一、電場

( )

B.弧BC上還有一點與B點的電勢相同

C.弧BC上還有一點與C點的電場強度相同

D.電子從B點沿著圓弧運動到C點，電勢能先增大后減小

【答案】B

【例2】如圖，XX′、YY′分別為水平加速電場和豎直偏轉電場的兩極板并加有恒定電壓，虛線是一帶電粒子從X極板附近由靜止開始加速后進入偏轉電場的運動軌跡，此時帶電粒子恰好沿偏轉場Y′邊緣射出。在以下四種情形中說法正確的是

( )

A.若只增大YY′間的電壓大小，帶電粒子在電場中運動的時間不變

B.若只將Y極板向上平移一小段距離，帶電粒子將會打在Y′極板上

C.若只增大XX′間的電壓大小，帶電粒子一定能夠射出電場

D.若只將X極板向右平移一小段距離，帶電粒子將一定沿原軌跡運動

【答案】CD

【例3】(10分)如圖所示，坐標系xOy平面內，y軸右側寬度d=0.5 m的區(qū)域內有沿x軸正方向的勻強電場E1，在x>d的區(qū)域內有沿y軸正方向、場強大小E2=4×103V/m 的勻強電場。在坐標原點O處靜止釋放一個比荷未知的帶電粒子P，粒子在進入右側電場時，在右側電場中的某處靜止釋放另一帶電粒子Q。已知兩粒子的電荷量相同，且Q粒子的質量是P粒子質量的兩倍。不計兩粒子的重力及相互作用力，也不考慮兩粒子可能碰撞對其運動的影響。

(1)若P粒子在運動過程恰好經過M(1 m，0.5 m)點，求場強E1的大??；

(2)若兩粒子能夠相遇，求Q粒子釋放點的位置所滿足的關系。

解:(1)設P粒子的質量為m、電荷量為q，進入右側電場時的速度為v0，在右側電場中做類平拋運動，歷時t0經過M點。

解得E1=1.0×103V/m

(2)設Q粒子釋放點的坐標為(x，y)，釋放后歷時t與P粒子相遇。則有

解得y=(x-0.5)2(x>0.5 m)

二、恒定電流

【例1】某探究興趣小組想研究某型號熱敏電阻的電學性質，通過查找資料只得到該型電阻的部分伏安特性曲線如圖。

現想設計一個實驗完整地描繪出伏安特性曲線，實驗室提供了如下器材：

A.待測熱敏電阻RT(額定電壓Um=3 V)

B.電流表A1(量程0～10 mA，內阻r1為50 Ω，示數用I1表示)

C.電流表A2(量程0～0.2 A，內阻r2為6 Ω，示數用I2表示)

D.電壓表V1(量程0～3 V，內阻約為10 kΩ，示數用U1表示)

E.電壓表V2(量程0～10 V，內阻約為40 kΩ，示數用U2表示)

F.定值電阻R，阻值為3 Ω

G.直流電源，電動勢E=5 V，內阻不計

H.滑動變阻器R1，最大阻值為1 kΩ

I.滑動變阻器R2，最大阻值為5 Ω

J.開關一個，導線若干

(1)為了減小實驗誤差，更好地描繪熱敏電阻的伏安特性曲線，滑動變阻器應選用________，電流表應選用________，電壓表應選用________。(均填寫對應器材前的字母序號)

(2)請在題中的方框內，畫出實驗測量原理圖。

(3)用所選器材的示數寫出測量熱敏電阻RT的表達式RT=________(用題中所給的器材示數符號表示)。

【答案】(1)I(1分)C(1分)D

(2)如圖所示

【例2】某同學利用如圖所示的電路描繪小燈泡的伏安特性曲線，并探究小燈泡的電功率P和電壓U的關系。已知實驗中小燈泡規(guī)格為“3.0 V 1.8 W”，電源為U0= 12 V的蓄電池(內阻很小)，滑動變阻器的最大阻值為Rm=10 Ω，還有阻值分別為10 Ω、20 Ω和50 Ω的定值電阻各一個。

