《物理知识清单-专题05-功能关系在电磁学中的应用(原卷+解析版).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理知识清单-专题05-功能关系在电磁学中的应用(原卷+解析版).pdf（30页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1专练专练1如图 2613 所示，质量为 m 的金属线框 A 静置于光滑水平面上，通过细绳跨过定滑轮与质量为 m的物体 B 相连，图中虚线内为一水平匀强磁场，d 表示 A 与磁场左边界的距离，不计滑轮摩擦及空气阻力，设B 下降 h(hd)高度时的速度为 v，则以下关系中能够成立的是()图 2613Av2ghBv22ghCA 产生的热量 Qmghmv2DA 产生的热量 Qmgh12mv22 如图 266 甲， 倾角为的光滑绝缘斜面， 底端固定一带电量为 Q 的正点电荷 将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上 A 点由静止释放，小物块沿斜面向上滑动至最高点 B 处，此过程中小物块的动能和重力势能随
2、位移的变化图象如图乙(E1和 x1为已知量)已知重力加速度为 g，静电力常量为 k，由图象可求出()图 266A小物块的带电量BA、B 间的电势差C小物块的质量D小物块速度最大时到斜面底端的距离3如图 2615 所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为 d，其右端接有阻值为 R 的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中一质量为 m(质量分布均匀)的导体杆 ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力 F 作用下从静止开始沿导轨运动距离 l 时， 速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直
3、) 设杆接入电路的电阻为 r，导轨电阻不计，重力加速度大小为 g.则此过程中()2图 2615A杆的速度最大值为FmgRB2d2B安培力做的功等于电阻 R 上产生的热量C恒力 F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D恒力 F 做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量4质量为 m 的带正电小球由空中某点自由下落，下落高度 h 后在整个空间加上竖直向上的匀强电场，再经过相同时间小球又回到原出发点，不计空气阻力，且整个运动过程中小球从未落地，重力加速度为 g，则()A从加电场开始到小球返回原出发点的过程中，小球电势能减少了 mghB从加电场开始到小球下落最低点的过程中，小球动能减少了 mg
4、hC从开始下落到小球运动至最低点的过程中，小球重力势能减少了53mghD小球返回原出发点时的速度大小为 7gh5如图 2616 所示，两平行金属板水平放置，板长为 L，板间距离为 d，板间电压为 U，一不计重力、电荷量为 q 的带电粒子以初速度 v0沿两板的中线射入，经过 t 时间后恰好沿下板的边缘飞出，则()图 2616A在前t2时间内，电场力对粒子做的功为14UqB在后t2时间内，电场力对粒子做的功为38UqC在粒子下落的前d4和后d4过程中，电场力做功之比为 11D在粒子下落的前d4和后d4过程中，电场力做功之比为 126.如图 2617 所示，绝缘杆两端固定带电小球 A 和 B，轻杆处
5、于水平向右的匀强电场中，不考虑两球之间的相互作用，初始时杆与电场线垂直现将杆右移，同时顺时针转过 90，发现 A、B 两球电势能之和不变根据如图给出的位置关系，下列说法正确的是()3图 2617AA 一定带正电，B 一定带负电BA、B 两球所带电量的绝对值之比 qAqB12CA 球电势能一定增加D电场力对 A 球和 B 球做功的绝对值相等7如图 2618 所示，光滑绝缘细管与水平面成 30角，在管的上方 P 点固定一个点电荷Q，P 点与细管在同一竖直平面内，管的顶端 A 与 P 点连线水平电荷量为q 的小球(小球直径略小于细管内径)从管中A 处由静止开始沿管向下运动，在 A 处时小球的加速度为
6、 a.图中 PBAC，B 是 AC 的中点，不考虑小球电荷量对电场的影响则在Q 形成的电场中()图 2618AA 点的电势高于 B 点的电势BB 点的电场强度大小是 A 点的 4 倍C小球从 A 到 C 的过程中电势能先减小后增大D小球运动到 C 处的加速度为 ga8如图 2619 所示，相距为 L 的两条足够长的平行金属导轨，与水平面的夹角为，导轨上固定有质量为 m，电阻为 R 的两根相同的导体棒，导体棒 MN 上方轨道粗糙，下方光滑，整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为 B.将两根导体棒同时释放后，观察到导体棒 MN 下滑而 EF 保持静止，当 MN下滑速度最大时，EF
