2023年高考物理考前01-20天终极冲刺攻略03卷第09-12天

这是一份2023年高考物理考前01-20天终极冲刺攻略03卷第09-12天，共103页。试卷主要包含了变压器动态电路分析，2x，滑动摩擦力f=μmg=0等内容，欢迎下载使用。




目 录 / contents



倒计时：第12天 静电场…………………………………………1



倒计时：第11天 磁场……………………………………………25


倒计时：第10天 电磁感应………………………………………55



倒计时：第9天 恒定电流和交变电流…………………………91

专题3 电磁学


高考预测
近几年高考真题对电磁学的考查一般在40~48分，静电场、恒定电流、磁场、电磁感应、交变电流和电磁波的知识点在高考中可能以选择题形式出题，带电粒子在电磁场中的运动和电磁感应综合问题多数情况下以计算题形式出题。例如在2022年全国乙卷第18题用智能手机测地磁场，要求学生根据题中给出的测量结果论证测量地点、y轴正方向的指向情况等，让学生体会科学技术影响着我们的生活和学习，提升学生对物理实验探究的兴趣，发展学生的证据意识。全国乙卷第25题对常规的金属棒在导体框上运动的情境进行了创新，呈现导体框和金属棒在斜面上下滑经过磁场区域的情境，研究对象、研究过程和受力情况更为复杂，考查学生在复杂的情境中解决问题的能力，对学生分析综合能力要求较高。2022年全国甲卷第20题考查学生对电路情况、受力情况和运动情况进行分析和推理的能力，要求学生具备较强的运动与相互作用观念、能量观念。全国甲卷第21题以带电小球在电场力和重力的作用下运动为情境，考查学生对能量转化与守恒、运动的合成与分解等物理观念的深刻理解，渗透等效的思想。全国甲卷第25题以一种可以测量微小电流的光点式检流计为情境，与科学实践紧密结合，引导学生领悟仪器设计中蕴含的物理思想，形成认真严谨的科学态度。
应试技巧
电磁学部分主要包括：静电场、恒定电流、磁场、电磁感应、交变电流等。
1.从带电粒子在电场中运动轨迹弯曲方向判断带电粒子受力方向，电荷正负，电场线方向。结合轨迹，速度方向与电场力方向，可以确定电场力做功的正负，从而可以确定电势能、电势的变化。根据动能定理可以判断动能的变化。
2.直流动态电路分析方法——“串反并同”。“串反并同"的解题思路,首先是简化电路,就是只保留电源,滑动变阻器和待求元件的电路,将其它无关电路去掉.再明确待求元件与滑动变阻器是串联还是并联关系.最后确定滑动变阻器的阻值的变化趋势.若为串联结构,则元件的电压,电流,功率的变化趋势与滑动变阻器的阻值变化趋势相反,即"你增我减,你减我增"。.若为并联结构,则元件的电压,电流,功率的变化趋势与滑动变阻器的阻值变化趋势相同。
3. 带电粒子在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，利用洛伦兹力公式和牛顿运动定律列方程解答。
4.法拉第电磁感应定律的综合应用思维建模
“源”的分析：利用法拉第电磁感应定律确定产生的感应电动势大小，利用楞次定律（或右手定则）判断出感应电动势和感应电流的方向。
“路”的分析：画出等效电路图，利用闭合电路欧姆定律求出感应电流。
“力”的分析：分析受力，受到哪些力？所受安培力F=BIL，合外力F合=ma。
“运动状态”的分析：加速运动还是减速运动？安培力一般与运动方向相反。加速度a
“能量”分析：分析导体能量转化情况。
“动量”分析：当涉及通过导体的电荷量或平均电流时，可利用动量定理列方程求解。
当两导体棒在平直的光滑导轨上运动，且所受合外力为零，可利用动量守恒定律列方程解答。
5.变压器动态电路分析


倒计时第12天
今日心情：


考点解读
理解电场线，掌握电场强度、电势、电势能、电势差、电场力做功及其相关知识点。
理解电容的物理意义和定义，了解常用的电容器。理解静电感应，知道静电的应用。
掌握带电粒子在电场中的运动，会综合运用相关知识分析解答相关问题。
高考预测
高考对于静电场的考查一般为选择题，一般为给出电场线或等势面作为解题信息。对于场强图象和电势图象的考查主要有两方面：一方面给出场强图象或电势图象，要求在理解图象物理意义的基础上，分析判断与其相关的物理问题；另一方面，给出电荷分布情景，判断与其对应的场强图象或电势图象那个是正确的。
电容器考查一般以动态电路形式，能力要求高。静电感应和静电场知识的应用一般结合实际考查。
带电粒子在电场中的运动可能与带电粒子在匀强磁场中运动以计算题组合考查，难度较大。


