2021届高考物理二轮复习：电场和磁场含答案

2021届二轮高考物理：电场和磁场含答案

专题：电场和磁场

1、（双选）如图所示，纸面内A、B两点之间连接有四段导线分别为ACB、ADB、

AEB和AFB,四段导线的粗细、材料均相同，匀强磁场垂直于纸面向里.现给

A、B两端加上恒定电压，则下列说法正确的是（）

A.四段导线受到的安培力的方向相同

B.四段导线受到的安培力的大小相等

C.ADB段导线受到的安培力最大

D.AEB段导线受到的安培力最小

2、（双选）如图所示，圆为负点电荷形成的电场中的一等势线，圆关于x轴对称,

与x轴的交点分别为a,b,x轴上另有c、d点，各点间的距离为ac=cd,下列

说法正确的是（）

A.b点电场强度比c点电场强度大

B.b点的电势比c点电势高

C.各点间的电势差满足UdeVUcb

D.电子在a点的电势能比在C点的电势能低

3、磁流体发电机的原理如图所示。将一束等离子体连续以速度v垂直于磁场方

向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，可在相距为d,面积为S的两平行金属板

间产生电压。现把上、下板和电阻R连接，上、下板等效为直流电源的两极。

等离子体稳定时在两板间均匀分布，电阻率为p。忽略边缘效应，下列判断正确

的是（）

R

等离子体

A.上板为正极，a、b两端电压U=Bdv

B.上板为负极，a、b两端电压吗

C.上板为正极，a、b两端电压U=［黑、

Rb十pd

Rdx/RS

D.上板为负极，a、b两端电压U='HW

R^^d+pS

4、（双选）如图所示，一轨道由两等长的光滑斜面AB和BC组成，两斜面在B

处用一光滑小圆弧相连接，P是BC的中点，竖直线BD右侧存在垂直纸面向里

的匀强磁场，B处可认为处在磁场中，一带电小球从A点由静止释放后能沿轨

道来回运动，C点为小球在BD右侧运动的最高点，则下列说法正确的是（）

A.C点与A点在同一水平线上

B.小球向右或向左滑过B点时，对轨道压力相等

C.小球向上或向下滑过P点时，其所受洛伦兹力相同

D.小球从A到B的时间是从C到P时间的6倍

5、如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的长度和板间距离相等，板间存在如图

乙所示的电场强度随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直.在t=0时

刻，一不计重力的带电粒子沿两板中线垂直于电场方向射入电场，粒子射入电场

时速度大小为vo,t=T时刻粒子刚好沿MN板右边缘射出电场，则（）

A.该粒子射出电场时的速度方向一定垂直于电场方向

T

B.在t=,时刻，该粒子的速度大小为2Vo

T

C.若该粒子在t=方时刻以速度vo进入电场，则粒子会打在板上

D.若该粒子的入射速度大小变为2vo,则该粒子仍在t=T时刻射出电场

6、（双选）如图所示，以。为圆心、半径为R的虚线圆位于足够大的匀强电场

中，圆所在平面与电场方向平行，M、N为圆周上的两点。带正电粒子只在电场

力作用下运动，在M点速度方向如图所示，经过M、N两点时速度大小相等。

已知M点电势高于。点电势，且电势差为U,下列说法正确的是（）

N

/■,：工

........i.........:

A.M、N两点电势相等

B.粒子由M点运动到N点，电势能先增大后减小

C.该匀强电场的电场强度大小为非

K

D.粒子在电场中可能从M点沿圆弧运动到N点

7、如图所示，地面附近某真空环境中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场,

已知磁场方向垂直纸面向里，一个带正电的油滴，沿着一条与竖直方向成a角的

直线MN运动，由此可以判断（）

XXXX

M

B

X■,•...XXX

XX)"XX

XXiX。X

A.匀强电场方向一定是水平向左

B.油滴沿直线一定做匀加速运动

C.油滴可能是从N点运动到M点

D.油滴一定是从N点运动到M点

8、（双选）如图，电荷量分别为q和一q（q>0）的点电荷固定在正方体的两个顶点

上，a、b是正方体的另外两个顶点.则（）

A.a点和b点的电势相等

B.a点和b点的电场强度大小相等

C.a点和b点的电场强度方向相同

D.将负电荷从a点移到b点，电势能增加

9、如图所示，电子经电场加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁

场中转半个圆周后打在P点，通过调节两极板间电压U可以控制P点的位置,

设OP=x,能够正确反映U与x关系的图象是下图中的（）

10、（多选）如图所示，在竖直面（纸面）内有匀强电场，带电量为q（q>0）、质量

为m的小球受水平向右大小为F的恒力，从M匀速运动到No已知MN长为d,

与力F的夹角为60。，重力加速度为g,则（）

N,

M上。

\/F24-m222

A.场强大小为"°&

B.M、N间的电势差为*jF2+m2g2

C.从M到N,电场力做功为¥mgd-/Fd

D.若仅将力F方向顺时针转60。，小球将从M向N做匀变速直线运动

11、（双选）如图所示，绝缘中空轨道竖直固定，圆弧段COD光滑，对应圆心角

为120。，C、D两端等高，O为最低点，圆弧圆心为O，，半径为R；直线段AC,

HD粗糙，与圆弧段分别在C、D端相切；整个装置处于方向垂直于轨道所在平

面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，在竖直虚线MC左侧和ND右侧还分

别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为m、电

荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，从轨道内距C点

足够远的P点由静止释放。若PC=L，小球所受电场力等于其重力的半倍，重

力加速度为go则（）

MN

A.小球第一次沿轨道AC下滑的过程中，先做加速度减小的加速运动，后做匀

速运动

B.小球在轨道内受到的摩擦力可能大于乎!!^

C.经足够长时间，小球克服摩擦力做的总功是辛mgl

D.小球经过O点时，对轨道的弹力可能为2mg—qB标

12、（双选）如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线Li、L2,LI中的电流

方向向左,L2中的电流方向向上;Li的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称.整

个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为Bo,方向垂直于纸面向

外.已知a、b两点的磁感应强度大小分别为^Bo和^Bo,方向也垂直于纸面向外.则

7

A.流经Li的电流在b点产生的磁感应强度大小为j^Bo

B.流经Li的电流在a点产生的磁感应强度大小为*Bo

C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为上Bo

7

D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为五Bo

13、质谱仪是一种测定带电粒子比荷和分析同位素的重要工具.右图中的铅盒A

中的放射源放出大量的带正电粒子（可认为初速度为零），从狭缝Si进入电压为U

的加速电场区加速后，再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，该偏

转磁场是以直线MN为切线、磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外半径为R

的圆形匀强磁场.现在MN上的F点（图中未画出）接收到该粒子，且GF=4§R.

则该粒子的比荷为（粒子的重力忽略不计）（）

「

耳

—

:52

MN

・外；

.8U

D卫22

AR2B2BR2B2CR2B2RB

14、如图所示，在竖直面内有一边长为小L的正六边形区域，0为中心点，CD

水平。将一质量为m的小球以一定的初动能从B点水平向右抛出，小球运动轨

迹过D点。现在该竖直面内加一匀强电场，并让该小球带电，电荷量为+q,并

以前述初动能沿各个方向从B点抛入六边形区域，小球将沿不同轨迹运动。已

知某一方向抛入的小球过0点时动能为初动能的看另一方向抛入的小球过C点

时动能与初动能相等。重力加速度为g，电场区域足够大，求：

⑴小球的初动能；

（2）取电场中B点的电势为零，求0、C两点的电势；

（3）已知小球从某一特定方向从B点抛入六边形区域后，小球将会再次回到B,

求该特定方向抛入的小球在六边形区域内运动的时间。

A,......F

B6-^0•0）E

m

C......D

15、2018年，人类历史上第一架由离子引擎推动的飞机诞生，这种引擎不需要

燃料，也无污染物排放.引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电

离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场（初速度忽略不计），A、B间

电压为U,使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力.单位

时间内飘入的正离子数目为定值，离子质量为m,电荷量为Ze,其中Z是正整

数，e是元电荷.

©-*

气体二

©-^

©■^©-*

电离室A

(1)若引擎获得的推力为E,求单位时间内飘入A、B间的正离子数目N为多少;

(2)加速正离子束所消耗的功率P不同时，引擎获得的推力F也不同，试推导器的

表达式；

(3)为提高能量的转换效率，要使/尽量大，请提出增大/的三条建议.

