高考物理一輪夯實選習：電場和磁場含答案專題：電場和磁場一、選擇題。1、如圖所示：圖示為一個內(nèi)、外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)狀均勻帶電平面，其單位面積帶電荷量為σ，取環(huán)面中心O為原點，以垂直于環(huán)面的軸線為橫軸，設(shè)軸上任意點P到O點的距離為x，P點電場強度的大小為E.下面給出的E的四個表達式(式中k為靜電力常量)中只有一個是合理的．你可能不會求解此處的場強E，但是你可以通過一定的物理分析，對下列表達式的合理性做出判斷．根據(jù)你的判斷，E的表達式合理的是()A．E＝2πkσeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R1,\r(x2＋R\o\al(2,1)))＋\f(R2,\r(x2＋R\o\al(2,2)))))xB．E＝2πkσeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R1,\r(x2＋R\o\al(2,1)))－\f(R2,\r(x2＋R\o\al(2,2)))))xC．E＝2πkσeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,\r(x2＋R\o\al(2,1)))＋\f(1,\r(x2＋R\o\al(2,2)))))xD．E＝2πkσeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,\r(x2＋R\o\al(2,1)))－\f(1,\r(x2＋R\o\al(2,2)))))x2、（多選）如圖所示，在豎直面(紙面)內(nèi)有勻強電場，帶電量為q(q＞0)、質(zhì)量為m的小球受水平向右大小為F的恒力，從M勻速運動到N。已知MN長為d，與力F的夾角為60°，重力加速度為g，則()A．場強大小為eq\f(\r(F2＋m2g2),q)B．M、N間的電勢差為eq\f(d,q)eq\r(F2＋m2g2)C．從M到N，電場力做功為eq\f(\r(3),2)mgd－eq\f(1,2)FdD．若僅將力F方向順時針轉(zhuǎn)60°，小球?qū)腗向N做勻變速直線運動3、（雙選）如圖所示直角坐標系xOy，P(a，－b)為第四象限內(nèi)的一點，一質(zhì)量為m、電量為q的負電荷(電荷重力不計)從原點O以初速度v0沿y軸正方向射入。第一次在整個坐標系內(nèi)加垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，該電荷恰好能通過P點；第二次保持y>0區(qū)域磁場不變，而將y<0區(qū)域磁場改為沿x方向勻強電場，該電荷仍通過P點()A．勻強磁場的磁感應(yīng)強度B＝eq\f(2amv0,qa2＋b2)B．勻強磁場的磁感應(yīng)強度B＝eq\f(2amv0,q\r(a2＋b2))C．電荷從O運動到P，第二次所用時間一定短些D．電荷通過P點時的速度，第二次與x軸負方向的夾角一定小些4、如圖所示，圖中虛線為某靜電場中的等差等勢線，實線為某帶電粒子在該靜電場中運動的軌跡，a、b、c為粒子的運動軌跡與等勢線的交點，粒子只受電場力作用，下列說法正確的是()A．粒子在a點的加速度比在b點的加速度小B．粒子在a點的動能比在b點的動能大C．粒子在a點和在c點時速度相同D．粒子在b點的電勢能比在c點時的電勢能小5、兩種不計重力的帶電粒子M和N，以相同的速率經(jīng)小孔S垂直進入勻強磁場，運動半周后飛出磁場，其半圓軌跡如圖中虛線所示，下列表述正確的是()A．M帶正電荷，N帶負電荷B．洛倫茲力對M、N做正功C．M的比荷小于N的比荷D．M在磁場中的運動時間小于N在磁場中的運動時間6、如圖所示，總質(zhì)量為m，邊長為L的正方形線圈共3匝，放置在傾角為α的光滑斜面上，剛好關(guān)于磁場邊界MN對稱，MN上方存在勻強磁場。若線圈通以圖示方向的恒定電流I后剛好在斜面上保持靜止，重力加速度為g，則()A．磁場方向可以豎直向下，且B＝eq\f(mgtanα,IL)B．磁場方向可以豎直向上，且B＝eq\f(mgtanα,3IL)C．磁場方向可以垂直斜面向下，且B＝eq\f(mgsinα,3IL)D．磁場方向可以水平向左，且B＝eq\f(mg,IL)7、如圖所示，MON是固定的光滑絕緣直角桿，MO沿水平方向，NO沿豎直方向，A、B為兩個套在此桿上的帶有同種電荷的小球，用一指向豎直桿的水平力F作用在A球上，使兩球均處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)將A球向豎直桿方向緩慢拉動一小段距離后，A、B兩小球可以重新平衡．