【物理】2020届一轮复习人教版电场和磁场课时作业 4页

‎2020届一轮复习人教版 电场和磁场 课时作业 ‎1．有两个趣味小实验，第一个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，如图甲所示，通电后，发现弹簧不断上下振动．第二个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图乙所示．下列关于这两个实验的说法正确的是(　　)‎ A．图甲中，弹簧不断上下振动是电场力的作用 B．图甲中，如果改变电源的正、负极，则弹簧马上停止上下振动 C．图乙中，液体的旋转是安培力的作用 D．图乙中，如果改变电源的正、负极，液体的旋转方向不变 解析：当给弹簧和槽中水银通入电流时，弹簧的每一圈都相当于一个线圈，由同向电流相互吸引可知，弹簧缩短，弹簧离开水银面，电路断开，弹簧中没有电流，各线圈之间失去吸引作用，弹簧恢复原状，下落到水银面，电路接通，重复上面的现象，所以弹簧不断上下振动的原因是同方向的电流互相吸引，是安培力的作用，所以A错误；如果改变电源的正、负极，弹簧每一圈中仍有同方向的电流，仍然会上下振动，B错误；液体的旋转是由沿半径方向的液体中的电流受到安培力引起的，C正确；如果改变电源的正、负极，液体中电流的方向发生改变，所受安培力方向也改变，液体的旋转方向发生变化，D错误．‎ 答案：C ‎2．[2018·岳阳一模]如图所示，一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合开关S，电容器充电后，细线与竖直方向夹角为φ，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．保持开关S闭合，使两极板靠近一些，φ将减小 B．保持开关S闭合，将滑动变阻器滑片向右移动，φ将减小 C．断开开关S，使两极板靠近一些，φ将不变 D．轻轻将细线剪断，小球将做斜抛运动 解析：保持开关S闭合，即电容器两端电压不变，使两极板靠近些，由E＝知，电场强度增大，φ将增大，A项错误；调节滑动变阻器滑片不影响电容器两极板间的电压，B项错误；打开开关S，电容器两极板所带电荷量不变，使两极板靠近一些，由C＝、U＝、E＝知，E不变，即夹角φ不变，C项正确；轻轻将细线剪断，小球将沿细线方向向下做匀加速直线运动，D项错误．‎ 答案：C ‎3．(多选)‎ 如图所示，虚线a、b、c表示电场中的三个等势面与纸平面的交线，且相邻等势面之间的电势差相等．实线为一带正电荷粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．三个等势面中，a的电势最高 B．对于M、N两点，带电粒子通过M点时电势能较大 C．对于M、N两点，带电粒子通过M点时动能较大 D．带电粒子由M点运动到N点时，加速度增大 解析：由于带电粒子做曲线运动，所受电场力的方向必定指向轨道的凹侧，且和等势面垂直，所以电场线方向是由c指向b再指向a.根据电场线的方向指向电势降低的方向，故φc>φb>φa，选项A错误；正电荷在电势高处电势能大，M点的电势比N 点电势低，故在M点电势能小，选项B错误；根据能量守恒定律，电荷的动能和电势能之和保持不变，故粒子在M点的动能较大，选项C正确；由于相邻等势面之间电势差相等，且N点等势面较密，则EN>EM，即qEN>qEM，由牛顿第二定律知，带电粒子从M点运动到N点时，加速度增大，选项D正确．‎ 答案：CD ‎4.‎ 如右图所示，A、B为竖直放置的两块金属板，A、B两板之间的电压U1＝100 V，M、N为水平放置的两块完全相同的金属板，M板带正电，N板带负电．B板中央开有一小孔，该小孔与M、N两板的间距相等．现将一质量m＝2.0×10－‎11 kg、电荷量q＝＋1.0×10－‎5 C的粒子在A板附近由静止释放，经过一段时间后粒子恰好穿过小孔进入M、N两板之间，又经过一段时间后粒子离开M、N之间的电场，并立即进入一个方向垂直于纸面向里、宽度D＝‎20 cm的有界匀强磁场中．已知粒子离开M、N之间的电场时，速度的方向与水平方向之间的夹角θ＝30°，M、N两金属板正对，间距d＝‎10 cm，M、N板的长度L＝‎20 cm.粒子重力不计，忽略边缘效应．‎ ‎(1)求粒子进入M、N两板间的初速度v1的大小．‎ ‎(2)求M、N两板间的电压U2.‎ ‎(3)为使粒子不会由磁场右边界射出，匀强磁场的磁感应强度B至少为多大？‎ 解析：(1)带电粒子在电场中加速，根据动能定理有　qU1＝mv 解得　v1＝1.0×‎104 m/s.‎ ‎(2)带电粒子在M、N两板间做类平抛运动，设粒子在M、N间运动的时间为t，离开M、N间时粒子在竖直方向的分速度为v2.根据类平抛运动规律有 L＝v1t，v2＝at 其中　a＝ 又由速度的矢量关系图可得　tanθ＝ 联立解得　U2＝100 V.‎ ‎(3)粒子进入磁场时的速度 v＝＝×‎104 m/s 带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为R.‎ 由洛伦兹力提供向心力，有　qvB＝m 解得　R＝ 由R＝可知，当m、q、v一定时，R越大，B越小．‎ 为使粒子不会由磁场右边界射出，则粒子轨迹刚好与磁场右边界相切时，粒子运动的轨道半径最大，磁场的磁感应强度最小．‎ 画出此时带电粒子的运动轨迹，如下图所示，由图中的几何关系有 Rmax＝＝ cm 代入B＝解得Bmin＝0.1 T.‎ 答案：(1)1.0×‎104 m/s　(2)100 V　(3)0.1T