1. 利用库仑定律计算库仑力，一般取电荷的绝对值代入库仑定律计算其大小，作用力方向按照同号电荷相斥，异号电荷相吸判断。根据电场线的方向可以确定电场中电场强度的方向，可以比较两点之间电势的高低；根据电场线的疏密可以比较两点电场强度的大小。.电场叠加问题的分析思路有二：一是先求出各个带电体产生的场强，然后用平行四边形定则求出合场强；一是先求出试探电荷在某点所受的电场力，然后利用电场强度定义求出场强。对于具有对称性分布的电荷系统，求合场强要充分运用对称性特征。电场强度是矢量，电场叠加按照矢量运算的平行四边形定则。
2.电场强度随空间分布图象即所谓E-x图象是指空间中电场强度E随坐标x变化关系的图象。.电势随空间分布图象，是指静电场中电势φ随x变化情况图象即φ-x图象。. φ— x图象斜率大小表示电场强度沿x轴方向分量的大小。根据φ-x图象斜率大小表示电场强度沿x轴方向分量的大小判断电场强度（或电场强度分量）的大小。若图象某段平行x轴，表明电势φ在该段不随x变化，电场强度沿x轴方向分量为零，空间各点场强与x轴垂直。.由E=U/d=可得△φ=E△x，电场强度E随x变化的图像（即E—x图象）与横轴x围成的面积表示电势的变化△φ。
3.在静电感应下产生的感应电荷在导体上非均匀分布，不能用常规方法计算感应电荷产生电场的电场强度。可以利用静电平衡状态下导体内部电场强度为零，导体内部的电场是由外部电场和感应电荷产生的电场叠加而成，若可以计算出外部电场的电场强度，则感应电荷产生的电场强度与外部电场的电场强度大小相等，方向相反。
4.解决电容器动态问题要关键掌握两点：一是电容器充电后与电源断开极板上带电量不变的，二是与电源相接电容器极板间电压不变的。
(1)平行板电容器充电后，继续保持电容器两极板与电池两极相连接，两板间的电压U保持不变， ，,。
(2)平行板电容器充电后，切断与电池的连接，使电容器的带电量Q保持不变， ， ，
5.带电粒子在匀强电场中的偏转，可以迁移平抛运动规律分析解答。

1．（2022新高考海南卷）某带电体周围的电场线和等势面如图所示，设A点的电场强度为EA，电势为φA，B点的电场强度为EB，电势为φB，则有

A. EA＞EB， B. EA＜EB
C.，φA＞φB D. φA＜φB
【参考答案】BD
【名师解析】图中带箭头的实线表示电场线，虚线为等势面。根据电场线的疏密表示电场强度，可知EA＜EB，选项B正确；根据沿电场线方向电势降低，可知φA＜φB，选项D正确。

2．. （2022新高考江苏卷）如图所示，正方形ABCD四个顶点各固定一个带正电的点电荷，电荷量相等，O是正方形的中心。现将A点的电荷沿OA的延长线向无穷远处移动，则（　　）

A. 在移动过程中，O点电场强度变小
B. 在移动过程中，C点的电荷所受静电力变大
C. 在移动过程中，移动的电荷所受静电力做负功
D. 当其移动到无穷远处时，O点的电势高于A点
【参考答案】D
【命题意图】本题考查静电场及其相关知识点。
【解题思路】
O是等量同种电荷连线的中点，场强为0，将A处的正点电荷沿OA方向移至无穷远处，在移动过程中，O点电场强度变大，选项A错误；在移动过程中，C点出的场强EC变小，由F=qEC可知C点的正电荷所受静电力变小，选项B错误；由于A点电场方向沿OA方向，移动过程中，移动电荷所受静电力做正功，选项C错误；A点电场方向沿OA方向，沿电场线方向电势降低，移动到无穷远处时，O点的电势高于A点电势，选项D正确。

3. （2022高考上海物理学科水平测试）水平面上有一带电量为Q的均匀带电圆环，圆心为O，其中央轴线上距离O点为d的位置处也有带电量为q的点电荷。若点电荷受到的电场力为F，则F k（k为静电力恒量）(选填：“＞”、“＜”或“＝”)。静电力恒量k的单位为 （用“SI单位制”中的基本单位表示）。

【参考答案】＜ kg·m3·s-4·A-2
【命题意图】本题考查库仑定律+矢量合成+国际单位制+微元法+模型思维
【名师解析】把均匀带电圆环平均分成N小段，每一小段都可以看出点电荷，电荷量为q’=Q/N。设q’与点电荷q之间的连线和带电圆环圆心与点电荷q之间的连线之间的夹角为θ，由库仑定律，q’与点电荷q之间的库仑力大小为F’=k
点电荷q受到的总库仑力大小为F=NF’cosθ=N k cosθ= k cos3θ
由于cosθ＜1，所以F＜k。

由库仑定律，F=k，可得k=。用“SI单位制”中的基本单位表示力F的单位是kg·m/s2，距离r的单位为m，电荷量的单位为A·s，所以静电力恒量k的单位为=kg·m3·s-4·A-2。

4. （2022高考辽宁物理）如图所示，带电荷量为的球1固定在倾角为光滑绝缘斜面上的a点，其正上方L处固定一电荷量为的球2，斜面上距a点L处的b点有质量为m的带电球3，球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并在b点处于静止状态。此时弹簧的压缩量为，球2、3间的静电力大小为。迅速移走球1后，球3沿斜面向下运动。为重力加速度，球的大小可忽略，下列关于球3的说法正确的是（　　）

A. 带负电
B. 运动至a点的速度大小为
C. 运动至a点的加速度大小为
D. 运动至ab中点时对斜面的压力大小为
【参考答案】BCD
【命题意图】本题考查库仑定律、平衡条件、牛顿运动定律及其相关知识点.
【名师解析】
根据题图几何关系可知三小球构成一个边长为L的等边三角形，小球1和3之间的力大于小球2和3之间的力，弹簧处于压缩状态，故小球1和3之间的作用力一定是斥力，由于小球1带正电，所以小球3带正电，选项A错误；小球3运动至a点时，弹簧的伸长量等于，根据对称性可知，小球2对小球3做功为0；弹簧弹力做功为0，故根据动能定理有，解得，选项B正确；小球3在b点时，设小球3的电荷量为q，根据库仑定律和平衡条件，得。设弹簧的弹力为F，根据受力平衡，沿斜面方向有 ，解得 。
小球3运动至a点时，弹簧伸长量等于，根据对称性，利用牛顿第二定律可得，解得，选项C正确；当小球3运动至ab中点时，弹簧弹力为0，此时小球2对小球3的力为
斜面对小球的支持力为
根据牛顿第三定律可知，小球对斜面的压力大小为，选项D正确。