7、与轨道间的摩擦力刚好到达最大静摩擦力，下列叙述正确的是()图 26194A导体棒 MN 的最大速度为2mgRsin B2L2B导体棒 EF 与轨道之间的最大静摩擦力为 mgsin C导体棒 MN 受到的最大安培力为 mgsin D导体棒 MN 所受重力的最大功率为m2g2Rsin2B2L39.(多选)如图 1 所示，绝缘粗糙斜面体固定在水平地面上，斜面所在空间存在平行于斜面向上的匀强电场 E，轻弹簧一端固定在斜面顶端，另一端拴接一不计质量的绝缘薄板.一带正电的小滑块，从斜面上的 P点处由静止释放后，沿斜面向上运动，并能压缩弹簧至 R 点(图中未标出)，然后返回，则()图 1A.滑块从 P 点运
8、动到 R 点的过程中，其机械能增量等于电场力与弹簧弹力做功之和B.滑块从 P 点运动到 R 点的过程中，电势能的减小量大于重力势能和弹簧弹性势能的增加量之和C.滑块返回时能到达的最低位置在 P 点的上方D.滑块最终停下时，克服摩擦力所做的功等于电势能的减小量与重力势能增加量之差10.(多选)如图 2 所示，匀强电场的电场强度为 E，方向水平向左，一带电量为q，质量为 m 的物体放在光滑水平面上，在恒力 F 作用下由静止开始从 O 点向右做匀加速直线运动，经时间 t 力 F 做功 60 J，此后撤去力 F，物体又经过相同的时间 t 回到出发点 O，设 O 点的电势能为零，则下列说法正确的是()图
9、 2A.物体回到出发点的速度与撤去力 F 时的速度大小之比为 21B.恒力 F4qEC.撤去力 F 时，物体的电势能为 45 JD.在撤去力 F 之前的任一时刻，动能与电势能之比均为 1311.(多选)如图 3 所示，物体 A 和带负电的物体 B 用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，A、B 的质量分别是 m和 2m，劲度系数为 k 的轻质弹簧一端固定在水平面上.另一端与物体 A 相连，倾角为的斜面处于沿斜面向上的匀强电场中， 整个系统不计一切摩擦.开始时， 物体 B 在一沿斜面向上的外力 F3mgsin 的作用下保持5静止且轻绳恰好伸直，然后撤去外力 F，直到物体 B 获得最大速度，且弹簧未超过弹性限
10、度，则在此过程中()图 3A.对于物体 A、B、弹簧和地球组成的系统，电场力做功等于该系统增加的机械能B.物体 A、弹簧和地球所组成的系统机械能增加量等于物体 B 电势能的减少量C.B 的速度最大时，弹簧的伸长量为3mgsin RD.撤去外力 F 的瞬间，物体 B 的加速度为3gsin 212.(多选)如图 4 所示，在一竖直平面内，BCDF 段是半径为 R 的圆弧挡板，AB 段为直线型挡板(长为4R)，两者在 B 点相切，37，C、F 两点与圆心等高，D 在圆弧形挡板的最低点，所有接触面均光滑、绝缘，挡板处于场强为 E，方向水平向左的匀强电场中，现将带电量为q、质量为 m 的小球从挡板内侧的
11、A 点由静止释放， 小球沿挡板内侧 ABCDF 运动到 F 点后抛出， 在这段运动过程中， 下列说法正确的是(sin 370.6，cos 370.8)()图 4A.匀强电场的场强大小可能等于3mg5qB.小球运动到 D 点时动能一定不是最大C.小球机械能增加量的最大值为 2.6qERD.小球从 B 到 D 运动过程中，动能的增量为 1.8mgR0.8EqR13.质量为 m、长度为 l 的金属棒 MN 两端由绝缘且等长轻质细线水平悬挂，处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B.开始时细线竖直，当金属棒中通以恒定电流后，金属棒从最低点向右开始摆动，若已知细线与竖直方向的最大夹角为 60，如图
12、 5 所示，则棒中电流()6图 5A.方向由 M 向 N，大小为3mg3BlB.方向由 N 向 M，大小为3mg3BlC.方向由 M 向 N，大小为3mgBlD.方向由 N 向 M，大小为3mgBl14.(多选)如图 6 所示，光滑的水平轨道 AB 与半径为 R 的光滑的半圆形轨道 BCD 相切于 B 点，水平轨道 AB 部分存在水平向右的匀强电场 E， 半圆形轨道处于竖直平面内， B 为最低点， D 为最高点.一质量为 m、带正电的小球从距 B 点 x 的位置在电场力的作用下由静止开始沿 AB 向右运动，并能恰好通过最高点 D，则下列物理量的变化对应关系正确的是()图 6A.其他条件不变，R
