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2014届高考物理大二轮复习与测试强化练:功能关系在电学中的应用(带解析)

适用年级:高三 | 试卷年份:2014年 | 省份:全国 | 试卷类型:专题试卷 | 上传日期:累计组卷次数 | 下载word版

选择题

一带电粒子射入一固定的正点电荷Q的电场中,沿如图所示的虚线由a点经b点运动到c点,b点离Q最近.若不计重力,则(  )

A.带电粒子带正电荷* _3 Y0 X, G, K7 J9 V. Q( G( V- F O9 Q. j
B.带电粒子到达b点时动能最大* _3 Y0 X, G, K7 J9 V. Q( G( V- F O9 Q. j
C.带电粒子从a到b电场力对其做正功* _3 Y0 X, G, K7 J9 V. Q( G( V- F O9 Q. j
D.带电粒子从b到c电势能减小* _3 Y0 X, G, K7 J9 V. Q( G( V- F O9 Q. j

答案与解析 在线组卷

如图所示,间距为L,电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值为R的电阻连接,导轨上横跨一根质量为m,电阻也为R的金属棒,金属棒与轨道接触良好.整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中.现使金属棒以初速度v0沿导轨向右运动,若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q.下列说法正确的是(  )

A.金属棒在导轨上做匀减速运动! e. W; j& R7 [' @2 g) A% B
B.整个过程中电阻R上产生的焦耳热为! e. W; j& R7 [' @2 g) A% B
C.整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为! e. W; j& R7 [' @2 g) A% B
D.整个过程中金属棒克服安培力做功为! e. W; j& R7 [' @2 g) A% B

答案与解析 在线组卷

如图所示,一个带正电的小球穿在一根绝缘的粗糙直杆AC上,杆与水平方向成θ角,整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆方向斜向上的匀强磁场.小球沿杆向下运动,在A点时的动能为100 J,在C点时动能减为零,D为AC的中点,在运动过程中,则(  )

A.小球在D点时的动能为50 J2 d1 A7 ?' ]8 Z: X5 h 
B.小球电势能的增加量一定等于重力势能的减少量2 d1 A7 ?' ]8 Z: X5 h 
C.到达C点后小球可能沿杆向上运动2 d1 A7 ?' ]8 Z: X5 h 
D.小球在AD段克服摩擦力做的功与小球在DC段克服摩擦力做的功相等2 d1 A7 ?' ]8 Z: X5 h 

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如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1 m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值R=2 Ω的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量m=0.2 kg、电阻r=1 Ω的金属棒ab放在两导轨上.棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数μ=0.25(设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小).当金属棒由静止下滑60 m时速度达到稳定,电阻R消耗的功率为8 W,金属棒中的电流方向由a到b,则下列说法正确的是(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(  )

A.金属棒沿导轨由静止开始下滑时,加速度a的大小为 4 m/s2: A- O3 H, [ H8 `/ G F: C) f 
B.金属棒达到稳定时速度v的大小为10 m/s: A- O3 H, [ H8 `/ G F: C) f 
C.磁场方向垂直导轨平面向上,磁感应强度B的大小为 0.4 T: A- O3 H, [ H8 `/ G F: C) f 
D.金属棒由静止到稳定过程中,电阻R上产生的热量为 25.5 J: A- O3 H, [ H8 `/ G F: C) f 

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图中甲是匀强电场,乙是孤立的正点电荷形成的电场,丙是等量异种点电荷形成的电场(a、b位于两点电荷连线上,且a位于连线的中点),丁是等量正点电荷形成的电场(a、b位于两点电荷连线的中垂线上,且a位于连线的中点).有一个正检验电荷仅在电场力作用下分别从电场中的a点由静止释放,动能Ek随位移x变化的关系图象如图中的①②③图线所示,其中图线①是直线.下列说法正确的是(  )

A.甲对应的图线是①6 j. [; Q: ]- W9 CB.乙对应的图线是②6 j. [; Q: ]- W9 C
C.丙对应的图线是②6 j. [; Q: ]- W9 CD.丁对应的图线是③6 j. [; Q: ]- W9 C

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如图所示,长为L,倾角为θ的光滑绝缘斜面处于匀强电场中,一带电荷量为+q、质量为m的小球,以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑,到达斜面顶端时速度仍为v0.则下列说法正确的是(  )

A.小球在B点的电势能一定大于小球在A点的电势能
B.由上述条件可以求得A、B两点的电势差
C.电场方向与AC垂直时,电场强度最大
D.电场方向与斜面平行时,电场强度最小

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如图所示,质量为m的金属线框A静置于光滑平面上,通过细绳跨过定滑轮与质量为m的物体B相连,图中虚线内为一水平匀强磁场,d表示A与磁场左边界的距离,不计滑轮摩擦及空气阻力,设B下降h(h>d)高度时的速度为v,则此时以下关系中能够成立的是(  )

A.v2=gh! h0 H0 _: F" ?
B.v2=2gh! h0 H0 _: F" ?
C.A产生的热量Q=mgh-mv2! h0 H0 _: F" ?
D.A产生的热量Q=mgh-mv2! h0 H0 _: F" ?

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计算题

“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成.偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成,A、B为电势值不等的等势面,其过球心的截面如图所示.一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M板正中间小孔垂直入射,进入偏转电场区域,最后到达偏转器右端的探测板N,其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间.忽略电场的边缘效应.

(1)判断半球面A、B的电势高低,并说明理由;
(2)求等势面C所在处电场强度E的大小;
(3)若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC,则到达N板左、右边缘处的电子,经过偏转电场前、后的动能改变量ΔEk和ΔEk分别为多少?
(4)比较|ΔEk|与|ΔEk|的大小,并说明理由.

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如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成30°角,两导轨的间距l=0.50 m,一端接有阻值R=1.0 Ω的电阻.质量m=0.10 kg的金属棒ab置于导轨上,与导轨垂直,电阻r=0.25 Ω.整个装置处于磁感应强度B=1. 0 T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.t=0时刻,对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F,使之由静止开始运动,运动过程中电路中的电流随时间t变化的关系如图乙所示.电路中其他部分电阻忽略不计,g取10 m/s2.求:
 
(1)4.0 s末金属棒ab瞬时速度的大小;
(2)3.0 s末力F的瞬时功率;
(3)已知0~4.0 s时间内电阻R上产生的热量为0.64 J,试计算F对金属棒所做的功.

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在如图所示的竖直平面内,物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接,分别静止于倾角θ=37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上,轻绳与对应平面平行.劲度系数k=5 N/m的轻弹簧一端固定在O点,一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连,弹簧处于原长,轻绳恰好拉直,DM垂直于斜面.水平面处于场强E=5×104 N/C、方向水平向右的匀强电场中.已知A、B的质量分别为mA=0.1 kg和mB=0.2 kg,B所带电荷量q=+4×10-6 C.设两物体均视为质点,不计滑轮质量和摩擦,绳不可伸长,弹簧始终在弹性限度内,B电荷量不变.取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.

(1)求B所受静摩擦力的大小;
(2)现对A施加沿斜面向下的拉力F,使A以加速度a=0.6 m/s2开始做匀加速直线运动.A从M到N的过程中,B的电势能增加了ΔEp=0.06 J.已知DN沿竖直方向,B与水平面间的动摩擦因数μ=0.4.求A到达N点时拉力F的瞬时功率.

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