5. （2022高考河北）如图，真空中电荷量为和的两个点电荷分别位于点与点，形成一个以MN延长线上点为球心，电势为零的等势面（取无穷处电势为零），为MN连线上的一点，S为等势面与直线MN的交点，为等势面上的一点，下列说法正确的是（　　）


A. 点电势低于点电势
B. 点电场强度方向指向O点
C. 除无穷远处外，MN直线上还存在两个电场强度为零的点
D. 将正试探电荷从T点移到P点，静电力做正功
【参考答案】B
【命题意图】本题考查静电场及其相关知识点。
【名师解析】
在直线MN上，左边正电荷在M右侧电场强度水平向右，右边负电荷在直线MN上电场强度水平向右，根据电场的叠加可知MN间的电场强度水平向右，沿着电场线电势逐渐降低，可知点电势高于等势面与MN交点处电势，则点电势高于点电势，故A错误；由于正电荷的电荷量大于负电荷电荷量，可知在N左侧电场强度不可能为零，则N右侧，设MN距离为，根据
可知除无穷远处外，直线MN电场强度为零的点只有一个，故C错误；
由A选项分析可知：点电势低于电势，则正电荷在点的电势能低于在电势的电势能，将正试探电荷从T点移到P点，电势能增大，静电力做负功，故D错误；设等势圆的半径为，AN距离为x，MN距离为，如图所示

根据点电荷电势公式：
结合电势的叠加原理，、满足，
解得，
由于电场强度方向垂直等势面，可知T点的场强方向必过等势面的圆心，O点电势
可知，可知T点电场方向指向O点，故B正确。

6. （2022山东物理） 半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于延长线上距O点为的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为（　　）


A. 正电荷， B. 正电荷，
C. 负电荷， D. 负电荷，
【参考答案】C
【命题意图】本题考查电场叠加及其相关知识点。
【名师解析】
取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷，根据对称性可知，圆环在O点产生的电场强度为与A在同一直径上的A1和与B在同一直径上的B1产生的电场强度的矢量和，如图所示，因为两段弧长非常小，故可看成点电荷，则有
由图可知，两场强的夹角为，则两者的合场强为
根据O点的合场强为0，则放在D点的点电荷带负电，大小为
根据，联立解得，故选C。


7. （2022·全国理综乙卷·19） 如图，两对等量异号点电荷、固定于正方形的4个项点上。L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，O为内切圆的圆心，M为切点。则（　　）

A. L和N两点处的电场方向相互垂直
B. M点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左
C. 将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做正功
D. 将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功为零
【参考答案】AB
【名师解析】
两个正电荷在N点产生的场强方向由N指向O，N点处于两负电荷连线的中垂线上，则两负电荷在N点产生的场强方向由N指向O，则N点的合场强方向由N指向O，同理可知，两个负电荷在L处产生的场强方向由O指向L，L点处于两正电荷连线的中垂线上，两正电荷在L处产生的场强方向由O指向L，则L处的合场方向由O指向L，由于正方向两对角线垂直平分，则L和N两点处的电场方向相互垂直，故A正确；正方向底边的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向左，而正方形上方的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向右，由于M点离上方一对等量异号电荷距离较远，则M点的场方向向左，故B正确；由图可知，M和O点位于两等量异号电荷的等势线上，即M和O点电势相等，所以将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做功为零，故C错误；由图可知，L点的电势低于N点电势，则将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功不为零，故D错误。

8．（2022年6月浙江选考）如图所示，带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场，板长为L（不考虑边界效应）。t=0时刻，M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子，垂直M板向右的粒子，到达N板时速度大小为；平行M板向下的粒子，刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用，则

A．M板电势高于N板电势
B．两个粒子的电势能都增加
C．粒子在两板间的加速度为
D．粒子从N板下端射出的时间
【参考答案】C
【命题意图】本题考查带电粒子在两极板之间的匀强电场中的运动。
【解题思路】根据题述，垂直M板向右运动的粒子，到达N板时速度大小为，可知电场对带电粒子做正功，由于不知粒子电性，不能判断出M板电势高于N板电势，A错误；电场对两带电粒子都做正功，两个粒子的电势能都减小，B错误；两个带电粒子由M板运动到N，电场力做功相同，两粒子运动到N板时速度大小相同。对平行M板向下运动的粒子，将运动到N板下端的速度分解可得，垂直于N板的速度分量为v0，平行于N板的速度分量为v0，设MN两极板之间的距离为d，对平行M板向下运动的粒子垂直于N板方向的分运动，L/2=v0t，d=at2，对垂直M板向右运动的粒子，（）2- v02=2ad，联立解得：，t=，C正确D错误。

9. （2022年1月浙江选考）某种气体—电子放大器的局部结构是由两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜构成，其上存在等间距小孔，其中相邻两孔截面上的电场线和等势线的分布如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. a点所在的线是等势线
B. b点的电场强度比c点大
C. b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大
D. 将电荷沿图中的线从d→e→f→g移动时电场力做功为零
【参考答案】C
【名师解析】因上下为两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜，则a点所在的线是电场线，选项A错误；因c处的电场线较b点密集，则c点的电场强度比b点大，选项B错误；因bc两处所处的线为等势线，可知b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大，选项C正确；因dg两点在同一电场线上，电势不相等，则将电荷沿图中的线从d→e→f→g移动时电场力做功不为零，选项D错误。
10．（2022新高考海南卷）如图，带正电q=的物块A放在水平桌面上，利用细绳通过光滑的滑轮与B相连，A处在匀强电场中，，从O开始，A与桌面的动摩擦因数随x的变化如图所示，取O点电势能为零，A、B质量均为，B离滑轮的距离足够长，则（ ）