13、 越大，x 越大B.其他条件不变，m 越大，x 越大C.其他条件不变，E 越大，x 越大D.其他条件不变，R 越大，小球经过 B 点瞬间对轨道的压力越大15.(多选)如图 7 所示，竖直平面内有两条水平的平行虚线 ab、cd，间距为 d，其间(虚线边界上无磁场)有磁感应强度为 B 的匀强磁场，一个正方形线框边长为 L，质量为 m，电阻为 R.线框位于位置 1 时，其下边缘到 ab 的距离为 h.现将线框从位置 1 由静止释放，依次经过 2、3、4 三个位置，其下边框刚进入磁场和刚要穿出磁场时的速度相等，重力加速度为 g，下列说法正确的是()7图 7A.线框在经过 2、3、4 三个位置时，位置
14、3 时线框速度一定最小B.线框进入磁场过程中产生的电热 Qmg(dL)C.线框从位置 2 下落到位置 4 的过程中加速度一直减小D.线框在即将到达位置 3 的瞬间克服安培力做功的瞬时功率为2B2L2ghdLR16.如图 8 甲所示，左侧接有定值电阻 R2 的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度 B1 T，导轨间距 L1 m.一质量 m2 kg，阻值 r2 的金属棒在水平拉力 F 作用下由静止开始从CD 处沿导轨向右加速运动，金属棒的 vx 图象如图乙所示，若金属棒与导轨间动摩擦因数0.25，则从起点发生 x1 m 位移的过程中(g10 m/s2)()图 8A.金属棒克服安培力做
15、的功 W10.5 JB.金属棒克服摩擦力做的功 W24 JC.整个系统产生的总热量 Q4.25 JD.拉力做的功 W9.25 J17.如图 9 所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨与定值电阻 R1和 R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一导体棒 ab，质量为 m，导体棒的电阻 R0与固定电阻 R1和 R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒 ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为 v 时，受到安培力的大小为 F.此时()8图 9A.电阻 R1消耗的热功率为Fv3B.电阻 R0消耗的热功率为Fv6C.整个装置消耗的热功率为mgvsin D.整个装置消耗的机械功率为(Fmgcos )v1
16、8.(多选)如图 10 所示，同一竖直面内的正方形导线框 a、b 的边长均为 l，电阻均为 R，质量分别为 2m和 m.它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为 2l、磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域.开始时，线框 b 的上边与匀强磁场的下边界重合，线框 a 的下边到匀强磁场的上边界的距离为 l.现将系统由静止释放，当线框 b 全部进入磁场时，a、b 两个线框开始做匀速运动.不计摩擦和空气阻力，则()图 10A.a、b 两个线框匀速运动的速度大小为2mgRB2l2B.线框 a 从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间为3B2l3mgRC.从开始匀速运动到
17、线框 a 全部进入磁场的过程中，线框 a 所产生的焦耳热为 mglD.从开始匀速运动到线框 a 全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做功为 2mgl19.如图 11 所示，在竖直平面内有一质量为 2m 的光滑“”形线框 DEFC，EF 长为 L，电阻为 r；FCED2L，电阻不计.FC、ED 的上半部分(长为 L)处于匀强磁场区域中，且 FC、ED 的中点与其下边界重合.质量为 m、电阻为 3r 的金属棒用最大拉力为 2mg 的绝缘细线悬挂着，其两端与 C、D 两端点接触良好，处在磁感应强度为 B 的匀强磁场区域中，并可在 FC、ED 上无摩擦滑动.现将“”形线框由静止释放，当EF 到达磁
18、场区域的下边界时速度为 v，细线刚好断裂，区域内磁场消失.重力加速度为 g.求：9图 11(1)整个过程中，线框克服安培力做的功；(2)EF 刚要出磁场时产生的感应电动势；(3)线框的 EF 边追上金属棒 CD 时，金属棒 CD 的动能.20.如图 12 所示，整个空间存在水平向右的匀强电场，场强 E2103V/m，在电场中的水平地面上，放有质量 M2 kg 的不带电绝缘木板， 处于静止状态.现有一质量为 m2 kg， 所带负电荷为 q1103C 的绝缘物块(可看作质点)，以水平向右的初速度 v08 m/s 滑上木板左端.已知木板与水平地面间的动摩擦因数10.1，物块与木板间的动摩擦因数20.