后一平衡狀態(tài)與前一平衡狀態(tài)相比較，下列說法正確的是()A．A、B兩小球間的庫侖力變大B．A、B兩小球間的庫侖力變小C．A球?qū)O桿的壓力變大D．A球?qū)O桿的壓力變小8、如圖所示，正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強磁場。一帶電粒子垂直磁場邊界從a點射入，從b點射出。下列說法正確的是()A．粒子帶正電B．粒子在b點速率大于在a點速率C．若僅減小磁感應(yīng)強度，則粒子可能從b點右側(cè)射出D．若僅減小入射速率，則粒子在磁場中運動時間變短9、如圖，在坐標系的第一和第二象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小分別為eq\f(1,2)B和B、方向均垂直于紙面向外的勻強磁場．一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子垂直于x軸射入第二象限，隨后垂直于y軸進入第一象限，最后經(jīng)過x軸離開第一象限．粒子在磁場中運動的時間為()A.eq\f(5πm,6qB)B.eq\f(7πm,6qB)C.eq\f(11πm,6qB)D.eq\f(13πm,6qB)10、（雙選）自行車速度計利用霍爾效應(yīng)傳感器獲知自行車的運動速率。如圖甲所示，自行車前輪上安裝一塊磁鐵，輪子每轉(zhuǎn)一圈，這塊磁鐵就靠近霍爾傳感器一次，傳感器會輸出一個脈沖電壓。圖乙為霍爾元件的工作原理圖，當磁場靠近霍爾元件時，導(dǎo)體內(nèi)定向運動的自由電荷在磁場力作用下偏轉(zhuǎn)，最終使導(dǎo)體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電勢差，即為霍爾電勢差。下列說法正確的是()A．根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)和自行車車輪的半徑即可獲知車速大小B．自行車的車速越大，霍爾電勢差越高C．圖乙中霍爾元件的電流I是由正電荷定向移動形成的D．如果長時間不更換傳感器的電源，霍爾電勢差將減小*11、如圖所示，放置在水平地面上的箱子內(nèi)，帶電小球a、b用絕緣細線分別系于箱子的上、下兩邊，均處于靜止狀態(tài)，下列說法正確的是()A．兩球一定帶異種電荷B．若增大b球帶電量，連接b的繩子拉力可能變小C．若增大b球帶電量，連接a的繩子拉力可能不變D．若增大b球帶電量，箱子對地面的壓力一定增大*12、如圖所示，在水平連線MN和PQ間有豎直向上的勻強電場，在MN上方有水平向里的勻強磁場。兩個質(zhì)量和帶電量均相等的帶正電的粒子A、B，分別以水平初速度v0、2v0從PQ連線上O點先后進入電場，帶電粒子A、B第一次在磁場中的運動時間分別為tA和tB，前兩次穿越連線MN時兩點間的距離分別為dA和dB，粒子重力不計，則()A．tA一定小于tB，dA一定等于dBB．tA一定小于tB，dA可能小于dBC．tA可能等于tB，dA一定等于dBD．tA可能等于tB，dA可能小于dB*13、（多選）一位同學(xué)用底面半徑為r的圓桶形塑料瓶制作了一種電容式傳感器，用來測定瓶內(nèi)溶液深度的變化，如圖所示。瓶的外壁涂有一層導(dǎo)電涂層和瓶內(nèi)導(dǎo)電溶液構(gòu)成電容器的兩極，它們通過探針和導(dǎo)線與電源、電流計、開關(guān)相連，中間的一層塑料為絕緣介質(zhì)，其厚度為d，相對介電常數(shù)為εr。若發(fā)現(xiàn)在某段時間t內(nèi)有大小為I的電流從下向上流過電流計，設(shè)電源電壓恒定為U，則下列說法中正確的是()A．瓶內(nèi)液面升高了B．瓶內(nèi)液面降低了C．電容器在這段時間內(nèi)放電D．瓶內(nèi)液面高度在t時間內(nèi)變化了eq\f(2kdIt,Uεrr)*14、如圖所示，一質(zhì)量為m、長度為L的導(dǎo)體棒AC靜止于兩平行的水平導(dǎo)軌上且與兩導(dǎo)軌垂直，通過AC的電流為I，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向與導(dǎo)軌平面成θ角斜向下且垂直于AC，下列說法正確的是()A．AC受到的安培力大小為BILsinθB．AC可能不受摩擦力作用C．AC受到的安培力與摩擦力平衡D．