A．它们运动的最大速度为
B．它们向左运动的最大位移为
C．当速度为时，A的电势能可能是
D．当速度为时，绳子的拉力可能是
【参考答案】ACD
【名师解析】A受到的电场力F=qE，动摩擦因数μ=0.2x，滑动摩擦力f=μmg=0.2mgx。A在电场力和滑动摩擦力、细绳拉力作用下向左做加速直线运动，当f+mg=F时，加速度为零，A滑动的速度最大，由qE=0.2mgx+mg解得x=1m，在A向左滑动x=1m过程中，滑动摩擦力做功Wf=×0.2mgx 2=×0.2×1×10×12J=1J。由动能定理，qEx-mgx- Wf=2mv2，解得v=1m/s，选项A正确B错误；由qEx-mgx- Wf=2mv2，解得当速度为0.6m/s时，x=1.8m或x=0.2m。若x=1.8m，电场力做功W= qEx=21.6J，根据功能关系可知，当速度为0.6m/s时，A的电势能可能是-21.6J；若x=0.2m，电场力做功W= qEx=2.4J，根据功能关系可知，当速度为0.6m/s时，A的电势能可能是-2.4J，选项C正确；当速度为0.6m/s时，x=1.8m或x=0.2m，若x=1.8m，滑动摩擦力f=μmg=0.2mgx=3.6N，由牛顿第二定律，对物块A，F–f-T=ma，对物块B， T-mg=ma，联立解得T=9.2N，即绳子的拉力可能是，选项D正确。
11．（2022·全国理综甲卷·21）地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球自电场中Р点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在Р点。则射出后，（ ）
A．小球的动能最小时，其电势能最大
B．小球的动能等于初始动能时，其电势能最大
C．小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大
D．从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量
【参考答案】BD
【命题意图】本题考查带电小球在匀强电场中的运动、能量守恒定律、运动的分解等知识点。
【解题思路】
小球水平向左射出，小球水平方向受到向右的电场力作用，在水平方向在匀减速直线运动，竖直方向做自由落体运动。小球运动中只有重力和电场力做功，小球的动能、重力势能和电势能之和保持不变，小球动能最小时，其电势能和重力势能之和最大，电势能不一定最大，选项A错误；小球水平向左射出，小球水平方向受到向右的电场力作用，电场力做负功，电势能增大，小球水平方向速度减小到零时，电势能最大，由于小球小球运动过程中重力和电场力大小相等，所以小球水平方向速度减小到零时，小球的动能等于初始动能，电势能最大，选项B正确；由于小球在水平方向在匀减速直线运动，竖直方向做自由落体运动，刚开始电势能增加的比重力势能减少的快，动能减小，当小球速度的水平分量等于竖直分量时动能最小，选项C错误；由于小球小球运动过程中重力和电场力大小相等，小球水平方向速度减小到零时，小球的动能等于初始动能，由功能关系可知，从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球克服电场力做的功，即重力做的功等于小球电势能的增加量，选项D正确。
12．（2022重庆高考）如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则（ ）

A．材料竖直方向尺度减小 B．极板间电场强度不变
C．极板间电场强度变大 D．电容器电容变大
【参考答案】A
【名师解析】由于两极板间电压不变，若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，由C=Q/U可知电容C减小，选项D错误；极板上所带电荷量变少，根据电荷决定电场可知，极板间电场强度减小，BC错误；电容C减小，根据平行板电容器决定式，C=，可知d增大，材料竖直方向尺度减小，选项A正确。

13. （2022·全国理综乙卷·19） 如图，两对等量异号点电荷、固定于正方形的4个项点上。L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，O为内切圆的圆心，M为切点。则（　　）

A. L和N两点处的电场方向相互垂直
B. M点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左
C. 将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做正功
D. 将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功为零
【参考答案】AB
【名师解析】
两个正电荷在N点产生的场强方向由N指向O，N点处于两负电荷连线的中垂线上，则两负电荷在N点产生的场强方向由N指向O，则N点的合场强方向由N指向O，同理可知，两个负电荷在L处产生的场强方向由O指向L，L点处于两正电荷连线的中垂线上，两正电荷在L处产生的场强方向由O指向L，则L处的合场方向由O指向L，由于正方向两对角线垂直平分，则L和N两点处的电场方向相互垂直，故A正确；正方向底边的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向左，而正方形上方的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向右，由于M点离上方一对等量异号电荷距离较远，则M点的场方向向左，故B正确；由图可知，M和O点位于两等量异号电荷的等势线上，即M和O点电势相等，所以将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做功为零，故C错误；由图可知，L点的电势低于N点电势，则将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功不为零，故D错误。


1. (2023湖南怀化名校联考)A、B两个点电荷周围产生的电场线分布如图所示，一个离子从两点电荷连线的中垂线上的一点a射入，轨迹如图中的ab所示，b为两点电荷连线上的一个点，忽略离子的重力，则可以判断（　　）