19、3，物块在运动过程中始终没有从木板上滑下，g 取 10 m/s2.求：图 12(1)放上物块瞬间，物块和木板的加速度分别是多少；(2)木板至少多长，才能保证物块不从木板上掉下来；(3)从物块滑上木板到物块与木板达到共速的过程中，系统产生的热量 Q.21.如图 13 所示， 绝缘光滑水平面与半径为 R 的竖直光滑半圆轨道相切于 C.竖直直径 GC 左侧空间存在足够大匀强电场， 其电场强度方向水平向右.GC 右侧空间处处存在匀强磁场， 其磁感应强度垂直纸面水平向里.一质量为 m， 电荷量为 q 的带正电滑块(可视为质点)在 A 点由静止释放， 滑块恰好能通过圆周的最高点 G进入电场.已知匀强电场场
20、强大小为 Emgq，AC 间距为 L4R，重力加速度为 g.求：图 13(1)滑块在 G 点的速度 vG；(2)匀强磁场的磁感应强度 B 的大小；10(3)滑块落回水平面的位置距离 C 点的距离 x.22如图 2610 所示，两根正对的平行金属直轨道 MN、MN位于同一水平面上，两轨道之间的距离 l0.50 m轨道的 M、M端之间接一阻值 R0.40 的定值电阻，N、N端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道 NP、NP平滑连接，两半圆轨道的半径均为 R00.50 m图 2610直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度 B0.64 T 的匀强磁场中，磁场区域的宽度 d0.80 m，且其右边界与 N
21、N重合现有一质量 m0.20 kg、电阻 r0.10 的导体杆 ab 静止在距磁场的左边界 s2.0 m 处在与杆垂直的水平恒力 F2.0 N 的作用下导体杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去 F，结果导体杆恰好能通过半圆形轨道的最高点 PP.已知导体杆在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆与直轨道之间的动摩擦因数0.10，轨道的电阻可忽略不计，取 g10 m/s2，求：(1)导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流的大小和方向；(2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻 R 上的电荷量；(3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热23.如图 6 所示，两根足够长的固定的平行金属
22、导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为 L，导轨上面横放着两根导体棒 ab 和 cd，构成矩形回路，两根导体棒的质量皆为 m，电阻皆为 R，回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为 B。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒 cd 静止，棒 ab 有指向棒 cd 的初速度 v0，若两导体棒在运动中始终不接触，求：图 6(1)在运动中产生的焦耳热 Q 最多是多少？(2)当 ab 棒的速度变为初速度的34时，cd 棒的加速度 a 是多少？24.如图 7 所示，竖直平面 MN 与纸面垂直，MN 右侧的空间内存在着垂直纸面向内的匀强磁场和水平向左的匀强电场
23、，MN 左侧的水平面光滑，右侧的水平面粗糙。质量为 m 的物体 A 静止在 MN 左侧的水平面上，已知物体 A 带负电，所带电荷量的大小为 q。一质量为13m、不带电的物体 B 以速度 v0冲向物体 A 并发生弹性碰撞，碰撞前后物体 A 的电荷量保持不变。A 与 MN 右侧的水平面的动摩擦因数为，重力加速度的大小为 g，磁感应强度的大小为 B3mgqv0，电场强度的大小为 E4mgq。已知物体 A 在 MN 右侧区域中运动到与 MN 的距11离为 l 的 C 点(图中未画出)时，速度达到最大值。物体 A、B 均可以看作质点，重力加速度为 g。求：图 7(1)碰撞后物体 A 的速度大小；(2)物
24、体 A 从进入 MN 右侧区域到运动到 C 点的过程中克服摩擦力所做的功 W。25.如图 4 所示，光滑绝缘水平面 AB 与倾角37，长 L5 m 的固定绝缘斜面 BC 在 B 处平滑相连，在斜面的 C 处有一与斜面垂直的弹性绝缘挡板。质量 m0.5 kg、带电荷量 q5105C 的绝缘带电小滑块(可看作质点)置于斜面的中点 D，整个空间存在水平向右的匀强电场，场强 E2105N/C，现让滑块以 v014 m/s的速度沿斜面向上运动。设滑块与挡板碰撞前后所带电荷量不变、速度大小不变，滑块和斜面间的动摩擦因数0.1。(g 取 10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：图 4(1
