～0.05 s 的时间内外力F 做功0.48 J【解析】 由题图乙可知ω＝2πT ＝10π rad/s ，导体棒产生的感应电动势的最大值为E m＝BL v m ＝3 2 V ，故电源电动势为e ＝BL v m sin ωt ＝32sin 10πt (V)，电动势的有效值为E ＝E m2＝3 V ，设原线圈的输入电压为U 1，副线圈的输出电压为U 2，原线圈的输入电流为I 1，副线圈的输出电流为I 2，则对含有原线圈的回路由闭合电路欧姆定律有E ＝I 1r ＋U 1，由变压器的工作原理可知U 1U 2＝n 1n 2、I 1I 2＝n 2n 1，对含有副线圈的回路，由欧姆定律有U 2＝I 2R ，由以上式子可解得U 1＝1 V ，A 错误；交变电流的频率为f ＝1T ＝5 Hz ，每个周期内电流方向改变2次，故每秒钟电流方向改变10次，B 错误；电阻R 两端电压U 2＝n 2n 1U 1＝2 V ，通过副线圈的电流I 2＝U 2R ＝1 A ，通过原线圈的电流I 1＝n 2n 1I 2＝2 A ，所以电阻R 实际消耗的功率P ＝U 2I 2＝2 W ，C 错误；在Δt ＝0.05 s ＝T 4时间内，电路产生的焦耳热Q ＝(I 22R ＋I 21r )Δt ＝0.3 J ，根据能量守恒得W 外－Q ＝12m v 2m ，故W 外＝12m v 2m ＋Q ＝0.48 J ，D 正确． 【答案】 D考点二 理想变压器的动态分析(高频61)1．匝数比不变的情况(如图所示)(1)U 1不变，根据U 1U 2＝ n 1n 2 ，输入电压U 1决定输出电压U 2，不论负载电阻R 如何变化，U 2也不变．(2)当负载电阻发生变化时，I 2变化，输出电流I 2决定输入电流I 1，故I 1发生变化． (3)I 2变化引起P 2变化，P 1＝P 2，故P 1发生变化． 2．负载电阻不变的情况(如图所示)(1)U 1不变，n 1n 2发生变化，故U 2变化．(2)R 不变，U 2改变，故 I 2 发生变化．(3)根据P 2＝U 22R ，P 2发生变化，再根据P 1＝P 2，故P 1变化，P 1＝U 1I 1，U 1不变，故I 1发生变化．命题点1 匝数比不变的情况4.(2014·课标卷Ⅱ，21)如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得a 、b 端和c 、d 端的电压分别为U ab 和U cd ，则( )A ．U ab ∶U cd ＝n 1∶n 2B ．增大负载电阻的阻值R ，电流表的读数变小C ．负载电阻的阻值越小，cd 间的电压U cd 越大D ．将二极管短路，电流表的读数加倍【解析】若变压器初级电压为U ab ，则次级电压为U 2＝n 2n 1U ab ；由于二极管的单向导电性使得副线圈中的反向电流为零，由有效值的定义可得U 2cd R T ＝U 22R ·T2解得U cd ＝22U 2，故U ab U cd ＝2n 1n 2，选项A 错误；增大负载的阻值R ，则变压器次级电流减小，则初级电流也减小，即电流表的读数减小，选项B 正确；cd 间的电压由变压器的初级电压决定，与负载电阻R 的大小无关，选项C 错误；若二极管短路则U cd ′＝U 2，则次级电流会加倍，则初级电流也加倍，选项D 正确．【答案】 BD5．(2018·惠州市高三第一次调研)如图是通过变压器降压给用户供电的示意图．变压器输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压可认为不变．输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R 0表示，开关S 闭合后，相当于接入电路中工作的用电器增加．如果变压器上的能量损失可以忽略，则开关S 闭合后，以下说法正确的是( )A ．电表V 1示数不变，V 2示数减小B ．电表A 1、A 2示数均增大C ．变压器的输入功率减小D ．电阻R 1两端的电压减小【解析】 因为输入电压不变，原副线圈的电压之比等于匝数之比，则副线圈的电压也不变，即电压表V 1、V 2的示数不变，A 错误；因为负载增加，则副线圈电路中总电阻减小，副线圈电压不变，则副线圈的电流增大，即A 2的示数增大，所以A 1示数增大，B 正确；原线圈电压不变，原线圈电流增大，由P ＝UI 知变压器的输入功率增大，C 错误；副线圈的。
高中物理电磁场附答案
高中物理电磁场附答案高二物理试题一、选择题(下列各题中的四个选项中，只有一项是正确的。
每题5分，共40分)1(根据麦克斯韦电磁理论，下列说法正确的是:A(电场的周围一定要产生磁场，磁场的周围一定要产生电场B(变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场C(均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场D(振荡电场周围将产生同频率的振荡磁场2(如图所示，一个带负电的物体从粗糙绝缘斜面的表面由静止开始滑下，到达底端时速度为v，若在此空间加一个垂直纸面向里的匀强磁场，使带电体仍从顶端由静止开始滑下，则此带电体到达底端时的速度为:A(大于v B(等于vC(小于v D(无法确定3(如图所示，两个相同的铝环挂在同一根水平光滑的绝缘杆上，将一条形磁铁沿圆环轴线自右向左插入铝坏时，两环的运动情况为:A(同时向左运动，间距变大B(同时向左运动，间距变小C(同时向左运动，间距不变D(a环向左，b环向右4(自感系数为L、直流电阻为零的自感线圈L，与电容为C的电容器及功率为P 的小灯泡A连接在如图甲所示的电路中，若电源电动势为E，内阻不计，开关闭合时，小灯泡正常发光，如果突然断开开关K并开始计时，规定瞬时针方向为正。
则图乙中能正确反映线圈中电流强度i随时间t变化的关系图象为:5(如图所示，竖直光滑导轨上，导体棒ab由静止开始下落，下落过程中棒与导轨接触良好，经过一段时间后，导体棒开始做匀速直线运动，此时合上开关S，则合上开关后的一段时间内导体棒ab将做:A(向下的匀速运动 B(向下的加速运动C(向下的减速运动 D(向上的减速运动6(如图所示的四个图中，a、b为输入端，接交流电源，c、d为输出端，接交流电压表。