(1)請將電路圖補畫完整。

(2)實驗中定值電阻R1應選Ω。

(3)該同學描繪出的小燈泡的I-U圖象、電功率P與電壓U或電壓的平方U2的關系圖象可能正確的是。

(4)根據實驗得到的小燈泡的伏安特性曲線，下列分析正確的是。

A.測得的小燈泡正常發(fā)光的功率偏小，主要是由于電壓表內阻引起

B.測得的小燈泡正常發(fā)光的功率偏小，主要是由于電流表內阻引起

C.測得的小燈泡正常發(fā)光的功率偏大，主要是由于電壓表內阻引起

D.測得的小燈泡正常發(fā)光的功率偏大，主要是由于電流表內阻引起

【答案】(1)如圖所示

(2)10

(3)CD

(4)C

三、磁場

【例1】三根完全相同的長直導線A、B、C互相平行，通以大小相同的電流，它們的截面恰好處于等邊三角形的三個頂點上，其中A、B兩根直導線電流方向垂直于紙面向里，C導線電流方向垂直于紙面向外，三角形的中心與坐標系的原點O重合，AB連線與x軸平行。已知每根長直導線在其周圍產生的磁感應強度大小與該導線的距離成反比，導線A在O點產生的磁感應強度大小為B，現在坐標原點O處放置一根直導線D且電流方向垂直紙面向里，則下列說法正確的是

( )

A.B導線在O點產生的磁感應強度與A導線相同

B.A、B、C導線在O點產生的合磁場的磁感應強度為B

C.D導線在O處受到的磁場力方向沿+x方向

D.D導線在O處受到的磁場力方向沿-y方向

【答案】D

【解析】由題設條件，B導線在O點產生的磁感應強度大小為B，方向如圖所示垂直于OB斜向上，而A導線在O點產生的磁感應強度方向垂直于AO斜向下，故A、B導線在O點產生的磁感應強度大小相等，方向不同，A錯誤；根據平行四邊形定則，A、B、C導線在O點產生的合磁場的磁感應強度為2B，方向沿+x軸方向，B錯誤；根據左手定則D導線在O點受到的磁場力(即為安培力)方向沿-y方向，C錯誤，D正確。正確答案為D。

【例2】2018年2月4日，安裝了一門超級電磁炮的舷號936的老式072國產坦克登陸艦在武漢長江亮相，如圖甲所示，此電磁炮射程達600千米，超美國研制的電磁炮的最大射程1倍，威力不亞于小型核彈，一枚命中足以報廢一艘航母。電磁炮是利用電磁發(fā)射技術制成的一種先進動能殺傷武器。電磁炮工作原理如圖乙所示。待發(fā)射彈體質量為m,可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸,兩導軌間距為L，兩導軌長度為d。電流I從一條軌道流入，通過導電彈體后從另一條軌道流回。在彈體處有垂直于軌道面的勻強磁場B。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出?，F欲使彈體的出射速度增大，理論上可采用的辦法是

( )

A.只減小軌道長度d

B.只減小電流I

C.只增大兩導軌間距L

D.只增大彈體質量m

【答案】C

【例3】在如圖所示的虛線MN上方存在磁感應強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外，紙面上直角三角形OPQ的∠Q為直角，∠QON=30°。兩個相同質量的帶電粒子a、b分別從O、P兩點垂直于MN同時射入磁場，恰好在Q點相遇并結合在一起。則以下說法中正確的是

( )

A.粒子b帶正電

B.兩粒子的速度大小va∶vb= 2∶1

C.兩粒子電荷量的絕對值qa∶qb= 3∶1

D.兩粒子結合后在磁場中運動的圓軌道半徑變小

【答案】B

(1)勻強電場E的大??；

(2)帶電粒子從第三象限射出時的位置坐標。

解：(1)在勻強電場E中，帶電粒子做類平拋運動。

根據牛頓第二定律有qE=ma

由題意可知x=v0t=L

(2)設帶電粒子經過O點時的速度大小為v，方向與y軸負方向的夾角為θ。

由左手定則，可判定帶電粒子從y軸負向M點射出，如圖所示。

由幾何關系可知，yOM=2rsinθ

四、電磁感應

【例1】帶正電的圓環(huán)A可以繞中心O點順時針自由轉動，與A環(huán)同心的B圓環(huán)缺口處連接著一個定值電阻R，如圖所示，則下列說法正確的是

