高考物理二轮复习 专题升级训练十 电场与磁场综合专题升级训练卷

1、专题升级训练十电场与磁场综合（满分：100分时间：60分钟）一、选择题（本题共8小题，每小题7分，共56分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1（2012·山东德州模拟）如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别固定在椭圆的两个焦点M、N上，A、E两点关于M点对称。下列说法错误的是（）。AA、B两点电势、场强均相同BC、D两点电势、场强均相同CA点的场强小于E点的场强D带正电的试探电荷在O点的电势能小于在E点的电势能2（2012·天津模拟）如图所示，质量为m、带电荷量为q的油滴从空中自由下落t1时间后，进入水平放置的带电极板

2、间，再经过t2时间速度变为零，则极板间电场力对油滴产生的加速度为（不计空气阻力）（）。ABC D3（2012·合肥高三教学质量检测）在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为Q的正点电荷，在水平面上的N点，由静止释放电荷量为q的负检验电荷，其质量为m，该检验电荷经过P点时速度为v，图中60°，规定电场中P点的电势为零。则在Q形成的电场中（）。AN点电势高于P点电势BP点电场强度大小是N点的2倍CN点电势为D检验电荷在N点具有的电势能为mv24点电荷A和B，分别带正电和负电，电荷量分别为4Q和Q，在AB连线上，如图电场强度为零的地方在（）。AA和B之间 BA右侧CB左侧

3、 DA的右侧及B的左侧5如图所示，两个带等量正电荷的小球与水平放置的光滑绝缘杆相连，并固定在垂直纸面向外的匀强磁场中，杆上套有一个带正电的小环，带电小球和小环都可视为点电荷。若将小环由静止从图示位置开始释放，在小环运动的过程中，下列说法正确的是（）。A小环的加速度的大小不断变化B小环的速度将一直增大C小环所受的洛伦兹力一直增大D小环所受的洛伦兹力方向始终不变6（2012·兰州模拟）实验室经常使用的电流表是磁电式仪表。这种电流表的构造如图甲所示。蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的。当线圈通以如图乙所示的电流时，下列说法不正确的是（）。A线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行B线圈

4、转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动C当线圈转到图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上D当线圈转到图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动7空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场，其方向随时间做周期性变化，磁感应强度B随时间t变化的图象如图所示。规定B0时，磁场的方向穿出纸面。一电荷量q5×107 C、质量m5×1010 kg的带电粒子，位于某点O处，在t0时以初速度v0 m/s沿某方向开始运动。不计重力的作用，不计磁场的变化可能产生的一切其他影响。则在磁场变化N个（N为整数）周期的时间内带电粒子的平均速度的大小等于（）。A m/s Bm/sC2 m/s D2 m

5、/s8（2012·北京海淀模拟）在x轴上方有垂直于纸面向外的匀强磁场，同一种带电粒子从O点射入磁场。当入射方向与x轴正向的夹角45°时，速度为v1、v2的两个粒子分别从a、b两点射出磁场，如图所示，当为60°时，为了使粒子从ab的中点c射出磁场，则速度应为（）。A（v1v2） B（v1v2）C（v1v2） D（v1v2）二、非选择题（本题共3小题，共44分）9（14分）（2012·安徽阜阳一中高三模拟）如图甲所示，竖直放置的金属板A、B中间开有小孔，小孔的连线沿水平放置的金属板C、D的中间线，粒子源P可以间断地产生质量为m、电荷量为q的带正电粒子（初速不

6、计），粒子在A、B间被加速后，再进入金属板C、D间偏转并均能从此电场中射出。已知金属板A、B间的电压UABU0，金属板C、D长度为L，间距dL/3。两板之间的电压UCD随时间t变化的图象如图乙所示。在金属板C、D右侧有一个垂直纸面向里的均匀磁场分布在图示的半环形带中，该环带的内、外圆心与金属板C、D的中心O点重合，内圆半径R1L/3，磁感应强度B0。已知粒子在偏转电场中运动的时间远小于电场变化的周期（电场变化的周期T未知），粒子重力不计。图甲 图乙图丙（1）求粒子离开偏转电场时，在垂直于板面方向偏移的最大距离。（2）若所有粒子均不能从环形磁场的右侧穿出，求环带磁场的最小宽度。（3）若原磁场无外

7、侧半圆形边界且磁感应强度B按如图丙所示的规律变化，设垂直纸面向里的磁场方向为正方向。tT/2时刻进入偏转电场的带电微粒离开电场后进入磁场，t3T/4时该微粒的速度方向恰好竖直向上，求该粒子在磁场中运动的时间为多少？10（12分）（2012·河北衡水模拟）在真空中，半径r3×102 m的圆形区域内有匀强磁场，方向如图所示，磁感应强度B0.2 T，一个带正电的粒子，以初速度v0106 m/s从磁场边界上直径ab的一端a射入磁场，已知该粒子的比荷108 C/kg，不计粒子重力。求：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径是多少？（2）若要使粒子飞离磁场时有最大偏转角，求入射时v0方

