專題03 電學(xué)專題七 電場考綱原文再現(xiàn)內(nèi)容要求物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒靜電現(xiàn)象的解釋點電荷庫侖定律靜電場電場強度、點電荷的場強電場線電勢能、電勢電勢差勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系帶電粒子在勻強電場中的運動示波管常見電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系II考查方向展示考向1 通過點電荷形成的電場考查電場力與能的性質(zhì)【樣題1】 （2017新課標全國卷）在一靜止點電荷的電場中，任一點的電勢與該點到點電荷的距離r的關(guān)系如圖所示。電場中四個點a、b、c和d的電場強度大小分別Ea、Eb、Ec和Ed。點a到點電荷的距離ra與點a的電勢a已在圖中用坐標（ra，a）標出，其余類推?，F(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)b、c點移動到d點，在相鄰兩點間移動的過程中，電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd。下列選項正確的是AEa：Eb=4:1BEc：Ed=2:1CWab:Wbc=3:1DWbc:Wcd=1:3【答案】AC考向2 結(jié)合帶電粒子的運動軌跡、電場線、等勢面的關(guān)系考查電場的性質(zhì)【樣題2】 （2018天津卷）如圖所示，實線表示某電場的電場線（方向未標出），虛線是一帶負電的粒子只在電場力作用下的運動軌跡，設(shè)M點和N點的電勢分別為，粒子在M和N時加速度大小分別為，速度大小分別為，電勢能分別為。下列判斷正確的是A BC D【答案】D【解析】將粒子的運動分情況討論：從M運動到N；從N運動到M，根據(jù)電場的性質(zhì)依次判斷；電場線越密，電場強度越大，同一個粒子受到的電場力越大，根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度越大，故有；若粒子從M運動到N點，則根據(jù)帶電粒子所受電場力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，可知在某點的電場力方向和速度方向如圖所示，故電場力做負功，電勢能增大，動能減小，即，負電荷在低電勢處電勢能大，故；若粒子從N運動到M，則根據(jù)帶電粒子所受電場力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，可知在某點的電場力方向和速度方向如圖所示，故電場力做正功，電勢能減小，動能增大，即，負電荷在低電勢處電勢能大，故；綜上所述，D正確。 （3）根據(jù)圖像可知在x=0.4 m與x=0.6 m之間合力做功大小W合=0.0040.2 J=810-4 J由qU=W合可得（4）由圖可知小球從x=0.16 m到x=0.2 m處，電場力做功專題八 電路考綱原文再現(xiàn)內(nèi)容要求歐姆定律電阻定律電阻的串聯(lián)、并聯(lián)電源的電動勢和內(nèi)阻閉合電路的歐姆定律電功率、焦耳定律考查方向展示考向1 含容電路動態(tài)變化問題分析【樣題1】 （2018江蘇卷）如圖所示，電源E對電容器C充電，當C兩端電壓達到80 V時，閃光燈瞬間導(dǎo)通并發(fā)光，C放電。放電后，閃光燈斷開并熄滅，電源再次對C充電。這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性地發(fā)光。該電路A充電時，通過R的電流不變B若R增大，則充電時間變長C若C增大，則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大D若E減小為85 V，閃光燈閃光一次通過的電荷量不變【答案】BCD考向2 直流電路動態(tài)變化問題分析【樣題2】 （2014上海卷）如圖，電路中定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值r。將滑動變阻器滑片向下滑動，理想電壓表示數(shù)變化量的絕對值分別為，理想電流表示數(shù)變化量的絕對值，則AA的示數(shù)增大B的示數(shù)增大C與的比值大于rD大于【答案】ACD【解析】滑動變阻器的滑片向下滑動，導(dǎo)致滑動變阻器阻值變小，由于電壓表斷路，定值電阻和滑動變阻器為串聯(lián)，滑動變阻器阻值變小，總電阻變小，電源電動勢不變，總電流變大，即電流表示數(shù)變大，選項A對。電壓表測量定值電阻的電壓，電阻不變，總電流變大，所以電壓變大即示數(shù)增大。電壓表測量定值電阻和滑動變阻器總電壓即路端電壓，示數(shù)變小，選項B錯。電壓表測量滑動變阻器電壓，設(shè)電流增加量為，則根據(jù)，所以，選項D對。電壓表的變化量，所以，選項C對?？枷? 