AC所受的支持力大小為BILcosθ＋mg，摩擦力大小為BILsinθ*15、（雙選）如圖，三根相互平行的固定長直導(dǎo)線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反。下列說法正確的是()A．L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直B．L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直C．L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1∶1∶eq\r(3)D．L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為eq\r(3)∶eq\r(3)∶1二、非選擇題。16、如圖所示，在水平線MN上方區(qū)域有豎直向下的勻強電場，在電場內(nèi)有一光滑絕緣平臺，平臺左側(cè)靠墻，平臺上有帶絕緣層的輕彈簧，其左端固定在墻上，彈簧不被壓縮時右側(cè)剛好到平臺邊緣，光滑絕緣平臺右側(cè)有一水平傳送帶，傳送帶A、B兩端點間距離L＝1m，傳送帶以速率v0＝4m/s順時針轉(zhuǎn)動，現(xiàn)用一帶電小物塊向左壓縮彈簧，放手后小物塊被彈出，從傳送帶的B端飛出。小物塊經(jīng)過MN邊界上C點時，速度方向與水平方向成45°角，經(jīng)過MN下方M′N′水平線上的D點時，速度方向與水平方向成60°角。傳送帶B端距離MN的豎直高度h1＝0.4m，MN與M′N′平行，間距h2＝1.6m，小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，小物塊的質(zhì)量為m＝0.1kg，帶電量q＝1×10－2C，平臺與傳送帶在同一水平線上，二者連接處縫隙很小，不計小物塊經(jīng)過連接處的能量損失，重力加速度為g＝10m/s2，eq\r(3)＝1.732，eq\r(5)＝2.236。求：(1)勻強電場的電場強度E；(2)彈簧彈性勢能的最大值；(3)當小物塊在傳送帶上運動因摩擦產(chǎn)生的熱量最大時，小物塊在傳送帶上發(fā)生相對運動的時間t。2022屆高考物理一輪夯實選習：電場和磁場含答案專題：電場和磁場一、選擇題。1、如圖所示：圖示為一個內(nèi)、外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)狀均勻帶電平面，其單位面積帶電荷量為σ，取環(huán)面中心O為原點，以垂直于環(huán)面的軸線為橫軸，設(shè)軸上任意點P到O點的距離為x，P點電場強度的大小為E.下面給出的E的四個表達式(式中k為靜電力常量)中只有一個是合理的．你可能不會求解此處的場強E，但是你可以通過一定的物理分析，對下列表達式的合理性做出判斷．根據(jù)你的判斷，E的表達式合理的是()A．E＝2πkσeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R1,\r(x2＋R\o\al(2,1)))＋\f(R2,\r(x2＋R\o\al(2,2)))))xB．E＝2πkσeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R1,\r(x2＋R\o\al(2,1)))－\f(R2,\r(x2＋R\o\al(2,2)))))xC．E＝2πkσeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,\r(x2＋R\o\al(2,1)))＋\f(1,\r(x2＋R\o\al(2,2)))))xD．E＝2πkσeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,\r(x2＋R\o\al(2,1)))－\f(1,\r(x2＋R\o\al(2,2)))))x【答案】D2、（多選）如圖所示，在豎直面(紙面)內(nèi)有勻強電場，帶電量為q(q＞0)、質(zhì)量為m的小球受水平向右大小為F的恒力，從M勻速運動到N。已知MN長為d，與力F的夾角為60°，重力加速度為g，則()A．場強大小為eq\f(\r(F2＋m2g2),q)B．M、N間的電勢差為eq\f(d,q)eq\r(F2＋m2g2)C．從M到N，電場力做功為eq\f(\r(3),2)mgd－eq\f(1,2)FdD．