则下面输出电压大于输入电压的电路图是:7(如图所示，L为足够大的电感，其直流电阻很小，a和b是完全相同的两个灯泡，则下面现象可能发生的是:A(闭合电键瞬间a、b同时亮，断开电键后b先熄灭B(闭合电键瞬间a、b同时亮，断开电键后a、b同时熄灭C(闭合电键瞬间b光亮，断开电键后b先熄灭D(闭合电键瞬间a先亮，断开电键后a后熄灭U18(在远距离输电过程中，输电电压为，送电功率为P，若输电线的电阻为R，则输电过程中损失的电U2功率?P及用户所得到的电压为:2PRU1U,U,21,,,pPU1RA(2PRU1U,p,,2U1RB(2PRU1U,U,21,,,pPU1RC(2PRPRU,U,,p,212RU11D(二、填空题(每题6分，共30分)9(某LC振荡电路中，振荡电流的变化规律i,0.28cos5000t(A)，若电路中线圈的自感系数L,40mH，则电容器电容C=_____________F，振荡电流的有效值为_____________A。
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电磁场综合试题二
一、选择题（每题4分共48分 ） 班级 姓名
1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是（ ）
A 、磁感线从磁体的N 极出发，终止于S 极
B 、磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向
C 、沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
D 、在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小
2．如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S 1＞S 2= S 3，且 “3”线圈在磁铁的正中间。
设各线圈中的磁通量依次为φ1、φ2、φ3则它们的大小关系是：（ ）
A 、φ1>φ2>φ3
B 、φ1>φ2=φ3
C 、φ1<φ2<φ3
D 、φ1<φ2=φ3
3．质量为m 、带电量为q 的小球，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由
静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感强度为B ，
如图所示。
若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法
中正确的是：（ ）
A 、小球带正电
B 、小球在斜面上运动时做匀加速直线运动
C 、小球在斜面上做加速度增大的变加速直线运动
D 、小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为mg cos θ／Bq
4．长为L ，间距也为L 的两平行金属板间有垂直向里的匀强磁场，如图所
示，磁感应强度为B ，今有质量为m 、带电量为q 的正离子从平行板左端中
点以平行于金属板的方向射入磁场。
欲使离子不打在极板上，入射离子的速
度大小应满足的条件是：（ ）
A 、m qBL v 4<
B 、m qBL v 45>
C 、m qBL v >
D 、m
qBL v m qBL 454<< 5．如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图．速度选择器（也称滤速器）中场强E 的方向竖直向下，磁感应强度B 1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B 2的方向垂直纸面向外．在S 处有甲、
乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E 和B 1入射到速度选择器中，若m 甲
= m 乙< m 丙= m 丁，v 甲< v 乙= v 丙< v 丁，在不计重力的情况下，则分别打在
P 1、P 2、P 3、P 4四点的离子分别是 ：（ ）
A ．甲乙丙丁；
B ．甲丁乙丙；
C ．丙丁乙甲；
D ．甲乙丁丙
6．两个闭合的金属环，穿在一根光滑的绝缘杆上，如图所示，当条形
磁铁的S 极自右向左插向圆环时，环的运动情况是：（ ）
A ．两环同时向左移动，间距增大
B ．两环同时向左移动，间距变小
C ．两环同时向右移动，间距变小
D ．两环同时向左移动，间距不变
7．如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd 在细长磁铁的N 极附近
竖直下落，保持bc 边在纸外，ad 边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位
置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ．在这个过程中，线圈中的
感应电流（ ）
N S
t
u
A ．始终沿abcd 方向
B ．始终沿dcba 方向
C ．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd 方向，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba 方向
D ．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba 方向，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd 方向
8、如图，正方形容器处于匀强磁场中，一束电子从孔a 垂直于磁场沿
ab 射入容器中，其中一部分从c 孔射出，另一部分从d 孔射出．下
列判断正确的是（ ）
