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江苏省连云港市2022年高考物理考点突破每日一练29带电粒子在匀强电场中的运动电磁感应的综合问题含解析

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考点突破每日一练(29)带电粒子在匀强电场中的运动、电磁感应的综合问题1.如图所示,MN是一点电荷产生的电场中的一条电场线,一个带正电的粒子(不计重力)穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示.a、b为轨迹上两点.下列结论正确的是(  )A.产生电场的电荷一定为负点电荷B.带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度C.带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小D.带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能2.(多选)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示,其中0~x2段是对称的曲线,x2~x3段是直线,则下列说法正确的是(  )A.x1处电场强度为正值B.x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为φ1>φ2>φ3C.粒子在0~x2段做匀变速运动,x2~x3段做匀速直线运动D.x2~x3段是匀强电场3.图中虚线是某电场中的一簇等势线.两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场,粒子运动的部分轨迹如图中实线所示.若粒子仅受电场力的作用,下列说法中正确的是(  )A.两粒子的电性相同B.a点的电势高于b点的电势-3-\nC.粒子从P运动到a的过程中,电势能增大D.粒子从P运动到b的过程中,动能增大4.光滑金属导轨a、b、c、d相互平行,固定在同一水平面内,a、c间距离为L1,b、d间距离为L2,a与b间、c与d间分别用导线连接。导轨所在区域有方向竖直向下、磁感应强度B的匀强磁场。金属杆MN在垂直于MN的水平外力F1(图中未画出)作用下保持静止,且垂直于a和c;金属杆GH质量为m,在垂直于GH的水平恒力F2作用下从静止开始向右运动,经过水平距离x后,F2对杆GH做功的功率就不再变化保持为P,运动过程中杆GH始终垂直于b和d。金属杆MN接入电路的电阻为R,其余电阻不计,导轨b、d足够长。求:(1)外力F1的最大值和恒力F2的大小;(2)在GH杆经过水平距离x的过程中,金属杆MN杆上产生的热量Q。参考答案1.D [由轨迹可判定正电荷所受电场力方向为从M到N,则知有可能是由负点电荷在MN线上右侧产生的,也有可能是由正点电荷在MN线上左侧产生的,故A错误;如果负点电荷在MN线上右侧,故a离负点电荷的距离大于b的距离,故粒子在a点受到的电场力小,加速度也小;如果正点电荷在MN线上左侧,故a离正点电荷的距离小于b的距离,故粒子在a点受到的电场力大,加速度也大,故B错误;曲线运动中,合力指向曲线的内侧,轨迹与电场线交点位置,电场力向右,故从a到b,电场力做正功,动能增加,故C错误;a到b,电场力做正功,电势能减少,故D正确.]2.BD [根据电势能与电势的关系:Ep=qφ,场强与电势的关系:E=,得:E=,由数学知识可知Ep-x图象切线的斜率等于=qE,x1处切线斜率为零,则x1处电场强度为零,故A错误.根据电势能与电势的关系:Ep=qφ,粒子带负电,q<0,则知:电势能越大,粒子所在处的电势越低,所以有:φ1>φ2>φ3.故B正确.由图看出在0~x1段图象切线的斜率不断减小,知场强减小,粒子所受的电场力减小,加速度减小,做非匀变速运动.x1~x2段图象切线的斜率不断增大,场强增大,粒子所受的电场力增大,做非匀变速运动.x2~x3-3-\n段斜率不变,场强不变,即电场强度大小和方向均不变,是匀强电场,粒子所受的电场力不变,做匀变速直线运动,故C错误,D正确.]3.D [由力和运动关系可知,两个粒子受力方向相反,故电性相反,选项A错误;由于电场方向未知,所以不能判断电势和电势能的高低,B、C错误;粒子从P运动到b的过程中,电场力做正功,动能增加,D正确.]4.【参考答案】(1)(2)【解题思路】(1)设杆GH最大速度为vm时,回路中电动势为E,电流为I,作用在MN上的外力最大为F1m,则,对GH棒当速度最大时有:P=F2υm,而此时切割磁感线产生的感应电动势:E=BL2υm,感应电流:,安培力:F2=BIL2,F1m=BIL1,联立解得:,,。(2)GH的水平恒力作用下从静止开始向右运动,经过水平距离x的过程中,根据能量守恒有:,解得:。-3-

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发布时间:2022-08-25 23:18:47 页数:3
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文章作者:U-336598

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