若僅將力F方向順時針轉(zhuǎn)60°，小球?qū)腗向N做勻變速直線運動【答案】ACD3、（雙選）如圖所示直角坐標系xOy，P(a，－b)為第四象限內(nèi)的一點，一質(zhì)量為m、電量為q的負電荷(電荷重力不計)從原點O以初速度v0沿y軸正方向射入。第一次在整個坐標系內(nèi)加垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，該電荷恰好能通過P點；第二次保持y>0區(qū)域磁場不變，而將y<0區(qū)域磁場改為沿x方向勻強電場，該電荷仍通過P點()A．勻強磁場的磁感應(yīng)強度B＝eq\f(2amv0,qa2＋b2)B．勻強磁場的磁感應(yīng)強度B＝eq\f(2amv0,q\r(a2＋b2))C．電荷從O運動到P，第二次所用時間一定短些D．電荷通過P點時的速度，第二次與x軸負方向的夾角一定小些【答案】AC4、如圖所示，圖中虛線為某靜電場中的等差等勢線，實線為某帶電粒子在該靜電場中運動的軌跡，a、b、c為粒子的運動軌跡與等勢線的交點，粒子只受電場力作用，下列說法正確的是()A．粒子在a點的加速度比在b點的加速度小B．粒子在a點的動能比在b點的動能大C．粒子在a點和在c點時速度相同D．粒子在b點的電勢能比在c點時的電勢能小【答案】D5、兩種不計重力的帶電粒子M和N，以相同的速率經(jīng)小孔S垂直進入勻強磁場，運動半周后飛出磁場，其半圓軌跡如圖中虛線所示，下列表述正確的是()A．M帶正電荷，N帶負電荷B．洛倫茲力對M、N做正功C．M的比荷小于N的比荷D．M在磁場中的運動時間小于N在磁場中的運動時間【答案】C6、如圖所示，總質(zhì)量為m，邊長為L的正方形線圈共3匝，放置在傾角為α的光滑斜面上，剛好關(guān)于磁場邊界MN對稱，MN上方存在勻強磁場。若線圈通以圖示方向的恒定電流I后剛好在斜面上保持靜止，重力加速度為g，則()A．磁場方向可以豎直向下，且B＝eq\f(mgtanα,IL)B．磁場方向可以豎直向上，且B＝eq\f(mgtanα,3IL)C．磁場方向可以垂直斜面向下，且B＝eq\f(mgsinα,3IL)D．磁場方向可以水平向左，且B＝eq\f(mg,IL)【答案】C7、如圖所示，MON是固定的光滑絕緣直角桿，MO沿水平方向，NO沿豎直方向，A、B為兩個套在此桿上的帶有同種電荷的小球，用一指向豎直桿的水平力F作用在A球上，使兩球均處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)將A球向豎直桿方向緩慢拉動一小段距離后，A、B兩小球可以重新平衡．后一平衡狀態(tài)與前一平衡狀態(tài)相比較，下列說法正確的是()A．A、B兩小球間的庫侖力變大B．A、B兩小球間的庫侖力變小C．A球?qū)O桿的壓力變大D．A球?qū)O桿的壓力變小【答案】B8、如圖所示，正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強磁場。一帶電粒子垂直磁場邊界從a點射入，從b點射出。下列說法正確的是()A．粒子帶正電B．粒子在b點速率大于在a點速率C．若僅減小磁感應(yīng)強度，則粒子可能從b點右側(cè)射出D．若僅減小入射速率，則粒子在磁場中運動時間變短【答案】C9、如圖，在坐標系的第一和第二象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小分別為eq\f(1,2)B和B、方向均垂直于紙面向外的勻強磁場．一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子垂直于x軸射入第二象限，隨后垂直于y軸進入第一象限，最后經(jīng)過x軸離開第一象限．粒子在磁場中運動的時間為()A.eq\f(5πm,6qB)B.eq\f(7πm,6qB)C.eq\f(11πm,6qB)D.eq\f(13πm,6qB)【答案】B10、（雙選）自行車速度計利用霍爾效應(yīng)傳感器獲知自行車的運動速率。如圖甲所示，自行車前輪上安裝一塊磁鐵，輪子每轉(zhuǎn)一圈，這塊磁鐵就靠近霍爾傳感器一次，傳感器會輸出一個脈沖電壓。圖乙為霍爾元件的工作原理圖，當磁場靠近霍爾元件時，導(dǎo)體內(nèi)定向運動的自由電荷在磁場力作用下偏轉(zhuǎn)，最終使導(dǎo)體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電勢差，即為霍爾電勢差。下列說法正確的是()A．根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)和自行車車輪的半徑即可獲知車速大小B．自行車的車速越大，霍爾電勢差越高C．