A. 射入的离子带正电荷
B. A、B两小球带等量异种电荷
C. 在a点时，A、B对离子的作用力大小相等
D. 离子在a点的电势能一定大于在b点的电势能
【参考答案】D
【名师解析】
由图可知，粒子受到电场力的方向向右，但由于不知道A、B哪一侧带正电，所以不能判断出粒子的电性，故A错误；等量异种点电荷的电场线两侧是对称的，可知该处两个小球的带电量不相等，故B错误；
根据 可知，a点到两小球距离相等，但两球带电量不同，所以作用力大小不相等，故C错误；
粒子受到的电场力的方向向右，电场力的与粒子运动的轨迹之间的夹角是锐角，可知电场力做正功粒子的电势能减小，故D正确；
2．（2023湖南名校质检）如图所示，两个等量异种点电荷A、B固定在同一条水平线上，电荷量分别为＋Q和－Q。MN是水平放置的足够长的光滑绝缘细杆，细杆上套着一个中间穿孔的小球P，其质量为m，电荷量为＋q（可视为试探电荷，不影响电场的分布）。现将小球从点电荷A的正下方C点由静止释放，到达点电荷B的正下方D点时，速度为m/s，O为CD的中点。则（ ）

A．小球从C至D先做加速运动后做减速运动
B．小球运动至O点时速度为2 m/s
C．小球最终可能返回至O点
D．小球在整个运动过程中的最终速度为2 m/s
【参考答案】．BD
【名师解析】小球从C至D，小球P受到的库仑力的合力方向始终向右，所以小球从C至D一直做加速运动，故A错误；小球从C至D，电场力做功，小球从C至O，电场力做功，
根据对称性，UCO＝UOD，所以WCD＝2WCO，则m/s，故B正确；如图：根据小球受力情况可知：小球不可能返回至O点，故C错误；小球在整个运动过程中的最终速度为2 m/s，故D正确。

3. （2023湖南名校质检）如图所示，光滑的水平面上静止着一辆小车（用绝缘材料制成），小车上固定一对竖直放置的带电金属板，在右金属板的同一条竖直线上有两个小孔a、b。一个质量为m、带电量为－q的小球从小孔a无初速度进入金属板，小球与左金属板相碰时间极短，碰撞时小球的电量不变且系统机械能没有损失，小球恰好从小孔b出金属板，则（ ）

A．小车（含金属板）和球组成的系统动量守恒但该系统运动过程中机械能不守恒
B．小车（含金属板）和球组成的系统动量不守恒但该系统运动过程中机械能守恒
C．当小球运动到小孔b时，小球速度一定竖直向下，且小车刚好回到初始位置
D．以上答案都不正确
【参考答案】．C
【名师解析】小车（含金属板）和球组成的系统水平方向动量守恒，系统机械能不守恒，选项AB错误；据人船模型可知，选项C正确。
4.（2023湖南衡阳二模）如图所示，两个固定的点电荷A、B，其中A所带电荷量为，B所带电荷量为，AB间的距离为l，将一个试探电荷放在C点时，试探电荷所受电场力为0，规定无穷远处电势为0。则下列说法正确的是（　　）

A. B、C两点之间的距离为l
B. AB直线上A、B之间必有一个电势为0的点，而B、C之间没有电势为0的点
C. 空间中除无穷远的点电势为0外，还有一个以B为球心的球面为零等势面
D. C点的电势是直线AB上B点右侧各点中最高的
【参考答案】AD
【名师解析】
由C处试探电荷受力平衡，可得
解得，A正确；
AB直线上A、B之间必有一个电势为0的点，而B、C之间也有电势为0的点，B错误；
由不等量异种电荷的电场线分布特点，作出等势面

可知以B点为球心的球面电势不相等，不是等势面，C错误；
C点的电势是直线AB上B点右侧各点中最高的，D正确。
5.（2023四川德阳一诊）为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积为A的金属板，间距为L，当连接到电压为U的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生匀强电场，如图所示．容器的下底面的金属板均匀分布许多小孔，合上开关后，烟尘颗粒可以源源不断地稳定地从小孔流入容器中，假设单位时间内进入的颗粒数为n个，每个颗粒带电荷量为、质量为m，不考虑颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略颗粒所受重力．并认为颗粒刚进入电场时的初速度为零，当电流稳定后，求：

（1）上极板受到冲击力的大小；
（2）电场力对颗粒做功的功率；
（3）在靠近上极板附近的薄层（厚度极小）内烟尘颗粒的总动能与容器中央（到上极板的距离为）相同厚度的薄层内烟尘颗粒的总动能之比．
【名师解析】．（1）对极短时间t内撞到上底面的颗粒，由动量定理 ①
极短时间内撞到上底面的颗粒数量为： ②
对某一个颗粒，从下底面到上底面，由动能定理： ③
由①②③得：
（2）方法一：从电路的角度求解
电路中电场力做功的功率： ⑦
带电颗粒上升过程形成的 ⑧
由⑦⑧解得：
方法二：
电场力做功的功率： ⑦
在时间内电场力对容器内所有颗粒所做功W等价于把内进入容器的颗粒的速度从0增大到电场力所做的功，v为颗粒到达上底面时的速度： ⑧
对一个颗粒从下底面到上底面，由动能定理： ⑨
由⑦⑧⑨解得：
方法三：
总电场力做功的功率： ⑦
容器内所有颗粒所受总电场力： ⑧
对一个颗粒从下底面到上底面： ⑨
由⑦⑧⑨解得：
（3）设在靠近上极板附近的薄层厚度为，因为厚度极小
所以薄层内的颗粒的速度可视为都为
对一个颗粒从下底面到上底面：
薄层内的颗粒数量为：
薄层内烟尘颗粒的总动能：
由以上四个式子可得：
在靠近上极板附近的薄层（厚度极小）内烟尘颗粒的总动能：
设在容器正中央厚度为的薄层，因为厚度极小
所以薄层内的颗粒的速度可视为都为
对一个颗粒从下底面到上底面：
薄层内的颗粒数量为：
薄层内烟尘颗粒的总动能：
由以上四个式子可得：
在容器正中央相同厚度的薄层内烟尘颗粒的总动能：
综上所述，两处总动能之比：