2021届二轮高考物理：电场和磁场含答案

专题：电场和磁场

1、(双选)如图所示，纸面内A、B两点之间连接有四段导线分别为ACB、ADB、

AEB和AFB,四段导线的粗细、材料均相同，匀强磁场垂直于纸面向里.现给

A、B两端加上恒定电压，则下列说法正确的是()

X\x~XQX_5

A.四段导线受到的安培力的方向相同

B.四段导线受到的安培力的大小相等

C.ADB段导线受到的安培力最大

D.AEB段导线受到的安培力最小

【答案】AC

2、（双选）如图所示，圆为负点电荷形成的电场中的一等势线，圆关于x轴对称,

与x轴的交点分别为a,b,x轴上另有c、d点，各点间的距离为ac=cd,下列

说法正确的是（）

A.b点电场强度比c点电场强度大

B.b点的电势比c点电势高

C.各点间的电势差满足UdcVUcb

D.电子在a点的电势能比在C点的电势能低

【答案】AC

3、磁流体发电机的原理如图所示。将一束等离子体连续以速度v垂直于磁场方

向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，可在相距为d,面积为S的两平行金属板

间产生电压。现把上、下板和电阻R连接，上、下板等效为直流电源的两极。

等离子体稳定时在两板间均匀分布，电阻率为p。忽略边缘效应，下列判断正确

的是（）

等离子体

A.上板为正极，a、b两端电压U=Bdv

B.上板为负极，a、b两端电压

C.上板为正极，a、b两端电压普

KSH-pa

RrlvRS

D.上板为负极，a、b两端电压

Rd十pb

【答案】c

4、（双选）如图所示，一轨道由两等长的光滑斜面AB和BC组成，两斜面在B

处用一光滑小圆弧相连接，P是BC的中点，竖直线BD右侧存在垂直纸面向里

的匀强磁场，B处可认为处在磁场中，一带电小球从A点由静止释放后能沿轨

道来回运动，C点为小球在BD右侧运动的最高点，则下列说法正确的是（）

A.C点与A点在同一水平线上

B.小球向右或向左滑过B点时，对轨道压力相等

C.小球向上或向下滑过P点时，其所受洛伦兹力相同

D.小球从A到B的时间是从C到P时间的/倍

【答案】AD

5、如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的长度和板间距离相等，板间存在如图

乙所示的电场强度随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直.在t=0时

刻，一不计重力的带电粒子沿两板中线垂直于电场方向射入电场，粒子射入电场

时速度大小为vo,t=T时刻粒子刚好沿MN板右边缘射出电场，则（）

IE

整_____NE。

甲乙

A.该粒子射出电场时的速度方向一定垂直于电场方向

T

B.在t=,时刻，该粒子的速度大小为2Vo

T

C.若该粒子在t=当时刻以速度vo进入电场，则粒子会打在板上

D.若该粒子的入射速度大小变为2vo,则该粒子仍在t=T时刻射出电场

【答案】A

6、（双选）如图所示，以。为圆心、半径为R的虚线圆位于足够大的匀强电场

中，圆所在平面与电场方向平行，M、N为圆周上的两点。带正电粒子只在电场

力作用下运动，在M点速度方向如图所示，经过M、N两点时速度大小相等。

已知M点电势高于0点电势，且电势差为U,下列说法正确的是（）

N

，•,••…：……

V|/：\

MI......i......4

O\：

''.............