25、)滑块沿斜面向上运动的加速度大小；(2)滑块运动的总路程。12高考押题专练高考押题专练1如图 2613 所示，质量为 m 的金属线框 A 静置于光滑水平面上，通过细绳跨过定滑轮与质量为 m的物体 B 相连，图中虚线内为一水平匀强磁场，d 表示 A 与磁场左边界的距离，不计滑轮摩擦及空气阻力，设B 下降 h(hd)高度时的速度为 v，则以下关系中能够成立的是()图 2613Av2ghBv22ghCA 产生的热量 Qmghmv2DA 产生的热量 Qmgh12mv2【解析】由于线框在磁场内的运动情况未知，故不能判断 v 与 h 的具体关系，故 A、B 错误；根据题意，线框 A 进入磁场的过程克服安培
26、力做功，线框 A 产生的热量为 Q，对 A、B 构成的系统，在 B 下降 h 高度的过程中，据能量转化与守恒定律有 mgh122mv2Q，Qmghmv2，故选项 C 正确【答案】C2 如图 266 甲， 倾角为的光滑绝缘斜面， 底端固定一带电量为 Q 的正点电荷 将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上 A 点由静止释放，小物块沿斜面向上滑动至最高点 B 处，此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图象如图乙(E1和 x1为已知量)已知重力加速度为 g，静电力常量为 k，由图象可求出()图 266A小物块的带电量BA、B 间的电势差C小物块的质量D小物块速度最大时到斜面底端的距离【解析】小物块
27、在 B 点时 E1mgx1sin ，解得 mE1gx1sin ，选项 C 正确；小物块由 A 到 B 的过程中，据13动能定理，可得 qUABWG0，由功能关系知 WGE1，故有 qUABE1，故只能求得小物块由 A 到 B 的过程中电场力所做的功(或小物块电势能的减少量)，无法求出小物块的带电量及 A、B 两点间的电势差，选项 A、B错误； 小物块向上运动的过程中， 开始时库仑力大于重力沿斜面向下的分力， 小物块向上加速， 随着向上运动，库仑力减小，当库仑力等于重力沿斜面向下的分力时，小物块的速度达到最大，此时有 mgsin kQqr2，因 q未知，故无法求得小物块到斜面底端的距离 r，选项
28、 D 错误【答案】C3如图 2615 所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为 d，其右端接有阻值为 R 的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中一质量为 m(质量分布均匀)的导体杆 ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力 F 作用下从静止开始沿导轨运动距离 l 时， 速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直) 设杆接入电路的电阻为 r，导轨电阻不计，重力加速度大小为 g.则此过程中()图 2615A杆的速度最大值为FmgRB2d2B安培力做的功等于电阻 R 上产生的热量C恒力
29、F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D恒力 F 做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量【解析】当杆达到最大速度 vm时，FmgB2d2vmRr0 得 vmFmgRrB2d2，A 错；安培力做的功等于电阻 R 和 r 上产生的热量，B 错；在杆从开始到达到最大速度的过程中由动能定理得 WFWfW安Ek，其中 Wfmgl，W安Q，恒力 F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量与回路产生的焦耳热之和，C 错；恒力 F 做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和，D 对【答案】D4质量为 m 的带正电小球由空中某点自由下落，下落高度 h 后在整个空间加上竖直向
30、上的匀强电场，再经过相同时间小球又回到原出发点，不计空气阻力，且整个运动过程中小球从未落地，重力加速度为 g，则()A从加电场开始到小球返回原出发点的过程中，小球电势能减少了 mghB从加电场开始到小球下落最低点的过程中，小球动能减少了 mgh14C从开始下落到小球运动至最低点的过程中，小球重力势能减少了53mghD小球返回原出发点时的速度大小为 7gh【解析】小球先做自由落体运动，然后受电场力和重力向下做匀减速到速度为零，再向上做匀加速回到出发点设小球下落高度 h 用了 t 秒，加上电场后小球的加速度大小为 a，加上电场时速度为 v，规定向下为正方向，由运动学公式：12gt2gtt12at2