1．(2023广东重点高中期末)微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。原理如图，M和N为电容器两极板，M极板固定，N板两端与两轻弹簧连接，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的前后方向运动。下列对传感器描述正确的是（　　）

A．保持向前匀速运动，电阻R将以恒定功率发热
B．由匀速突然向前减速时，电容器所带电荷量增加
C．由静止突然加速后退时，电流由a向b流过电流表
D．保持向前匀减速运动时，MN间的电场强度持续减小
【参考答案】．BC
【名师解析】 匀速运动时，N板不动，电容器的电容不变，则电荷量不变，所以回路无电流，电阻R没有热功率，故A错误；由匀速突然向前减速时，N板向前运动，则板间距变小，据平行板电容器决定式C=可知，电容器的电容增大，电容器带电量增大，B正确；C．由静止突然加速后退时，N板向前运动，则板间距d变小，据C=可知，电容器的电容C增大，由C=Q/U可知电容器带电量增大，则电容器充电，电流由a向b流过电流表，故C正确；保持向前的匀减速运动时，N板不动，电容器的板间距不变，而电容器的两端电压不变，则MN之间的电场强度不变，故D错误。
2. （2023河南郑州四中第一次调研）如图所示，一带电小球A固定于定滑轮的正下方，一根绕过定滑轮的轻质绝缘细线一端系有一个带同种电荷的小球B，另一端用一拉力T拉住使小球B处于静止状态，图示位置两球球心所在高度相同。设定滑轮与小球B间的细线与竖直方向的夹角为θ（θ>0），小球A、B可视为质点。现缓慢拉动绝缘细线，使小球B移动一段距离，则在小球B移动过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 小球A、B间的距离减小
B. 细线与竖直方向的夹角θ减小
C. 小球B的运动轨迹为圆弧
D. 拉力T先减小再增大
【参考答案】C
【名师解析】
设小球A、B间的距离记为，小球B到定滑轮的距离记为，小球A与滑轮间的距离记为，且为一定值，以小球B为研究对象，B球受力分析如图所示

根据相似三角形有

又

解得

即小球A、B间的距离为定值，小球B沿圆周运动，A错误，C正确；
小球B沿圆周运动一段距离，细线与竖直方向的夹角θ先增大后减小，B错误；
根据受力分析可得

随着细线的缩短，拉力T逐渐减小，D错误。故选C。
3. （2023湖南名校联考）如右下图所示，虚线下方的区域存在方向水平向右的匀强电场，该电场的电场强度大小。自该区域上方距电场边界距离为h的位置同时将质量为m、电荷量均为q（）的带电小球M、N同时以相反的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域。已知M在电场中做直线运动。不计空气阻力与两个小球间的初始距离，重力加速度大小为g，两个小球可视为质点，下列说法不正确的是（　　）

A. M与N释放的初速度
B. 经过时间，两小球相距4h
C. 当N小球运动至电场进入点的正下方时，此时M、N两个小球的动能之比为9∶5
D. 当小球N运动至与小球M的电场轨迹线相距时，小球N的运动时间为
【参考答案】D
【名师解析】
M在电场中做直线运动，则进入电场的速度方向与受到的合力方向相同，重力和电场力大小相等，可知竖直方向速度大小为，由
得；故A正确，不符合题意；
当，，故B正确，不符合题意；
N运动至正下方点时，水平方向结合竖直上抛运动知识，可得，水平方向速度大小为-，由于重力和电场力大小相等，所以这段时间内冲量大小相等，竖直方向和水平方向动量变化量大小相等，可知，竖直方向速度大小为3，则，
则，故C正确，不符合题意；
N球进入电场时，受到的合外力与场强方向夹角为，速度方向与场强方向夹角为，做类平抛运动，N球进入电场时的速度为，M、N球进入电场时的两点间的距离为4h，由几何关系有，。进入电场前已运动的时间为，故总时间为，故D错误，符合题意。
4..（2023广州天河一模）人体的细胞膜模型图如图所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位）。现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可以视为匀强电场，简化模型如图所示。初速度可以视为零的正一价钠离子仅在电场力作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是

A. A点电势低于B点电势
B. 钠离子的电势能减小
C. 钠离子的加速度变大
D. 若膜电位不变，当d越大时，钠离子进入细胞内的速度越大
【参考答案】B
【名师解析】根据题述，初速度可以视为零的正一价钠离子仅在电场力作用下，从图中的A点运动到B点，可知电场力做功，钠离子的电势能减小，A点电势高于B点电势，选项A错误B正确；由于膜内的电场可以视为匀强电场，，钠离子运动所受电场力不变，由牛顿第二定律可知，钠离子的加速度不变，选项C错误；若膜电位不变，无论膜厚度d如何变化，电场力做功qU不变，由动能定理可知，钠离子进入细胞内的速度不变，选项D错误。
5. （2023年甘肃张掖一诊）在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有（　　）