直流電路中的功率及其變化問題【樣題3】 某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標系中，如圖中的a、b、c所示，則下列說法中正確的是A圖線b表示輸出功率PR隨電流I變化的關(guān)系B圖線a的最高點對應(yīng)的功率為最大輸出功率C在圖線上A、B、C三點的縱坐標一定滿足關(guān)系PA=PB+PCD兩個圖線交點M與N的橫坐標之比一定為1:2，縱坐標之比一定為1:4A斜面的傾角B物塊的質(zhì)量C物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)D物塊沿斜面向上滑行的最大高度【答案】CD專題九 磁場考綱原文再現(xiàn)內(nèi)容要求說明磁場、磁感應(yīng)強度、磁感線通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向安培力、安培力的方向勻強磁場中的安培力洛倫茲力、洛倫茲力的方向洛倫茲力公式帶電粒子在勻強磁場中的運動質(zhì)譜儀和回旋加速器1.安培力的計算只限于電流與磁感應(yīng)強度垂直的情形2.洛倫茲力的計算只限于速度與磁場方向垂直的情形考查方向展示考向1 結(jié)合幾何關(guān)系考查帶電粒子在磁場中的運動【樣題1】 （2017新課標全國卷）如圖，虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強磁場，P為磁場邊界上的一點。大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過P點，在紙面內(nèi)沿不同的方向射入磁場。若粒子射入速率為，這些粒子在磁場邊界的出射點分布在六分之一圓周上；若粒子射入速率為，相應(yīng)的出射點分布在三分之一圓周上。不計重力及帶電粒子之間的相互作用。則為A B C D【答案】C考向2 通過組合場考查帶電粒子在復(fù)合場中的運動【樣題2】 （2018江蘇卷）如圖所示，真空中四個相同的矩形勻強磁場區(qū)域，高為4d，寬為d，中間兩個磁場區(qū)域間隔為2d，中軸線與磁場區(qū)域兩側(cè)相交于O、O點，各區(qū)域磁感應(yīng)強度大小相等某粒子質(zhì)量為m、電荷量為+q，從O沿軸線射入磁場當入射速度為v0時，粒子從O上方處射出磁場取sin53=0.8，cos53=0.6（1）求磁感應(yīng)強度大小B；（2）入射速度為5v0時，求粒子從O運動到O的時間t；（3）入射速度仍為5v0，通過沿軸線OO平移中間兩個磁場（磁場不重疊），可使粒子從O運動到O的時間增加t，求t的最大值【答案】（1） （2） （3）增加時間的最大值。 考向3 通過疊加場模型考查帶電粒子在復(fù)合場中的運動【樣題6】 （2016天津卷）如圖所示，空間中存在著水平向右的勻強電場，電場強度大小為，同時存在著水平方向的勻強磁場，其方向與電場方向垂直，磁感應(yīng)強度大小B=0.5 T。有一帶正電的小球，質(zhì)量m=1106 kg，電荷量q=2106 C，正以速度v在圖示的豎直面內(nèi)做勻速直線運動，當經(jīng)過P點時撤掉磁場（不考慮磁場消失引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象），取g=10 m/s2。求：（1）小球做勻速直線運動的速度v的大小和方向；（2）從撤掉磁場到小球再次穿過P點所在的這條電場線經(jīng)歷的時間t。【答案】（1）20 m/s，與電場方向夾角為60 （2）3.5 s【解析】（1）小球勻速直線運動時受力如圖，其所受的三個力在同一平面內(nèi)，合力為零，有qvB=代入數(shù)據(jù)解得v=20 m/s速度v的方向與電場E的方向之間的夾角滿足tan =代入數(shù)據(jù)解得tan =，=60a與mg的夾角和v與E的夾角相同，均為，又tan =聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得t=2s=3.5 s【樣題7】 （2018天津市耀華中學(xué)高三模擬）如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標系xOy，其第象限存在著正交的勻強電場和勻強磁場，電場強度的方向水平向右；，磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向里。帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的微粒從原點出發(fā)沿與x軸正方向的夾角為45的初速度進入復(fù)合場中，正好做直線運動，當微粒運動到A（l，l）時，電場方向突然變?yōu)樨Q直向上（不計電場變化的時間），粒子繼續(xù)運動段時間后，正好垂直于y軸穿出復(fù)合場。不計切阻力，求：（1）電場強度E的大?。唬?）磁感應(yīng)強度B的大??；（3）粒子在復(fù)合場中的運動時間。【答案】（1） （2） （3）【解析】（1）微粒在到達A（l，l）之前做勻速直線運動，受力分析如圖：根據(jù)平衡條件，有：解得：（2）根據(jù)平衡條件，有： ；電場方向變化后，微粒所受重力與電場力平衡，微粒在洛侖茲力作用下做勻速圓周運動，軌跡如圖：根據(jù)牛頓第二定律，有：由幾何關(guān)系可得：聯(lián)立解得： 考向4 通過交變場模型考查帶電粒子在復(fù)合場中的運動【樣題8】 （2016江蘇卷）回旋加速器的工作原理如圖甲所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間狹縫的間距為d，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直，被加速粒子的質(zhì)量為m，電荷量為+q，加在狹縫間的交變電壓如圖乙所示，電壓值的大小為U0周期T=。