新课标2021年高二物理暑假作业19《电场、磁场》.docx

【KS5U原创】新课标2021年高二物理暑假作业19电场、磁场学校:_姓名：_班级：_考号：_一、选择题（本题共6道小题）1.一个负电荷由A点射入电场，只在电场力作用下减速运动到B点，由此可知（）A电场力对电荷做正功B电荷的电势能越来越小C电场力对电荷做负功D电荷的电势能和动能的总量在减小2.用塑料梳子梳头时，塑料梳子和头发都会带电，其缘由是（）A摩擦制造了电荷B静电感应制造了电荷C电子在梳子和头发之间发生了转移D质子在梳子和头发之间发生了转移3.电场线分布如图所示，电场中a，b两点的电场强度大小分别为已知Ea和Eb，电势分别为a和b，则（）AEaEb，abBEaEb，abCEaEb，abDEaEb，ab4.如图所示，竖直向上的匀强电场中，一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上，上端连接一带正电小球，小球静止时位于N点，弹簧恰好处于原长状态保持小球的带电量不变，现将小球提高到M点由静止释放则释放后小球从M运动到N过程中（） A 小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变 B 小球重力势能的削减量等于小球电势能的增加 C 弹簧弹性势能的削减量等于小球动能的增加量 D 小球动能的增加量等于电场力和重力做功的代数和5.如图所示，以O点为圆心，以R=0.20m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x轴正方向成=60角，已知a、b、c 三点的电势分别为V、4V、V，则下列说法正确的是（）A该匀强电场的场强E=40V/mB该匀强电场的场强E=80V/mCd点的电势为VDd点的电势为4V6.如图所示，平行板电容器与电动势为E的电流电源连接，上级板A接地，一带负电油滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下级板B竖直向下移动一小段距离，则（） A 带电油滴所受电场力不变 B P点的电势将上升 C 带电油滴的电势能增大 D 电容器的电容减小，极板带电量增大二、试验题（本题共2道小题）7.美国物理学家密立根通过如图所示的试验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴试验。如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，图中油滴由于带负电悬浮在两板间保持静止。（1）若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有_。A油滴质量m B两板间的电压UC两板间的距离d D两板的长度L（2）用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=_（已知重力加速度为g）（3）在进行了几百次的测量以后，密立根发觉油滴所带的电荷量虽不同，但都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小电荷量被认为是元电荷，其值为e=_C。8.如图所示，水平放置的平行板电容器，原来AB两板不带电，B极板接地，它的极板长L= 0.1m，两板间距离d = 0.4 cm，现有一微粒质量m=2.010-6kg，带电量q=+1.010-8C，以确定初速度从两板中心平行于极板射入，由于重力作用微粒恰好能落到A板上中点O处，取g=10m/s2试求：（1）带电粒子入射初速度的大小；（2）现使电容器带上电荷，使带电微粒能从平行板电容器的右侧射出，则带电后A板的电势范围为多少？ks5u三、计算题（本题共3道小题）9.如图所示，等边三角形AQC的边长为2L，P、D分别为AQ、AC的中点水平线QC以下是向左的匀强电场，区域（梯形PQCD）内有垂直纸面对里的匀强磁场，磁感应强度大小为B0；区域（三角形APD）内的磁场方向垂直纸面对里，区域（虚线PD之上、三角形APD以外）的磁场与区域内大小相等、方向相反带正电的粒子从Q点正下方、距离Q点为L的O点以某一速度射入电场，在电场作用下以速度v0垂直QC到达该边中点N，经区域再从P点垂直AQ射入区域（粒子重力忽视不计）（1）求该粒子的比荷；（2）求该粒子从O点运动到N点的时间t1和匀强电场的电场强度E；（3）若区域和区域内磁场的磁感应强度大小为3B0，则粒子经过一系列运动后会返回至O点，求粒子从N点动身再回到N点的运动过程所需的时间t10.如图，坐标系xOy在竖直平面内，第一象限内分布匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面对外；其次象限内分布着沿x轴正方向的水平匀强电场，场强大小，质量为m、电荷量为+q的带电粒子从A点由静止释放，A点坐标为（L，），在静电力的作用下以确定速度进入磁场，最终落在x轴上的P点不计粒子的重力求：（1）带电粒子进入磁场时速度v的大小（2）P点与O点之间的距离11.如图甲所示，水平轨道光滑，小球质量为m，带电荷量为+q，可看做质点，空问存在不断变化的电场和磁场，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，磁感应强度的大小B=，方向垂直纸面对里电场强度在第1s、3s、5s、内方向水平向右，大小为E=，在第2s、4s、6s、内方向竖直向上，大小也为E=小球从零时刻开头在A点由静止释放，求：（l）t=l.5s时，小球与A点的直线距离大小；（2）在A点前方轨道正上方高度为h=位置有圆环水平放置，若带电小球恰好可以从圆环中心竖直穿过，求圆环中心与A点的水平距离大小试卷答案1.