圖乙中霍爾元件的電流I是由正電荷定向移動形成的D．如果長時間不更換傳感器的電源，霍爾電勢差將減小【答案】AD*11、如圖所示，放置在水平地面上的箱子內(nèi)，帶電小球a、b用絕緣細線分別系于箱子的上、下兩邊，均處于靜止狀態(tài)，下列說法正確的是()A．兩球一定帶異種電荷B．若增大b球帶電量，連接b的繩子拉力可能變小C．若增大b球帶電量，連接a的繩子拉力可能不變D．若增大b球帶電量，箱子對地面的壓力一定增大【答案】A*12、如圖所示，在水平連線MN和PQ間有豎直向上的勻強電場，在MN上方有水平向里的勻強磁場。兩個質(zhì)量和帶電量均相等的帶正電的粒子A、B，分別以水平初速度v0、2v0從PQ連線上O點先后進入電場，帶電粒子A、B第一次在磁場中的運動時間分別為tA和tB，前兩次穿越連線MN時兩點間的距離分別為dA和dB，粒子重力不計，則()A．tA一定小于tB，dA一定等于dBB．tA一定小于tB，dA可能小于dBC．tA可能等于tB，dA一定等于dBD．tA可能等于tB，dA可能小于dB【答案】A*13、（多選）一位同學(xué)用底面半徑為r的圓桶形塑料瓶制作了一種電容式傳感器，用來測定瓶內(nèi)溶液深度的變化，如圖所示。瓶的外壁涂有一層導(dǎo)電涂層和瓶內(nèi)導(dǎo)電溶液構(gòu)成電容器的兩極，它們通過探針和導(dǎo)線與電源、電流計、開關(guān)相連，中間的一層塑料為絕緣介質(zhì)，其厚度為d，相對介電常數(shù)為εr。若發(fā)現(xiàn)在某段時間t內(nèi)有大小為I的電流從下向上流過電流計，設(shè)電源電壓恒定為U，則下列說法中正確的是()A．瓶內(nèi)液面升高了B．瓶內(nèi)液面降低了C．電容器在這段時間內(nèi)放電D．瓶內(nèi)液面高度在t時間內(nèi)變化了eq\f(2kdIt,Uεrr)【答案】BCD*14、如圖所示，一質(zhì)量為m、長度為L的導(dǎo)體棒AC靜止于兩平行的水平導(dǎo)軌上且與兩導(dǎo)軌垂直，通過AC的電流為I，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向與導(dǎo)軌平面成θ角斜向下且垂直于AC，下列說法正確的是()A．AC受到的安培力大小為BILsinθB．AC可能不受摩擦力作用C．AC受到的安培力與摩擦力平衡D．AC所受的支持力大小為BILcosθ＋mg，摩擦力大小為BILsinθ【答案】D*15、（雙選）如圖，三根相互平行的固定長直導(dǎo)線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反。下列說法正確的是()A．L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直B．L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直C．L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1∶1∶eq\r(3)D．L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為eq\r(3)∶eq\r(3)∶1【答案】BC二、非選擇題。16、如圖所示，在水平線MN上方區(qū)域有豎直向下的勻強電場，在電場內(nèi)有一光滑絕緣平臺，平臺左側(cè)靠墻，平臺上有帶絕緣層的輕彈簧，其左端固定在墻上，彈簧不被壓縮時右側(cè)剛好到平臺邊緣，光滑絕緣平臺右側(cè)有一水平傳送帶，傳送帶A、B兩端點間距離L＝1m，傳送帶以速率v0＝4m/s順時針轉(zhuǎn)動，現(xiàn)用一帶電小物塊向左壓縮彈簧，放手后小物塊被彈出，從傳送帶的B端飛出。小物塊經(jīng)過MN邊界上C點時，速度方向與水平方向成45°角，經(jīng)過MN下方M′N′水平線上的D點時，速度方向與水平方向成60°角。傳送帶B端距離MN的豎直高度h1＝0.4m，MN與M′N′平行，間距h2＝1.6m，小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，小物塊的質(zhì)量為m＝0.1kg，帶電量q＝1×10－2C，平臺與傳送帶在同一水平線上，二者連接處縫隙很小，不計小物塊經(jīng)過連接處的能量損失，重力加速度為g＝10m/s2，eq\r(3)＝1.732，eq\r(5)＝2.236。求：(1)勻強電場的電場強度E；(2)彈簧彈性勢能的最大值；(3)當小物塊在傳送帶上運動因摩擦產(chǎn)生的熱量最大時