2012届高考物理 热点预测备战（五）电场和磁场（非课改地区）

1、电场和磁场(45分钟 100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分.每小题至少一个选项正确)1.(2011·新课标全国卷)一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的.关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )2.两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上.则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是( )A.a点 B.b点 C.c点 D.d点3

2、.(2011·朝阳模拟)如图所示，真空中有直角坐标系xOy,在x轴上固定着关于O点对称的等量异种点电荷+Q和-Q，C是y轴上的一个点，D是x轴上的一个点，DE连线垂直于x轴.将一个点电荷+q从O移动到D，电场力对它做功为W1，将这个点电荷从C移动到E，电场力对它做功为W2.下列判断正确的是( )A.两次移动电荷电场力都做正功，并且W1W2B.两次移动电荷电场力都做正功，并且W1>W2C.两次移动电荷电场力都做负功，并且W1W2D.两次移动电荷电场力都做负功，并且W1>W24.(2011·济南模拟)如图所示，质子(11H)和粒子(42He)以相同的初动能垂直射入偏

3、转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为( )A.11 B.12 C.21 D.145.如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中.金属杆ab垂直导轨放置，当杆中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止.则( )A.磁场方向竖直向上B.磁场方向竖直向下C.ab所受安培力的方向平行导轨向上D.ab所受安培力的方向平行导轨向下6.(2011·海南高考)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图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

4、、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( )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7.(2011·天津高考)板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为U1，板间场强为E1，现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为d，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是( )A.U2=U1，E2=E1 B.U2=2U1，E2=4E1C.U2=U1，

5、E2=2E1 D.U2=2U1，E2=2E18.(2011·渝中区模拟)如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象，当t=0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是( )A.带电粒子将始终向同一个方向运动B.2 s末带电粒子回到原出发点C.3 s末带电粒子的速度为零D.03 s内，电场力做的总功为零二、计算题(本大题共3小题，共52分，需写出规范的解题步骤)9.(2011·北京高考)(16分)静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线，图中0和d为已知量.一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心.沿x轴

6、方向做周期性运动.已知该粒子质量为m、电量为-q，其动能与电势能之和为-A(0<A<q0)，忽略重力.求：(1)粒子所受电场力的大小；(2)粒子的运动区间；(3)粒子的运动周期.10.(16分)空间存在水平方向互相正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E= N/C，磁感应强度为B=1 T，方向如图所示.有一个质量m=2.0×10-6 kg、带电荷量q=+2.0×10-6 C的粒子在空间做直线运动，试求其速度的大小和方向(g=10 m/s2).11.(2011·四川高考)(20分)如图所示，正方形绝缘光滑水平台面WXYZ边长l=1.8 m，距地面h=0.8

7、 m.平行板电容器的极板CD间距d=0.1 m且垂直放置于台面，C板位于边界WX上，D板与边界WZ相交处有一小孔.电容器外的台面区域内有磁感应强度B=1 T、方向竖直向上的匀强磁场.电荷量q=5×10-13 C的微粒静止于W处，在CD间加上恒定电压U=2.5 V，板间微粒经电场加速后由D板所开小孔进入磁场(微粒始终不与极板接触)，然后由XY边界离开台面.在微粒离开台面瞬时，静止于X正下方水平地面上A点的滑块获得一水平速度，在微粒落地时恰好与之相遇.假定微粒在真空中运动，极板间电场视为匀强电场，滑块视为质点，滑块与地面间的动摩擦因数=0.2，取g=10 m/s2.(1)求微粒在极板间所

8、受电场力的大小并说明两板的极性；(2)求由XY边界离开台面的微粒的质量范围；(3)若微粒质量m0=1×10-13 kg，求滑块开始运动时所获得的速度.答案解析1.【解析】选D.由于质点沿曲线abc从a运动到c，且速率递减，可知速度的改变量不可能沿切线方向，只可能沿左下方向，即加速度的方向沿此方向，也即质点所受电场力的方向沿此方向，由于质点带负电，故知电场方向可能沿右上方向，故A、B、C错，D正确.2. 【解析】选A、B.I1和I2的磁场方向分别为逆时针和顺时针方向，那么在c、d两点产生的磁场方向不可能相反，故c、d两点的磁感应强度不可能为零，故C、D错误；当I1大于I2时，b点的磁感

