专题三　电场与磁场练习含答案--高考物理一轮复习

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1.2023年8月15日，游客在新疆吐鲁番的沙漠上游玩时，头发突然竖了起来。当时无风，但头顶乌云密布。下列相关说法正确的是（ ）
A.这是一种电磁感应现象B.这是一种静电感应现象
C.此时人的头与脚带异种电荷D.此时人应躺下或蹲下，并向高处撤离
2.带有等量异种电荷的一对平行金属板，如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大，即使在两极板之间，电场线也不是彼此平行的直线，而是如图所示的曲线，关于这种电场，下列说法正确的是（ ）
A.这种电场的电场线虽然是曲线，但是电场线的分布却是左右对称的，很有规律性，两板之间的电场，除边缘部分外，可以看作匀强电场
B.电场内部A点的电场强度小于B点的电场强度
C.电场内部A点的电场强度等于B点的电场强度
D.若将一不计重力的正电荷从电场中的A点由静止释放，它将沿着电场线方向运动到负极板
3.如图所示，O为等量异种点电荷连线的中点，A、B为连线上的点，C、D为其中垂线上的点，且A、B、C、D距O点距离相等，取无穷远处的电势为零。下列说法正确的是（ ）
A.A、B两点电势相等B.C、D两点电场强度不相同
C.O点电势为零，电场强度也为零D.沿中垂线移动电荷，静电力始终不做功
4.如图，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，O为圆心。质量为m、电荷量为q的带负电的粒子沿平行于直径MN的方向射入该区域，入射点P与MN的距离为12R，已知粒子射出磁场与射入磁场时速度方向间的夹角为60°，忽略粒子重力，则粒子的速率为（ ）
A.3qBR2m B.2qBRm C.2qBRm D.qBRm
5.（多选）某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗，在治疗过程中，来自质子源的质子（初速度为零）先被电场加速到具有较高的能量，然后被磁场引向轰击肿瘤，杀死其中恶性细胞，如图所示。若加速电场可看成单个匀强电场，质子的加速长度为L，加速的末速度为v，质子质量为m，电荷量为e，下列说法正确的是（ ）
A.质子在加速过程中电场力对其做正功，电势能减少
B.该加速电场的电场强度大小为E＝mv22eL
C.若要提高质子飞出时的动能，可在其他条件不变的情况下提高加速电压
D.质子击中肿瘤时的速率大于质子进入磁场时的速率
6.如图所示，在A处有平行于y轴的虚线，虚线左侧所有空间分布着水平向左的匀强电场，在虚线右侧所有空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在O点处，某时刻有一带负电的粒子以初速度v0沿y轴正方向运动，粒子从A（L，2L）点进入磁场，在磁场中运动一段时间后恰好又回到O点，已知粒子的质量为m，电荷量大小为q，不计粒子重力，求：
（1）电场强度的大小和带电粒子运动到A点的速度；
（2）磁感应强度大小和带电粒子从开始运动到恰好回到O点的时间。
专题三 电场与磁场
针对训练
1.B 游客在沙漠上游玩时，头顶乌云密布，头发突然竖了起来。这是由于乌云带电，人体产生了静电感应现象，头与云带异种电荷，由于脚与大地接触，脚不带电，此时人应躺下或蹲下，并向低洼处撤离，避免发生尖端放电现象。故选B。
2.D 由于题图中平行金属板形成的电场除边缘外的电场线之外，其余的也不是等间距的平行直线，所以不能看作匀强电场，选项A错误；从电场线分布看，A点的电场线比B点密，所以A点的电场强度大于B点的电场强度，选项B、C错误；A、B两点所在的电场线为一条直线，将一正电荷从电场中的A点由静止释放，它将沿着电场线方向运动到负极板，选项D正确。
3.D AB连线上的电场强度向右，沿电场线方向，电势逐渐降低，所以A点电势大于B点电势，故A错误；C、D两点到两点电荷的距离相等，由点电荷的电场强度公式与电场的叠加原理可知，C、D两点电场强度大小相等、方向相同，故B错误；等量异号电荷连线的中垂线是等势线，中垂线上O点的电势与无穷远处的电势相等且为零，沿中垂线移动电荷，静电力始终不做功，但O点的电场强度不为零，电场强度方向向右，故C错误，D正确。
4.B 粒子的运动轨迹如图所示，由几何关系可知∠OPO'＝60°，∠AO'P＝30°，∠POO'＝90°，则粒子的运动半径为r＝2R，根据qvB＝mv2r，得粒子的速率为v＝2qBRm，故选B。
5.ABC 质子在加速过程中，速度增大，电场力对其做正功，电势能减少，故A正确；根据动能定理有eEL＝12mv2，解得E＝mv22eL，故B正确；根据动能定理可知eU＝12mv2，则若要提高质子飞出时的动能，可在其他条件不变的情况下提高加速电压，故C正确；质子进入磁场后，洛伦兹力不做功，则质子的速率不变，所以质子击中肿瘤时的速率等于质子进入磁场时的速率，故D错误。
6.（1）mv022Lq 2v0，方向与x轴正方向成45°角向上
（2）mv02qL 3π+4Lv0
解析：（1）作出粒子运动轨迹，如图所示
粒子在电场中做类平抛运动，则有
2L＝v0t1，
L＝12at12，a＝qEm
解得E＝mv022Lq
粒子在A点时，沿x轴正方向的速度vx＝at1＝v0
粒子在A点的速度vA＝v02＋v02＝2v0
方向与x轴正方向成45°角向上。
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有qvAB＝mvA2r
解得r＝2mv0qB
由几何关系可知r＝22L
解得B＝mv02qL
设粒子做匀速圆周运动的时间为t2，则有
T＝2πmqB＝4πLv0，t2＝34T＝3πLv0
所以粒子从开始运动到回到O点的时间
t＝2t1＋t2＝2×2Lv0＋3πLv0＝3π+4Lv0。