( )

A.當圓環(huán)A勻速轉動時，通過R的電流方向是從a到b

B.當圓環(huán)A加速轉動時，通過R的電流方向是從b到a

C.當圓環(huán)A勻速轉動時，通過R的電流大小不變

D.當圓環(huán)A勻加速轉動時，通過R的電流大小可能為零

【答案】B

【解析】A帶正電，順時針轉動形成順時針的電流，在B環(huán)內會產生垂直紙面向里的合磁場。當A勻速轉動時，電流不變則B環(huán)的磁通量不變，故B環(huán)不產生感應電流，故AC錯誤；當A加速轉動時，電流變大則B環(huán)的磁通量增大，故B環(huán)產生逆時針的感應電流，故D錯誤，B正確。

【例2】如圖所示，一個磁感應強度為B的勻強磁場，垂直于一軌道間距為l的無限長光滑導軌平面，導軌平面與水平面的夾角為α，一根光滑的導體棒，質量為m，垂直橫跨在兩根導軌上，導軌上端通過單刀雙擲開關S連接有電阻R和電容器C，電阻阻值R和電容器的電容C為已知量，導體棒和導軌的電阻不計。當導體棒從靜止釋放后，不考慮電容器擊穿的情形，以下關于導體棒的運動狀態(tài)描述正確的是

( )

A.開關接通電阻R時，導體棒做勻加速直線運動，加速度為a=gsinα

D.開關接通電容器C時，導體棒做加速度減小的加速直線運動，最大加速度為a=gsinα

【答案】BC

【例3】如圖所示，三根光滑金屬導軌ABC、DEF和GH水平固定，AB、EF平行于GH，BC平行于DE，導軌間距均為L，電阻不計，且整個導軌平面都處于垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應強度為B。三根金屬棒a、b、c垂直放置在導軌上，與導軌接觸良好，其中a、b兩金屬棒質量均為m，電阻均為R，c金屬棒質量為2m，電阻為2R，開始時金屬棒a、b處于靜止狀態(tài)，給c棒施加初速度v0,使其向右運動，假設軌道足夠長，棒a只在軌道AB與GH上運動，棒b只在軌道BC與DE上運動。求：

(1)金屬棒a、b、c最終穩(wěn)定的速度分別為多少；

(2)金屬棒a從開始運動到最終穩(wěn)定所產生的熱量；

(3)在三根金屬棒整個的運動過程中金屬棒a、b、c與水平導軌圍成的面積變化量？

解:(1)導軌光滑，所以在運動過程中a、b、c不受摩擦力，則在水平方向只有安培力，棒c以初速度v0向右運動，則回路產生逆時針方向電流，則c受安培力指向左，a受安培力指向右，b受安培力方向沿CB方向，所以a、b均開始做加速運動，c做減速運動，a、b兩者產生的感應電動勢與c方向相反，當三者產生的感應電動勢互相抵消時，回路電流為零，達到穩(wěn)定平衡狀態(tài)，三棒同時開始做勻速運動，故最終穩(wěn)定時有Ec=Ea+Eb，即BLvc=BLva+BLvb

對金屬棒a，根據動量定理得BLqa=mva-0

對金屬棒b，同理得BLqb=mvb-0

對金屬棒c，同理得-BLqc=2mvc-2mv0

由于a、b、c始終串聯

故qa=qb=qc

(2)取金屬棒a、b、c為系統(tǒng)，根據系統(tǒng)的能量守恒得

(3)對金屬棒a，由動量定理得BLq=mva

【教學考試雜志社“優(yōu)師計劃”研發(fā)方向三成果轉化為《高考研究·高考命題分析與題·知識鞏固卷》(ISBN978-7-223-05481-2)】