9、应强度可能为零；当I1小于I2时，a点的磁感应强度可能为零，A、B正确.3. 【解析】选B.根据正点电荷受力情况，电场力做正功，再根据等量异号电荷电场分布特点，可以确定UOD>UCE.根据WqU可知B正确.4. 【解析】选B.由y=at2,可得又得：可知y与q成正比，B正确.5.【解析】选A.金属杆受力如图，根据左手定则，磁场方向应竖直向上，安培力方向水平向右，故A正确.6. 【解析】选B、D.根据带电粒子在磁场中运动的周期由此可知两种粒子在磁场中的运动周期相同，若速度不同的粒子在磁场中转过的圆心角相同时，轨迹可以不同，但运动时间相同，由半径公式可知，入射速度相同的粒子轨迹相同，粒子在磁

10、场中运动的时间即由轨迹所对的圆心角决定，故B、D正确，A、C错误.7. 【解析】选C当平行板电容器的其他条件不变，板间距离变为d时，电容器的电容为又知电容器的带电量为2Q，则得知即U2=U1，根据匀强电场中电势差与场强之间的关系式得因此选项C正确，其他选项都错误.8 【解析】选C、D.设第1 s内粒子的加速度为a1，第2 s内的加速度为a2，由可知，a2=2a1，可见，粒子第1 s 内向负方向运动，第1.5 s时粒子的速度为零，然后向正方向运动，至第3 s末回到原出发点，粒子的速度为零，由动能定理可知，此过程中电场力做的总功为零，综上所述，可知C、D正确.9. 【解析】 (1)由题图可知，O与

11、d(或-d)两点的电势差为0电场强度大小E= (2分)电场力的大小 (2分)(2)设粒子在-x0，x0区间运动，速率为v，由题意得mv2-q=-A (1分)由题图可知 (1分)由得， (1分)因动能非负，有 (1分)得 (1分)即 (1分)粒子运动的区间 (1分)(3)粒子从-x0处开始运动四分之一周期，根据牛顿第二定律得粒子的加速度： (2分)由于粒子做匀加速直线运动，则 (2分)粒子运动的周期 (1分)答案：(1) (2) (3) 10. 【解析】经分析可知，该粒子在重力、电场力与磁场力作用下做匀速直线运动.粒子的受力如图所示.(8分)qE=mgtan (4分)qvBcos=mg (4分)

12、解得v=20 m/s=60°答案：20 m/s 方向与电场方向成60°角斜向上11. 【解析】(1)由左手定则及微粒的偏转方向可知，该微粒带正电，即C板为正，D板为负；所受电场力的大小为 (3分)(2)由题意知两个轨迹边界如图所示，由此边界结合勾股定理得 (1分)再由向心力公式 (2分)得 (1分)且 (2分)联立解得该微粒的质量范围：8.1×10-14 kgm2.89×10-13 kg (1分)(3)先将质量m0=1×10-13 kg代入可得v=5 m/s，R=1 m，其轨迹如图所示.由图可知即=37° (1分)设微粒在真空中的飞行时间为t,则由运动学公式可知h=gt2 (1分)设滑块滑至与微粒相碰过程中的平均速度为，将其沿YX以及WX方向分解，各自的分速度记为根据运动学公式沿WX方向有W·t=vsin·t (1分)沿YX方向有(vcos-Y)t=d+Rsin (1分)由可得 (1分)根据勾股定理知 (1分)把当做该过程中间时刻的瞬时速度，设滑块初速度为v0，由运动学公式得 (1分)再根据牛顿