31、0，解得 a3g，由 v22gh，解得 v 2gh；根据牛顿第二定律，F电mgma， 得 F电4mg， 因此， 从加电场开始到小球返回原出发点的过程中， 电场力做功为 W电F电h4mgh，根据电场力做功和电势能的关系，可知小球的电势能的减少量为Ep4mgh，故选项 A 错误；从加电场开始到小球下落最低点的过程中，小球动能减少量为Ek12mv20mgh，选项 B 正确；从加电场开始到小球下落最低点的过程中，设下落高度为 h，由运动学公式：v22ah，解得 hh3，从开始下落到小球运动至最低点的过程中，重力做功为 WGmg(hh)43mgh，根据重力做功和重力势能的关系，可知小球的重力势能的减少量
32、为Ep43mgh，选项 C 错误；设小球返回到原出发点时的速度为 v，由动能定理，可得12mv23mg(hh)，解得 v 8gh，选项 D 错误【答案】B5如图 2616 所示，两平行金属板水平放置，板长为 L，板间距离为 d，板间电压为 U，一不计重力、电荷量为 q 的带电粒子以初速度 v0沿两板的中线射入，经过 t 时间后恰好沿下板的边缘飞出，则()图 2616A在前t2时间内，电场力对粒子做的功为14UqB在后t2时间内，电场力对粒子做的功为38UqC在粒子下落的前d4和后d4过程中，电场力做功之比为 11D在粒子下落的前d4和后d4过程中，电场力做功之比为 12【解析】粒子在两平行金属
33、板间做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，在前后两个t2的时间内沿电场线方向的位移之比为 13，则在前t2时间内，电场力对粒子做的功为18Uq，在后t2时间内，电场力对粒子做的功为38Uq，选项 A 错，B 对；由 WEqs 知在粒子下落的前d4和后d415过程中，电场力做功之比为 11，选项 C 对，D 错【答案】BC6.如图 2617 所示，绝缘杆两端固定带电小球 A 和 B，轻杆处于水平向右的匀强电场中，不考虑两球之间的相互作用，初始时杆与电场线垂直现将杆右移，同时顺时针转过 90，发现 A、B 两球电势能之和不变根据如图给出的位置关系，下列说法正确
34、的是()图 2617AA 一定带正电，B 一定带负电BA、B 两球所带电量的绝对值之比 qAqB12CA 球电势能一定增加D电场力对 A 球和 B 球做功的绝对值相等【解析】电场力做功与路径无关，两个小球在杆右移后两球所在位置处电势都降低，而两个小球组成的系统的电势能之和不变，那么电场力对其中一个做正功，对另一个一定做负功，做功的绝对值相同，两个小球一定带异种电荷，但不能准确判断每一个小球所带电荷的电性，A、C 错误，D 正确；由电势能变化之和为零得EqBLEqA2L，即|qA|qB|12，B 正确【答案】BD7如图 2618 所示，光滑绝缘细管与水平面成 30角，在管的上方 P 点固定一个点
35、电荷Q，P 点与细管在同一竖直平面内，管的顶端 A 与 P 点连线水平电荷量为q 的小球(小球直径略小于细管内径)从管中A 处由静止开始沿管向下运动，在 A 处时小球的加速度为 a.图中 PBAC，B 是 AC 的中点，不考虑小球电荷量对电场的影响则在Q 形成的电场中()图 2618AA 点的电势高于 B 点的电势BB 点的电场强度大小是 A 点的 4 倍C小球从 A 到 C 的过程中电势能先减小后增大16D小球运动到 C 处的加速度为 ga【解析】在正电荷产生的电场中，离电荷越近电势越高，因此 B 点的电势高于 A 点的电势，A 错误；根据点电荷电场强度的决定式得 EAkQPA2，EBkQP
36、B2，由几何关系得 PA2PB，解得 EB4EA，B 正确；小球从 A到 C 的过程中，电场力先做正功后做负功，因此电势能先减小后增大，C 正确；小球在 A、C 两处受到的电场力大小相等，对小球受力分析，在 A 处，由牛顿第二定律得 mgsin 30Fcos 30ma，在 C 处，由牛顿第二定律得 mgsin 30Fcos 30maC，解得 aCga，D 正确【答案】BCD8如图 2619 所示，相距为 L 的两条足够长的平行金属导轨，与水平面的夹角为，导轨上固定有质量为 m，电阻为 R 的两根相同的导体棒，导体棒 MN 上方轨道粗糙，下方光滑，整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应