A. q1和q2带有同种电荷
B. x1处的电场强度为零
C. 负电荷从x1移到x2，电势能减小
D. 负电荷从x1移到x2，受到的静电力增大
【参考答案】C
【名师解析】
由题图可知，在x轴上，有电势大于零的位置也有电势小于零的位置，所以两点电荷q1和q2带有异种电荷，故A错误；在φ-x图像中，图像切线的斜率大小表示电场强度大小，则x1处的电场强度不为零，故B错误；
由Ep=φq可知，负电荷在电势高处的电势能小，则负电荷从x1移到x2，电势升高，电势能减小，故C正确；
从x1到x2电场强度逐渐减小，负电荷受到的静电力逐渐减小，故D错误。
6. （2023江苏苏州2月开学摸底） (14分)如图a所示，水平放置的两正对、平行金属板A、B间加有如图b所示的交变电压UAB，现有一带电粒子从A板左端边缘以速度v0水平射入电场．粒子电荷量为＋q，质量为m，不计粒子重力．
(1) 若粒子能够射出电场，已知金属板长度为L，求粒子在电场中的运动时间t；
(2) 若粒子在t＝时刻射入电场，经过一段时间后从A板右侧边缘水平射出，则板长L和两板间距d分别满足什么条件？
(3) 若金属板足够长，要求t＝0时刻射入的粒子打到B板时动能最大，则两板间距d应当满足什么条件？

【名师解析】. (14分)解：(1) t＝(3分)
(2) L＝nv0T，n＝1、2、3(3分)
d≥()2×2＝ (2分)
解得d≥(1分)
(“＝”号不写不扣分)
(3) d≤()2＝(3分)
解得d≤(2分)
注：如果不写小于共得3分；
如果用n 正确表示但未将n＝0带入，得2分
即d＝()2(2n＋1)，n＝0、1、2、3
解得d＝，n＝0、1、2、3



雷电试验
1752年的夏天，富兰克林作了一次天电传蓄试验。这就是世界闻名的费城电风筝试验。6月的一天，天色昏暗，电闪雷鸣，富兰克林和儿子威廉在牧场上放出了用丝织品做成的风筝，风筝线的末端绑了一把钥匙。这时，他突然发现线的尾端，麻绳纤维相互排斥地耸立起来，他立刻伸手去碰钥匙，受到强烈电震。富兰克林由此得出云中充满了电的结论。] 
富兰克林为了进一步证实电的性质，立了一个安有金属线的杆子，尾端系两个铜铃。中间吊一个铜球，系在风筝线的尾端。当云飘过时，铜球在铃中摆动。铜球受到电荷引力，碰响了铃。而后，他又将天电存入莱顿瓶内，终于证实自然雷电与摩擦生电相同。] 
富兰克林证实天电和尖端放电后，把二者联系起来，产生了利用避雷针保护生命财产的想法。于是，他在自己的屋顶安上了世界上第一个避雷针。1

名校预测
专家押题

倒计时第19天
今日心情：




考点解读
掌握判断电流磁场的安培定则，理解磁感线为闭合曲线；掌握描述磁场的物理量磁感应强度和磁通量；掌握安培力和洛伦兹力。
掌握带电粒子在匀强磁场中的运动问题的解题方法，理解质谱仪和回旋加速器的原理。
高考预测
对磁场的描述和安培力的考查主要是：在理解掌握有关描述磁场的基本物理量的基础上，围绕着磁场叠加、安培力等考点来出题，一般以选择题的形式出现，难度较低。高考命题一般密切联系现代科技，考查综合运用相关知识的能力。
高考对磁场的考查，重点是安培力和洛伦兹力。对洛伦兹力的考查，可能是选择题，也可能是与带电粒子在匀强电场中的偏转综合在一题中综合考查，难度较大。

1.引入磁感应强度描述磁场的强弱，引入磁感线形象化的描述磁场。磁感线密的地方表示该处磁感应强度大，磁场强；磁感线疏的地方表示该处磁感应强度小，磁场弱；磁感线是闭合曲线。磁感线永不相交。磁体、电流的磁场都产生于电荷的运动。
2.电流产生的磁场方向用安培定则判断。
3.描述磁场强弱的物理量磁感应强度是矢量，矢量叠加遵循平行四边形定则。解答磁场叠加类试题依据各磁场的方向，运用平行四边形定则进行合成。
4.磁场对电流的作用叫做安培力，安培力大小F=BILsinα，式中α是电流与磁场方向的夹角，L为导线的有效长度。闭合通电线圈在匀强磁场中所受的安培力的矢量和为零。
5.两平行直导线通有同向电流时相互吸引，通有反向电流时相互排斥。两平行通电直导线之间的作用力大小正比于电流大小。
6.安培力可以做正功，可以做负功。当导体克服安培力做功（安培力做负功）时，其它形式的能量转化为电能（发电机）；当安培力对导体做功（安培力做正功）时，电能转化为其它形式的能量（电动机）。
7．带电粒子在磁场中的受力情况
(1)磁场只对不沿磁感线运动的电荷有力的作用，对静止的电荷或沿磁感线运动的电荷无力的作用。
(2)洛伦兹力的大小和方向：其大小为F＝qvBsin θ，注意：θ为v与B的夹角；F的方向由左手定则判定，四指的指向应为正电荷运动的方向或负电荷运动方向的反方向。
(3)洛伦兹力做功的特点：由于洛伦兹力始终和速度方向垂直，所以洛伦兹力永不做功。
8.质谱仪是测量带电粒子质量(或比核)、分离同位素的仪器。
构造：如图所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成。