一束該種粒子在t=0時間內(nèi)從A處均勻地飄入狹縫，其初速度視為零?，F(xiàn)考慮粒子在狹縫中的運動時間，假設(shè)能夠出射的粒子每次經(jīng)過狹縫均做加速運動，不考慮粒子間的相互作用。求：（1）出射粒子的動能；（2）粒子從飄入狹縫至動能達到所需的總時間；（3）要使飄入狹縫的粒子中有超過99%能射出，d應(yīng)滿足的條件。甲 乙【答案】（1） （2） （3）【解析】（1）粒子運動半徑為R時且解得【樣題9】 （2018江蘇省如皋市高三第二階段三模前綜合）如圖甲所示，xOy平面處于勻強電場和勻強磁場中，電場強度E和磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的圖象如圖乙所示，周期均為，y軸正方向為E的正方向，垂直紙面向里為B的正方向。t=0時刻，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從坐標原點O開始運動，此時速度大小為，方向為x軸方向。已知電場強度大小為，磁感應(yīng)強度大小，不計粒子所受重力。求：（1）t0時刻粒子的速度大小及對應(yīng)的位置坐標；（2）為使粒子第一次運動到y(tǒng)軸時速度沿x方向，B0與應(yīng)滿足的關(guān)系；（3）（n為正整數(shù)）時刻粒子所在位置的橫坐標x。【答案】（1） （ ）（2） （3） （2）設(shè)粒子在磁場中做圓周運動的周期為T，則： 解得：則粒子第一次運動到y(tǒng)軸前的軌跡如圖所示：粒子在磁場中做圓周運動時，有：圓心在y周期上，結(jié)合幾何關(guān)系得到：且聯(lián)立解得：則 時間內(nèi)粒子在x方向向左移動的距離為 由幾何關(guān)系得： 則粒子的橫坐標專題十 電磁感應(yīng)考綱原文再現(xiàn)內(nèi)容要求電磁感應(yīng)現(xiàn)象磁通量法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律自感、渦流考查方向展示考向1 以物理學(xué)史為背景考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象的研究【樣題1】 （2014新課標全國卷）在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中，能觀察到感應(yīng)電流的是A將繞在磁鐵上的線圈與電流表組合成一閉合回路，然后觀察電流表的變化B在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化C將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化D繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化【答案】D考向2 以科技應(yīng)用為背景考查楞次定律【樣題2】 （2017新課標全國卷）掃描隧道顯微鏡（STM）可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示。無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是【答案】A【解析】感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合回路中的磁通量發(fā)上變化。在A圖中系統(tǒng)振動時在磁場中的部分有時多有時少，磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力，阻礙系統(tǒng)的振動，故A正確；而BCD三個圖均無此現(xiàn)象，故錯誤。 考向6 結(jié)合圖象考查電場感應(yīng)的綜合問題【樣題7】 （2016廣東卷）如圖（a）所示，平行長直金屬導(dǎo)軌水平放置，間距L=0.4 m，導(dǎo)軌右端接有阻值R=1 的電阻，導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，且接觸良好，導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計，導(dǎo)軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強磁場，bd連線與導(dǎo)軌垂直，長度也為L，從0時刻開始，磁感應(yīng)強度B的大小隨時間t變化，規(guī)律如圖（b）所示；同一時刻，棒從導(dǎo)軌左端開始向右勻速運動，1 s后剛好進入磁場，若使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v=1 m/s做直線運動，求：（1）棒進入磁場前，回路中的電動勢E；（2）棒在運動過程中受到的最大安培力F，以及棒通過三角形abd區(qū)域時電流i與時間t的關(guān)系式?！