解：因只在电场力作用下减速运动到B点，则电场力做负功，电势能增加，动能减小，总能量守恒，则C正确故选：C2.解：用塑料梳子梳头发时，塑料梳子与头发相互摩擦，发生了电子的转移，从而使梳子和头发分别带上异种电荷，而相互吸引；故选：C3.解：依据电场线疏密表示电场强度大小，EaEb；依据沿电场线电势降低，ab，故ABD错误，C正确故选C4.： 解：A、由于有电场做功，故小球的机械能不守恒，小球的机械能与弹簧的弹性势能之和是转变的，故A错误B、由题意，小球受到的电场力等于重力在小球运动的过程中，电场力做功等于重力做功，小球从M运动到N过程中，毁灭的是重力势能减小转化为电势能和动能，故B错误；C、释放后小球从M运动到N过程中，弹性势能并没变，始终是0，故C错误D、由动能定律可得重力和电场力做功，小球动能增加，小球动能的增加量等于电场力和重力做功的代数和，故D正确故选：D5.解：由题意得，a、c间的电势差为：Uac=ac=4V（4V）=8V；a、c两点沿电场强度方向的距离为：d=2Rsin=20.2m=m；故该匀强电场的场强：E=V/m=40V/m；依据匀强电场中电势差与电场强度的关系式U=Ed，相等距离，电势差相等，由于a=4V，c=4V，可知，O点电势为0，而dO=Oa，则a、O间的电势差等于O、a间的电势差，可知，d点的电势为4V，故ABC错误，D正确；故选：D6.解：A、将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，依据E=得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动故A错误B、板间场强E减小，而P点与上极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与上极板间电势差将减小，而P点的电势低于上极板的电势，则知P点的电势将上升故B正确C、由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势上升，则油滴的电势能将减小故C错误D、依据电容的定义式C=，电容器与电源保持相连，则U不变，当C减小，则Q也减小故D错误故选：B7.（1）ABC。（2）。（3）1.610-19 C8.：（1）电容器不带电时，微粒做平抛运动，设初速度为v0，则有：，联立两式得：，代入数据得：v0=2.5m/s。（4分）（2）若使微粒能从电容器右侧射出，则要求A板的电势大于0，且B板接地电势等于0，则有，A板电势最小时，微粒刚好从A板右侧边缘射出，则有：，且：，联立以上各式 V。（3分）A板电势最大时，微粒刚好从B板右侧边缘射出，则有：，且有a2=a1，代入数据解得： V，综上可得：6V10V。（3分）9.解：（1）由题意可知，粒子在区域内做匀速圆周运动，轨道半径为：r1=L；由牛顿其次定律和洛伦兹力表达式得到：qvB=m解得：；（2）粒子从O点到N点过程中，竖直向上做速度为v0的匀速直线运动，则：t1=水平向右做末速度为零的匀减速直线运动，则：L=由牛顿其次定律得：QE=ma解得：E=2B0v0；（3）带电粒子在区域和区域内做匀速圆周运动，同理由牛顿其次定律和洛伦兹力表达式可得：r2=粒子从N点动身再回到N点的运动轨迹如图所示：在区域中匀速圆周运动周期：T1=；在区域中运动的时间：t2=2=；在区域和区域中匀速圆周运动周期：T2=；在区域和区域中运动时间：t2=；所以t=t2+t3=；答：（1）该粒子的比荷为；（2）该粒子从O点运动到N点的时间为，匀强电场的电场强度E为2B0v0；（3）粒子从N点动身再回到N点的运动过程所需的时间t为10.解：（1）设粒子进入磁场的速度为v，由动能定理得qEL=mv2又E=解得：v=（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，设半径为R由qvB=m解得：R=，设圆心为C点，则CP=R=，OC=LR=L在直角三角形COP中，有勾股定理的OP=L答：（1）带电粒子进入磁场时速度v的大小为（2）P点与O点之间的距离为L11.解：（1）在第1s内，小球向右做初速度为零的匀加速直线运动，1s末的速度：v1=at=t=1=g，1s内的位移：x1=at2=t2=12=g，在第内s内，小球受到的重力mg与电场力F=qE=mg，大小相等、方向相反，合力为零，小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由牛顿其次定律得：qv1B=m，解得：r1= m，小球做圆周运动的周期：T=1s，t=1.5s时，小球做圆周运动到达最高点，距水平面的高度为2r1，小球与A点间的距离：s=，解得：s= m；（2）第3s内小球向右做匀加速直线运动，加速度：a=g，第3s末，速度：v2=v1+at=2g，x2=v1t+at2=g，在第4s内，重力与电场力平衡，小球做匀速圆周运动，周期：T=1s，轨道半径：r2=2=，由此可知，在奇数秒内小球向右做匀加速直线运动，在偶数秒内小球在竖直平面内做匀速圆周运动，在圆轨道最低点，小球的速度：v1=g，v2=2g，v3=3g 圆的轨道半径为：r1=，r2=2，r3=3 在奇数秒内的位移：x1=，x2=，x3= 带电小球恰好可以从圆环中心竖直穿过，则圆轨道半径：r=h=4=r4，假如小球竖直向上穿过圆环，圆环与A点的水平距离：x=x1+x2+x3+x4+r4=（8g+）假如小球竖直向下穿过圆环，圆环与A点的水平距离：x=x1+x2+x3+x4r4=（8g）答：（l）t=l.5s时，小球与A点的直线距离大小为 m；（2）圆环中心与A点的水平距离大小为（8g+）m或（8g）