高中试卷答案网广东省江门市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-03电磁学
一、单选题
1．（2022·广东江门·统考一模）如图所示是电子枪部分的原理图，阴极发射的电子在强电场的作用下从阴极飞向阳极，虚线是其中一个电子的运动路线，实线是电场线，A、B、C是电场中的三个点，下列说法正确的是（ ）
A．C点的电势比A点低 B．A点的电场强度比B点的电场强度大
C．电子从A运动到B的过程电势能增大 D．从A到B电子的加速度不断增大
2．（2021·广东江门·统考模拟预测）无人机的多个螺旋桨能提供各个方向的动力，每个发动机电阻为R，正常工作时电压为U，图为无人机在有水平风力时执行拍摄任务而悬停在空中，下列说法正确的是（ ）
A．发动机螺旋桨是通过旋转把空气向上推从而提供升力
B．各个螺旋桨升力的合力沿竖直方向
C．单个发动机正常工作时消耗的电功率为
D．当发动机螺旋桨被“卡死”时通过的电流为
3．（2021·广东江门·统考模拟预测）两大小不同的带电小球产生的电场的电场线分布情况如图所示，某一带电粒子仅受电场力作用沿虚线由a点移动到b点，则下列说法中正确的是（ ）
A．a点的电势比b点低
B．粒子在a点受到的电场力比b点小
C．粒子从a点到b点，电场力做负功
D．从a点到b点动能的减少量大于电势能的增加量
4．（2021·广东江门·统考一模）电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速。不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（ ）
A．A、K之间的电场强度
B．电子由K沿电场线到A电势能逐渐增大
C．电子在K附近受到的电场力比在A附近要大
D．电子到达A极板时的动能等于
5．（2021·广东江门·统考一模）电磁感应是目前实现无线充电的重要途径，如图甲所示为该装置简化工作原理图，充电基座接上如图乙的家庭用交流电，受电线圈接上一个理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大）给手机电池充电。已知手机电池的充电电压为（有效值），假设在充电过程中基座线圈的磁场全部穿过受电线圈而无能量的损失，下列说法正确的是（ ）
A．无线充电装置主要利用了电磁感应中的自感现象
B．家庭用交流电电流方向每秒变化50次
C．受电线圈两端的输出电压的电压峰值为
D．基座线圈和受电线圈的匝数比为44：1
二、多选题
6．（2021·广东江门·统考模拟预测）如图所示，匀强电场方向竖直向下，一个带电微粒在电场中在竖直平面内斜向上做直线运动（图中箭头所示），下列说法正确的是（ ）
A．该粒子也可以反方向做直线运动
B．粒子在做匀加速直线运动
C．粒子电势能与机械能之和守恒
D．若该粒子的初速度沿垂直电场的方向入射，则有可能做类平抛运动
7．（2021·广东江门·统考一模）如图所示的虚线框为一正方形区域，该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，一带电粒子从a点沿与ab边成角方向射入磁场，恰好从b点飞出磁场；另一带电粒子以相同的速率从a点沿ad方向射入磁场后，从c点飞出磁场，不计重力，则两带电粒子的比荷之比及在磁场中的运动时间之比分别为（ ）
A． B．
C． D．
8．（2022·广东江门·模拟预测）如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨和，与平行，是以为圆心的圆弧导轨，圆弧左侧和扇形内有方向如图的匀强磁场，金属杆的端与点用导线相接，端与圆弧接触良好，不可滑动的金属杆静止在平行导轨上，若杆绕点在匀强磁场区内从到匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有（ ）
A．杆产生的感应电动势恒定
B．杆的电流方向从流向
C．杆上点的电势比点高
D．杆所受的安培力方向向右
9．（2022·广东江门·统考一模）如图所示，在光滑绝缘的水平面上，虚线右侧有磁感应强度T的匀强磁场，方向垂直纸面向里，质量、电荷量的小球C静置于其中，虚线左侧一个质量为kg、不带电的绝缘小球A以速度m/s进入磁场与C球发生正碰（电荷不转移），碰后C小球对水平面的压力刚好为零，取向右为正方向，，下列说法正确的是（ ）
A．碰后C球速度为20m/s B．碰后C球速度为15m/s
C．C对A的冲量大小为 D．C对A的冲量大小为