37、强度为 B.将两根导体棒同时释放后，观察到导体棒 MN 下滑而 EF 保持静止，当 MN下滑速度最大时，EF 与轨道间的摩擦力刚好到达最大静摩擦力，下列叙述正确的是()图 2619A导体棒 MN 的最大速度为2mgRsin B2L2B导体棒 EF 与轨道之间的最大静摩擦力为 mgsin C导体棒 MN 受到的最大安培力为 mgsin D导体棒 MN 所受重力的最大功率为m2g2Rsin2B2L3【解析】 当导体棒 MN 匀速运动时速度最大， 由平衡条件得 mgsin B2L2v2R， 则得最大速度为 v2mgRsin B2L2，选项 A 正确；由题意知，当 MN 下滑的速度最大时，EF 与轨道
38、间的摩擦力刚好达到最大静摩擦力，两棒所受的安培力大小相等，方向相反，则对 EF 棒，有 mgsin B2L2v2Rfm，则可得最大静摩擦力为 fm2mgsin ，选项 B 错误；导体棒 MN 匀速运动时速度最大，感应电流最大，所受的安培力也最大，由平衡条件可知，最大安培力为 Fmmgsin ，选项 C 正确；导体棒 MN 所受重力的最大功率为 Pmmgsin v2m2g2Rsin2B2L2，选项 D错误【答案】AC9.(多选)如图 1 所示，绝缘粗糙斜面体固定在水平地面上，斜面所在空间存在平行于斜面向上的匀强电17场 E，轻弹簧一端固定在斜面顶端，另一端拴接一不计质量的绝缘薄板.一带正电的小滑
39、块，从斜面上的 P点处由静止释放后，沿斜面向上运动，并能压缩弹簧至 R 点(图中未标出)，然后返回，则()图 1A.滑块从 P 点运动到 R 点的过程中，其机械能增量等于电场力与弹簧弹力做功之和B.滑块从 P 点运动到 R 点的过程中，电势能的减小量大于重力势能和弹簧弹性势能的增加量之和C.滑块返回时能到达的最低位置在 P 点的上方D.滑块最终停下时，克服摩擦力所做的功等于电势能的减小量与重力势能增加量之差【答案】BC【解析】在小滑块开始运动到到达 R 点的过程中，电场力做的功转化为小滑块的重力势能、弹簧的弹性势能以及内能.滑块从 P 点运动到 R 点的过程中，其机械能增量等于电场力与弹簧弹力
40、做功、摩擦力做功之和.故 A 错误；电场力做的功转化为小滑块的重力势能、弹簧的弹性势能以及内能，所以电势能的减小量大于重力势能和弹簧弹性势能的增加量之和.故 B 正确；小滑块运动的过程中，由于摩擦力做功，小滑块的机械能与电势能的和减小，所以滑块返回时能到达的最低位置在 P 点的上方，不能再返回 P 点.故 C 正确；滑块运动的过程中，由于摩擦力做功，小滑块的机械能与电势能的和逐渐减小，所以滑块最终停下时，克服摩擦力所做的功等于电势能的减小量与重力势能增加量、弹性势能增加量之差.故 D 错误.10.(多选)如图 2 所示，匀强电场的电场强度为 E，方向水平向左，一带电量为q，质量为 m 的物体放
41、在光滑水平面上，在恒力 F 作用下由静止开始从 O 点向右做匀加速直线运动，经时间 t 力 F 做功 60 J，此后撤去力 F，物体又经过相同的时间 t 回到出发点 O，设 O 点的电势能为零，则下列说法正确的是()图 2A.物体回到出发点的速度与撤去力 F 时的速度大小之比为 21B.恒力 F4qEC.撤去力 F 时，物体的电势能为 45 JD.在撤去力 F 之前的任一时刻，动能与电势能之比均为 13【答案】ACD18【解析】在恒力 F 作用下的加速度大小为 a1，撤去恒力 F 后的加速度大小为 a2，匀加速运动的位移大小 x112a1t2，撤去拉力后的位移大小 x2a1tt12a2t2根据
42、 x1x2得 a23a1.根据牛顿第二定律得， a1FF电m， a2F电m， 联立解得 F电qE34F.故 B 错误.11.(多选)如图 3 所示，物体 A 和带负电的物体 B 用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，A、B 的质量分别是 m和 2m，劲度系数为 k 的轻质弹簧一端固定在水平面上.另一端与物体 A 相连，倾角为的斜面处于沿斜面向上的匀强电场中， 整个系统不计一切摩擦.开始时， 物体 B 在一沿斜面向上的外力 F3mgsin 的作用下保持静止且轻绳恰好伸直，然后撤去外力 F，直到物体 B 获得最大速度，且弹簧未超过弹性限度，则在此过程中()图 3A.对于物体 A、B、弹簧和地球组成的系统，电
43、场力做功等于该系统增加的机械能B.物体 A、弹簧和地球所组成的系统机械能增加量等于物体 B 电势能的减少量C.B 的速度最大时，弹簧的伸长量为3mgsin RD.撤去外力 F 的瞬间，物体 B 的加速度为3gsin 2【答案】AC【解析】根据能量守恒可知，物体 A、弹簧和地球所组成的系统机械能增加量等于物体 B 电势能的减少量和 B 物体机械能的减小量之和， 故 B 错误； 当 B 所受的合力为零时， B 的速度最大， 由： kxF电2mgsin 解得弹簧的伸长量为：x3mgsin k，故 C 正确；开始时，外力 F 作用在 B 上，B 处于静止状态，对 B 分析可知：F2mgsin F电0解