A ．从两孔射出的电子速率之比1:2:=d c v v
B ．从两孔射出的电子动能之比1:2:=d c E E
C ．从两孔射出的电子在容器中运动所用时间之比2:1:=d c t t
D ．从两孔射出的电子在容器中运动时的向心加速度之比2:1:=d c a a
9、 如图所示，虚线a 、b 、c 是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带负电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P 、Q 是轨迹上的两点．下列说法中正确的是（ ） A ．带电质点通过P 点时的加速度比通过Q 点时小 B ．三个等势面中，等势面a 的电势最低
C ．带电质点通过P 点时的动能比通过Q 点时小
D ．带电质点通过P 点时的电势能比通过Q 点时小
10．如图所示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P 点且恰好处于静止状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，下列判断正确的是（ ）
A ．带电油滴将沿竖直方向向上运动
B ．电容器将被充电
C ．P 点的电势将降低
D ．带电油滴在Ｐ点的电势能将减少
11.a 、b 、c 三个相同带正电粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b 恰好飞出电场，由此可以肯定（ ）
A ．在b 飞离电场的同时，a 刚好打在负极板上
B ．b 和c 同时飞离电场
C ．进入电场时，c 的速度最大，a 的速度最小
D ．动能的增量相比，c 的最小，a 和b 的一样大 12. 如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。
右极板电势随时间变化的规律如图所示。
电子原来静止在左极板小孔处。
（不计重力作用）下列说法中正确的是（ ）
A.从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上
B.从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动
C.从t=T /4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上
D.从t=3T /8时刻释放电子，电子必将打到左极板上
a b c
d B
13．(4分) 如图为由门电路构成的一简单路灯控制电路，其中R ′为光敏电阻，光照时电阻很小，R 为变阻器，L 为小灯泡．其工作情况是：当光敏电阻不受光照时，小灯泡L 点亮．该逻辑电路是________门电路，要增大该控制电路的灵敏度，可使变阻器R 的阻值________（填“变大”或“变小”）．
14．（10分）如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K 发出（初速
度不计），经灯丝与A 板间的可调加速电压U 1加速，从A 板中心
孔沿中心线KO 射出，然后进入两块平行金属板M 、N 形成的偏转电场中（偏转电场视为匀强电场），电子进入M 、N 间电场时的速度与电场方向垂直．已知M 、N 两板间的电压为U 2=91V ，两板间的距离为d =4cm ，板长为L 1=8cm ，板右端到荧光屏的距离为L 2=20cm ，电子的质量为m =0.91×10-30Kg ，电荷量为e =1.60×10-19C ．①要使被加速的电子均能从M 、N 板的右端穿出，求U 1的最小值．②当U 1=273V 时，电子从偏转电场射出后打在荧光屏上的P 点，求P 到O 点的距离．
15．（10分）如图所示，将一质量为m ，电荷量为+q 的小球固定在绝缘杆的一端，杆的另一端可绕通过O 点的固定轴转动，杆长为L ，杆的质量忽略不计．杆和小球置于场强E =mg /q 的匀强电场中，电场的方向如图所示．将杆拉至水平位置OA ，在此处将小球自由释放．①求杆运动到竖直位置OB 时杆对小球的拉力；②若把杆换成一条等长的绝缘轻绳，同时让电场反向（大小不变），小球从A 点释放后，运动过程的最大速度是多少？
P O
E
16、（12分）如图为某种质谱仪的原理图．电荷量为q、质量为m的带正电粒子从静止开始
经过电压为U的加速电场加速后，进入粒子速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E，方向水平向右．已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点垂直于MN进入偏转磁场．该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场．带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片上的H 点．测得G、H间的距离为L，粒子的重力可忽略不计．求：（1）粒子从加速电场射出时速度v的大小；（2）速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小；（3）偏转磁场的磁感应强度B2的大小．
17(16分)．如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。
左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域及右侧匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向垂直纸面向外和向里。
一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程。
要求：（1）定性画出粒子运动轨迹，并求出粒子在磁场中运动的轨道半径R；（2）中间磁场区域的宽度d；（3）带电粒子从O点开始运动
到第一次回到O点所用时间t。
B B。