A.M、N两点电势相等

B.粒子由M点运动到N点，电势能先增大后减小

C.该匀强电场的电场强度大小为装

D.粒子在电场中可能从M点沿圆弧运动到N点

【答案】AB

7、如图所示，地面附近某真空环境中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，

已知磁场方向垂直纸面向里，一个带正电的油滴，沿着一条与竖直方向成a角的

直线MN运动，由此可以判断（）

xxxx

M

B

x，XX

XX>xXX

；a,

XX：XATX

A.匀强电场方向一定是水平向左

B.油滴沿直线一定做匀加速运动

C.油滴可能是从N点运动到M点

D.油滴一定是从N点运动到M点

【答案】A

8、（双选）如图，电荷量分别为q和一q（q〉O）的点电荷固定在正方体的两个顶点

上，a、b是正方体的另外两个顶点.则（）

A.a点和b点的电势相等

B.a点和b点的电场强度大小相等

C.a点和b点的电场强度方向相同

D.将负电荷从a点移到b点，电势能增加

【答案】BC

9、如图所示，电子经电场加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁

场中转半个圆周后打在P点，通过调节两极板间电压U可以控制P点的位置，

设OP=x,能够正确反映U与x关系的图象是下图中的（）

【答案】C

10、（多选）如图所示，在竖直面（纸面）内有匀强电场，带电量为q（q>0）、质量

为m的小球受水平向右大小为F的恒力，从M匀速运动到No已知MN长为d,

与力F的夹角为60。，重力加速度为g,则（）

N,

M也。

A.场强大小为正守

B.M、N间的电势差为%/F2+m2g2

C.从M到N,电场力做功为乎mgd一；Fd

D.若仅将力F方向顺时针转60。，小球将从M向N做匀变速直线运动

【答案】ACD

11、（双选）如图所示，绝缘中空轨道竖直固定，圆弧段COD光滑，对应圆心角

为120。，C、D两端等高，O为最低点，圆弧圆心为O，，半径为R；直线段AC,

HD粗糙，与圆弧段分别在C、D端相切；整个装置处于方向垂直于轨道所在平

面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，在竖直虚线MC左侧和ND右侧还分

别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为m、电

荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，从轨道内距C点

足够远的P点由静止释放。若PC=L，小球所受电场力等于其重力的半倍，重

力加速度为go则（）

A.小球第一次沿轨道AC下滑的过程中，先做加速度减小的加速运动，后做匀

速运动

B.小球在轨道内受到的摩擦力可能大于岁!!^

C.经足够长时间，小球克服摩擦力做的总功是华mgl

D.小球经过O点时，对轨道的弹力可能为2mg-qB相

【答案】AD

12、（双选）如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线Li、L2,LI中的电流

方向向左,L2中的电流方向向上;Li的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称.整

个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为Bo,方向垂直于纸面向

外.已知a、b两点的磁感应强度大小分别为:Bo和3Bo,方向也垂直于纸面向外.则

（）

八

ba

T---------------T

II

II

—I-----------------------------------------------

Li

7

A.流经Li的电流在b点产生的磁感应强度大小为五Bo

B.流经Li的电流在a点产生的磁感应强度大小为*Bo

C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为吉Bo

D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为三Bo

【答案】AC

13、质谱仪是一种测定带电粒子比荷和分析同位素的重要工具.右图中的铅盒A

中的放射源放出大量的带正电粒子（可认为初速度为零），从狭缝Si进入电压为U

的加速电场区加速后，再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，该偏

转磁场是以直线MN为切线、磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外半径为R

的圆形匀强磁场.现在MN上的F点（图中未画出）接收到该粒子，且GF=，5R.

则该粒子的比荷为（粒子的重力忽略不计）（）

,8Ur4U„6U「2U

A・R?B2B，R2B2C，R2B2D.j^2g2

【答案】c

14、如图所示，在竖直面内有一边长为小L的正六边形区域，。为中心点，CD

水平。将一质量为m的小球以一定的初动能从B点水平向右抛出，小球运动轨

迹过D点。现在该竖直面内加一匀强电场，并让该小球带电，电荷量为+q,并

以前述初动能沿各个方向从B点抛入六边形区域，小球将沿不同轨迹运动。已

知某一方向抛入的小球过o点时动能为初动能的;，另一方向抛入的小球过C点

时动能与初动能相等。重力加速度为g，电场区域足够大，求：

(1)小球的初动能；

(2)取电场中B点的电势为零，求0、C两点的电势；

(3)已知小球从某一特定方向从B点抛入六边形区域后，小球将会再次回到B,

求该特定方向抛入的小球在六边形区域内运动的时间。

A...............F

B6-^0•0'：E

C...............D

［答案］(琮mgL⑵曙，噂(3)穴「

［解析］(1)设小球从B点抛出时速度为vo,从B到D所用时间为t,小球做平抛

运动

在水平方向上XBD=V0t

在竖直方向上yBD=

由几何关系可知:XBD=小Lcos6(T+小L,yBD=V3Lsin60°

解得小球的初动能为：EkB=；mv8=1mgL

(2)带电小球B—0：由动能定理得：Eko-EkB=qUBo

UBO=(PB—(po

3mgL

解得：(po=

4q

带电小球B-C：由动能定理得:

Eke—EkB=V5mgLsin6O°+qUec

UBC=(PB-(pc

3mgL

解得：(pc=

2q

(3)在正六边形的BC边上取一点G,令(pG=(po,设G到B的距离为x,

(PG-(pB(pc-(pB

则由匀强电场性质可知:

x

解得：x=*L

由几何知识可得，直线GO与正六边形的BC边垂直，OG为等势线，电场方向

沿CB方向，由匀强电场电场强度与电势的关系可得：£=些泮="警

\3L4

根据力合成的平行四边形定则可得：F令=|mg,方向F-B

只有沿BF方向抛入的小球才会再次回到B点，该小球进入六边形区域后，先做

匀减速直线运动，速度减为零后反向匀加速直线运动回到B