44、得： F电mgsin .当撤去外力瞬间， 对 AB 整体分析， 整体受到的合力为： F合F电2mgsin 3mgsin由 F合3ma 可得 agsin ，故 D 错误.12.(多选)如图 4 所示，在一竖直平面内，BCDF 段是半径为 R 的圆弧挡板，AB 段为直线型挡板(长为4R)，两者在 B 点相切，37，C、F 两点与圆心等高，D 在圆弧形挡板的最低点，所有接触面均光滑、绝缘，挡板处于场强为 E，方向水平向左的匀强电场中，现将带电量为q、质量为 m 的小球从挡板内侧的A 点由静止释放， 小球沿挡板内侧 ABCDF 运动到 F 点后抛出， 在这段运动过程中， 下列说法正确的是(sin 37
45、0.6，cos 370.8)()19图 4A.匀强电场的场强大小可能等于3mg5qB.小球运动到 D 点时动能一定不是最大C.小球机械能增加量的最大值为 2.6qERD.小球从 B 到 D 运动过程中，动能的增量为 1.8mgR0.8EqR【答案】BC【解析】小球能沿挡板 ABC 内侧运动，则有：qEcos 37mgsin 37，则得：E3mg4q，故场强大小不可能等于3mg5q.故 A 错误；小球在复合场中受重力和电场力，所以小球运动到合力方向上时动能最大，则知在CD 之间的某一点上时动能最大，故 B 正确；小球运动到 C 点时，电场力做正功最多，小球的机械能增加量最大，所以小球机械能增加量
46、的最大值为EqE4Rcos 53R(1cos 37)2.6qER，故 C 正确；小球从 B 到 D 运动过程中， 根据动能定理得： 动能的增量为EkmgR(1sin 37)qERcos 371.6mgR0.8qER，故 D 错误.13.质量为 m、长度为 l 的金属棒 MN 两端由绝缘且等长轻质细线水平悬挂，处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B.开始时细线竖直，当金属棒中通以恒定电流后，金属棒从最低点向右开始摆动，若已知细线与竖直方向的最大夹角为 60，如图 5 所示，则棒中电流()图 5A.方向由 M 向 N，大小为3mg3BlB.方向由 N 向 M，大小为3mg3BlC.方向由
47、M 向 N，大小为3mgBl20D.方向由 N 向 M，大小为3mgBl【答案】B【解析】平衡时两悬线与竖直方向夹角均为，故导线受到向右的安培力，根据左手定则，可判断金属棒中的电流方向由 N 指向 M；金属棒 MN 所受安培力的方向垂直于 MN 和磁场方向向右，由于棒向上运动的过程中重力和安培力做功， 细线的拉力不做功， 设细线的长度为 x， 由功能关系得： BIlxsin mg(xxcos)0 解方程得：I3mg3Bl.14.(多选)如图 6 所示，光滑的水平轨道 AB 与半径为 R 的光滑的半圆形轨道 BCD 相切于 B 点，水平轨道 AB 部分存在水平向右的匀强电场 E， 半圆形轨道处于
48、竖直平面内， B 为最低点， D 为最高点.一质量为 m、带正电的小球从距 B 点 x 的位置在电场力的作用下由静止开始沿 AB 向右运动，并能恰好通过最高点 D，则下列物理量的变化对应关系正确的是()图 6A.其他条件不变，R 越大，x 越大B.其他条件不变，m 越大，x 越大C.其他条件不变，E 越大，x 越大D.其他条件不变，R 越大，小球经过 B 点瞬间对轨道的压力越大【答案】AB【解析】小球在 BCD 部分做圆周运动，在 D 点，由牛顿第二定律有：mgmv2DR，小球由 B 到 D 的过程中机械能守恒：12mv2Bmg2R12mv2D，联立解得：vB 5gR，R 越大，小球经过 B
49、点时的速度越大，则x 越大，选项 A 正确；小球由 A 到 B，由动能定理得：qEx12mv2B，将 vB 5gR代入得：qEx52mgR，知m 越大，x 越大，B 正确；E 越大，x 越小，C 错误；在 B 点有：FNmgmv2BR，将 vB 5gR代入得：FN6mg，选项 D 错误.15.(多选)如图 7 所示，竖直平面内有两条水平的平行虚线 ab、cd，间距为 d，其间(虚线边界上无磁场)有磁感应强度为 B 的匀强磁场，一个正方形线框边长为 L，质量为 m，电阻为 R.线框位于位置 1 时，其下边缘到 ab 的距离为 h.现将线框从位置 1 由静止释放，依次经过 2、3、4 三个位置，其
50、下边框刚进入磁场和21刚要穿出磁场时的速度相等，重力加速度为 g，下列说法正确的是()图 7A.线框在经过 2、3、4 三个位置时，位置 3 时线框速度一定最小B.线框进入磁场过程中产生的电热 Qmg(dL)C.线框从位置 2 下落到位置 4 的过程中加速度一直减小D.线框在即将到达位置 3 的瞬间克服安培力做功的瞬时功率为2B2L2ghdLR【答案】AD【解析】线框进入磁场的过程做加速度减小的减速运动，完全进入磁场后做加速度为 g 的匀加速运动，则知 3 位置时线框速度最小，故 A 正确；由功能关系可知，线框进入磁场中减小的重力势能等于电热，即Qmgd，故 B 错误；由于线框在完全进入磁场后