敬鸢浮浚?）E=0.04 V；（2）F=0.04 N，i=t1（其中，1 st1.2 s）【解析】（1）在棒進入磁場前，由于正方形區(qū)域abcd內(nèi)磁場磁感應(yīng)強度B的變化，使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，在棒進入磁場前回路中的電動勢為E=0.04 V（2）當棒進入磁場時，磁場磁感應(yīng)強度B=0.5 T恒定不變，此時由于導(dǎo)體棒做切割磁感線運動，使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，回路中的電動勢為：e=Blv，當棒與bd重合時，切割有效長度l=L，達到最大，即感應(yīng)電動勢也達到最大em=BLv=0.2 V>E=0.04 V考向7 以能量轉(zhuǎn)化為紐帶考查法拉第電場感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用【樣題8】 如圖所示，兩金屬桿AB和CD長均為L，電阻均為R，質(zhì)量分別為3m和m。用兩根質(zhì)量和電阻均可忽略的不可伸長的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路，并懸掛在水平光滑的絕緣圓棒兩側(cè)。在金屬桿AB下方有高度為H的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B0，方向與回路平面垂直，此時CD處于磁場中?，F(xiàn)從靜止開始釋放AB，經(jīng)過一段時間，AB即將進入磁場的上邊界時，其加速度為零，此時CD尚未離開磁場，這一過程中AB上產(chǎn)生的焦耳熱為Q。求：（1）AB即將進入磁場的上邊界時，速度v1的大小；（2）此過程中CD移動的距離h和通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q?！敬鸢浮浚?） （2） 【解析】（1）AB到達磁場上邊界時，加速度為零，則對AB有3mg=2T對CD有2T=mg+B0IL又解得考向8 以動力學(xué)為背景考查電磁感應(yīng)的綜合問題【樣題9】 （2016全國新課標卷）如圖，兩固定的絕緣斜面傾角均為，上沿相連。兩細金屬棒ab（僅標出a端）和cd（僅標出c端）長度均為L，質(zhì)量分別為2m和m；用兩根不可伸長的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca，并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，使兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于斜面向上。已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中，回路電阻為R，兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為，重力加速度大小為g，已知金屬棒ab勻速下滑。求（1）作用在金屬棒ab上的安培力的大??；（2）金屬棒運動速度的大小?！敬鸢浮浚?）mg（sin 3cos ） （2）（sin 3cos ）【解析】（1）設(shè)導(dǎo)線的張力的大小為T，右斜面對ab棒的支持力的大小為N1，作用在ab棒上的安培力的大小為F，左斜面對cd棒的支持力大小為N2。對于ab棒，由力的平衡條件得2mgsin =N1+T+FN1=2mgcos 對于cd棒，同理有mgsin+N2=T，N2=mgcos聯(lián)立式得F=mg（sin 3cos ）（2）由安培力公式得F=BIL這里I是回路abdca中的感應(yīng)電流。ab棒上的感應(yīng)電動勢為=BLv式中，v是ab 棒下滑速度的大小。由歐姆定律得I=聯(lián)立式得v=（sin 3cos ）考向9考查電場感應(yīng)的圖象問題【樣題10】 （2018新課標全國II卷）如圖，在同一平面內(nèi)有兩根平行長導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間存在依次相鄰的矩形勻強磁場區(qū)域，區(qū)域?qū)挾染鶠閘,磁感應(yīng)強度大小相等、方向交替向上向下。一邊長為的正方形金屬線框在導(dǎo)軌上向左勻速運動，線框中感應(yīng)電流i隨時間t變化的正確圖線可能是A B C D【答案】D【解析】找到線框在移動過程中誰切割磁感線，并根據(jù)右手定則判斷電流的方向，從而判斷整個回路中總電流的方向。要分過程處理本題。第一過程從移動的過程中再從移動到的過程中左右兩根棒切割磁感線產(chǎn)生的電流大小相等，方向相反，所以回路中電流表現(xiàn)為零，當線框再向左運動時，左邊切割產(chǎn)生的電流方向順時針，右邊切割產(chǎn)生的電流方向是逆時針，此時回路中電流表現(xiàn)為零，故線圈在運動過程中電流是周期性變化，故D正確；故選D。 考向5 以交流電源和理想變壓器為載體考查交變電流的綜合問題【樣題7】 （2014福建卷）圖為模擬遠距離輸電實驗電路圖，兩理想變壓器的匝數(shù)n1=n4<n2=n3，四根模擬輸電線的電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為R，A1、A2為相同的理想交流電流表，L1、L2為相同的小燈泡，燈絲電阻RL>2R，忽略燈絲電阻隨溫度的變化。當A、B端接入低壓交流電源時AA1、A2兩表的示數(shù)相同BL1、L2兩燈泡的亮度相同CR1消耗的功率大于R3消耗的功率DR2兩端的電壓小于R4兩端的電壓【答案】DR3消耗的功率，C錯誤；由U=IR，R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓，D正確。