工作原理
①加速电场：qU＝mv2；
②偏转磁场：qvB＝，l＝2r；
由以上两式可得：r＝ ， m＝，　＝。
9. 回旋加速器是利用磁场使带电粒子做回旋运动，在运动中经高频电场反复加速的装置，是高能物理中的重要仪器。
构造：如图所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒处于匀强磁场中，D形盒的缝隙处接交流电源。

工作原理：
①交流电周期和粒子做圆周运动的周期相等；
②使粒子每经过一次D形盒缝隙，粒子被加速一次。
回旋加速器加速粒子的最大动能
①由qvmB＝、Ekm＝mvm2
联合解得Ekm＝；
②注意：粒子获得的最大动能由磁感应强度B和盒半径R决定，与加速电压无关。
回旋加速器中粒子运动的总时间：
粒子在磁场中运动一个周期，被电场加速两次，每次增加动能qU，加速次数n＝，则粒子在磁场中运动的总时间
t＝T＝·＝。


1. （2022年1月浙江选考）利用如图所示装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强磁场方向放置。先保持导线通电部分的长度L不变，改变电流I的大小，然后保持电流I不变，改变导线通电部分的长度L，得到导线受到的力F分别与I和L的关系图像，则正确的是（　　）

A. B.
C. D.
【参考答案】B
【名师解析】根据安培力公式F=BIL，可知先保持导线通电部分的长度L不变，改变电流I的大小，则F-I图像是过原点的直线，图像B正确，图像A错误；若保持电流I不变，改变导线通电部分的长度L，则F-L是过原点的直线，则CD均错误。故选B。
2. （2022新高考江苏卷）如图所示，两根固定的通电长直导线a、b相互垂直，a平行于纸面，电流方向向右，b垂直于纸面，电流方向向里，则导线a所受安培力方向（　　）

A. 平行于纸面向上
B. 平行于纸面向下
C. 左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里
D. 左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外
【参考答案】C
【命题意图】本题考查安培定则、左手定则、安培力及其相关知识点。
【解题思路】根据安培定则，可判断出导线a左侧部分所在的空间磁场方向斜向右上，

右侧部分所在的空间磁场方向斜向下方，根据左手定则可判断出左半部分所受安培力方向垂直纸面向外，右半部分所受安培力方向垂直纸面向里。选项C正确。
3. （2022高考上海） 四根电阻均匀分布的电阻丝连接成一个闭合的正方形线框，Q为正方形线框的中点。当强度为I的电流从a点流入d点流出时，ad边在O点产生的磁场方向为 （选填：“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”）。已知直导线在O点产生的磁场大小与流经导线的电流大小成正比，若ad边在O点产生的磁场磁感应强度为B，则整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为 。

【参考答案】.垂直纸面向外 0
【命题意图】本题考查安培定则 +并联电路规律+直线电流的磁场+磁场叠加
【名师解析】当强度为I的电流从a点流入d点流出时，根据直线电流产生磁场判断的安培定则，可知ad边在O点产生的磁场方向为垂直纸面向外。由于四根电阻丝电阻相等，设每根电阻丝的电阻为R，设ad边中电流为I1，ab边、bc边、cd边中电流为I2，根据并联电路规律，I1R=I23R，解得另外三根电阻丝中电流为I2=I1/3。由于B正比于I，根据直线电流产生磁场判断的安培定则，可知ab边、bc边、cd边在O点产生的磁场方向都是垂直纸面向里，且产生的磁场磁感应强度大小为B/3，根据磁场叠加原理可知，整个线框在O点产生的磁场磁感应强度为B-3×B/3=0。
【特别提醒】四根电阻均匀分布的电阻丝，当强度为I的电流从a点流入d点流出时，电流按照并联电路规律分配。
4. （2022高考湖北物理）在如图所示的平面内，分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分，一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与SP成30°角。已知离子比荷为k，不计重力。若离子从Р点射出，设出射方向与入射方向的夹角为θ，则离子的入射速度和对应θ角的可能组合为（　　）


A. kBL，0° B. kBL，0°
C. kBL，60° D. 2kBL，60°
【参考答案】BC
【命题意图】本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动。
【解题思路】若粒子通过下部分磁场直接到达P点，如图

根据带电粒子在直线边界运动的对称性可知，若从P点的出射方向与右侧边界向上的夹角为60°，
根据几何关系则有，
可得
根据对称性可知出射速度与SP成30°角向上，故出射方向与入射方向夹角为θ=60°。
当粒子上下均经历一次时，如图

因为上下磁感应强度均为B，则根据对称性有
根据洛伦兹力提供向心力有
可得
此时出射方向与入射方向相同，即出射方向与入射方向的夹角为θ=0°。
通过以上分析可知当粒子从下部分磁场射出时，需满足（n=1，2，3……）
此时出射方向与入射方向的夹角为θ=60°；
当粒子从上部分磁场射出时，需满足（n=1，2，3……）
此时出射方向与入射方向的夹角为θ=0°。
故可知BC正确，AD错误。
5. （2022高考湖北物理）如图所示，两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒定，方向与金属棒垂直、与水平向右方向的夹角θ可调。导体棒沿导轨向右运动，现给导体棒通以图示方向的恒定电流，适当调整磁场方向，可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。已知导体棒加速时，加速度的最大值为g；减速时，加速度的最大值为g，其中g为重力加速度大小。下列说法正确的是（　　）

A. 棒与导轨间的动摩擦因数为
B. 棒与导轨间的动摩擦因数为
C. 加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，θ=60°
D. 减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，θ=150°
【参考答案】BC
【命题意图】本题考查安培力，摩擦力、牛顿运动定律及其相关知识点。
【解题思路】
设磁场方向与水平方向夹角为θ1，θ1