8、向与ab的夹角及粒子的最大偏转角。11（18分）如图所示，在一底边长为2a，30°的等腰三角形区域（D在底边中点），有垂直纸面向外的匀强磁场。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从D点垂直于EF进入磁场，不计重力和空气阻力的影响。（1）若粒子恰好垂直于EC边射出磁场，求磁场的磁感应强度B为多少？（2）改变磁感应强度的大小，粒子进入磁场偏转后能打到ED板，求粒子从进入磁场到第一次打到ED板的最长时间是多少？（3）改变磁感应强度的大小，可以再延长粒子在磁场中的运动时间，求粒子在磁场中运动的极限时间。（不计粒子与ED板碰撞的作用时间。设粒子与ED板碰

9、撞前后，电荷量保持不变并以相同的速率反弹）参考答案1A解析：取无穷远处电势为零，CD左侧电势均为正值，右侧电势均为负值，CD连线上电势为零，根据等量异种电荷形成的电场的特点可知ECED，故A错误，B正确；两电荷在A处的场强方向相反，在E处场强方向一致，所以EAEE，C正确；由于O点电势为零，E点电势为正值，所以带正电的试探电荷在O点的电势能小于在E点的电势能，D正确。2C解析：设油滴刚要进入平行板时的速率为v，则gt1t2，可得极板间电场力对油滴产生的加速度a，C正确。3C解析：正电荷形成的电场中，距离越远，电势越小，无穷远处电势为零，N点的电势显然小于P点的电势，A错误；孤立电荷Q产生的电场

10、强度Ek，NO2PO，所以P点电场强度的大小是N点电场强度大小的4倍，选项B错误；从N点到P点，电场力做正功Wmv2，检验电荷的电势能减少了W，WqUNPq（PN）mv2，由于P点的电势P0，所以N点的电势为，电荷在P点的电势能为零，从N点到P点，电场力做正功，电势能减少，N点的电势能为mv2，选项D错误。4C解析：因为A带正电，B带负电，所以只有A右侧和B左侧电场强度方向相反，因为QAQB，所以只有B左侧才有可能EA与EB等量反向，因而才可能有EA和EB矢量和为零的情况。5A解析：小环释放后，在电场力的作用下向左加速运动，加速度逐渐减小，到达杆的中点时速度最大，然后向左减速运动，加速度逐渐增

11、大，速度减为零后返回，故选项A对，B错；由于速度大小变化，洛伦兹力的大小也在变，选项C错；小环左右来回运动，洛伦兹力的方向不断改变，选项D错。6C解析：由于磁场是均匀辐向分布的，因此线圈平面始终与磁感线平行，故A正确；线圈转动时，会使弹簧扭动，产生一个阻碍弹簧转动的力，故B正确；当线圈转动到题图乙所示的位置时，a端所受到的安培力方向向上，b端所受到的安培力方向向下，使线圈顺时针转动，故D正确，C错误，因此本题应选C。7C解析：带电粒子在磁场中的运动半径为r0.01 m，周期为T0.02 s，作出粒子的轨迹示意图如图所示，所以在磁场变化N个（N为整数）周期的时间内，由平均速度的定义式m/s2m/

12、s，即C选项正确。8D解析：设Oal1，Obl2，则Oc，由几何关系可得Ral1，Rbl2，RcOc解得v3（v1v2），故D正确。9解析：（1）设粒子进入偏转电场瞬间的速度为v0，对粒子加速过程由动能定理得qU0mv进入偏转电场后，加速度a设运动时间为t，则有Lv0t只有tT/2时刻进入偏转电场的粒子，垂直于极板方向偏移的距离最大，yat2带入数据解得yL（2）t时刻进入偏转电场的粒子刚好不能穿出磁场时的环带宽度为磁场的最小宽度。设粒子进入磁场时的速度为v，对粒子的偏转过程有qU0mv2mv解得v在磁场中做圆周运动的半径为R如图所示，设环带外圆半径为R2，则（R2R）2RR2解得R2L所求d

13、R2R1（1）L（3）微粒运动轨迹如图所示，微粒在磁场中做匀速圆周运动的周期为T1设粒子离开电场时偏转角为，则tan 解得30°由几何关系可知微粒运动T/4时间轨迹对应的圆心角为：120°此过程微粒运动的时间为t由图可知微粒在磁场中运动的时间tT1T1T1T110答案：（1）5×102 m（2）37°74°解析：（1）粒子射入磁场后，由于不计重力，所以洛伦兹力充当圆周运动需要的向心力，根据牛顿第二定律有qv0B，所以R5×102 m。（2）粒子在圆形磁场区域轨迹为一段半径R5 cm的圆弧，要使偏转角最大，就要求这段圆弧对应的弦最长，即为场区的直径，粒子运动轨迹的圆心O在ab弦的中垂线上，如图所示。由几何关系可知：sin 0.6，所以37°，而最大偏转角为274°。11答案：（1）（2）（3）解析：（1）依题意，粒子经电场加速射入磁场时的速度为v。由qUmv2得v粒子在磁场中做匀速圆周运动，其圆心在E点，如图所示，半径r1a由洛伦兹力提供向心力：qvBm由式得：B。（2）粒子速率恒定，从进入磁场到第一次打到ED板的圆周轨迹与EC边相切时，路程最长，运动时间最长。如图，设圆周