10．（2022·广东江门·统考一模）在绝缘的水平桌面上固定有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导轨间距为l，电阻相同的金属棒ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长为l的绝缘细线相连，棒ab右侧有磁感应强度大小相等的匀强磁场I、Ⅱ，宽度也为l，磁场方向均垂直导轨，整个装置的俯视图如图所示。从图示位置在棒ab上加水平拉力，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区域，则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图像，可能正确的是（规定金属棒ab中电流方向由a到b为正）（ ）
A．
B．
C．
D．
11．（2022·广东江门·统考一模）如图(a)，为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压转换为图(b)所示的正弦交流电压，并加在理想变压器的原线圈上，电压表为交流电表，设变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。当变压器副线圈输出电压的瞬时值大于5000V时，就会在点火针两端间引发火花进而点燃燃气，则
A．闭合S，加在变压器原线圈上正弦交流电压的有效值为50V
B．某交流发电机要产生与图(b)相同频率的交流电，其线圈在磁场中的转速为100转/秒
C．闭合开关S，电压表的示数为V
D．变压器原、副线圈的匝数n1、n2须满足n2>100n1时，才能实现点火
三、解答题
12．（2021·广东江门·统考模拟预测）某实验小组想测量元电荷的电量大小。装置如图所示，在真空容器中有正对的两平行金属板A和B，两板与外部电路连接，两板间相距d=0.3m。外部电路电源电动势ε=300V，内阻r=1.0Ω，保护电阻R0=19.0Ω，电阻箱的阻值R可调。实验时，电键S1闭合、S2断开时，小组从显微镜发现容器中有一个小油滴正好在两板中间处于静止状态，该油滴质量为，取g=10m/s2，求：
（1）该油滴带电性质及所带电量q；
（2）调节电阻箱R=20.0Ω，闭合电键S2，油滴将加速下落，求油滴下落到B板的时间t（结果可以保留根号）。
13．（2022·广东江门·模拟预测）如图所示，在平面直角坐标系xOy的x轴上方存在宽度为L的有界匀强电场区域，边界与x轴平行，电场强度的方向沿y轴负方向，大小为E。在x轴下方存在长为3L、宽度为L的矩形磁场区域，磁场区域的上边界与x轴重合，坐标原点与磁场区域上边界的中点重合，磁感应强度大小为B，方向垂直坐标平面向里。质量为m，带电荷量为+q的粒子A静止在坐标原点，不带电的粒子B以速度v0沿y轴负方向与粒子A发生弹性碰撞，碰撞前、后粒子A的带电荷量不变，不计粒子重力。已知，，。
（1）若带电粒子A从磁场右侧边界离开磁场，求k的最大值。
（2）若带电粒子A从磁场右侧边界的中点离开磁场区域。
①求k的可能值。
②求粒子在磁场中运动的最长时间。
14．（2022·广东江门·统考一模）某种离子诊断测量简化装置如图所示。竖直平面内存在边界为正方形EFGH、方向垂直纸面向外的匀强磁场，探测板CD平行于HG水平放置，只能沿竖直方向移动。a、b两束宽度不计带正电的离子从静止开始经匀强电场加速后持续从边界EH水平射入磁场a束离子在EH的中点射入经磁场偏转后垂直于HG向下射出，并打在探测板的右端点D点，已知正方形边界的边长为2R，两束离子间的距离为，离子的质量均为m、电荷量均为q，不计重力及离子间的相互作用，已知。求：
（1）求磁场的磁感应强度B的大小以及a束离子在磁场运动的时间t；
（2）要使两束离子均能打到探测板上，求探测板CD到HG的距离最大是多少？
15．（2021·广东江门·统考一模）如图所示，水平面上方左侧有一垂直水平面向下的匀强磁场，边长为L的正方形金属线框平放在水平面上，且bc边与磁场边界重合。现对线框施加垂直于水平方向大小为F的恒力使线框由静止开始运动，在线框的ad与磁场边界重合前线框已开始匀速运动且速度为v，已知线框的质量为m、电阻为R，线框与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，求：
（1）线框加速度的最大值多大；
（2）磁场的磁感应强度多大？
参考答案：
1．B
【详解】A．沿电场线电势逐渐降低，可知C点的电势比A点高，选项A错误；
B．电场线越密集则场强越大，可知A点的电场强度比B点的电场强度大，选项B正确；
C．电子从A运动到B的过程，电场力做正功，则电势能减小，选项C错误；
D．从A到B电子所受的电场力逐渐减小，则电子的加速度不断减小，选项D错误。
故选B。
2．D
【详解】A．发动机螺旋桨是通过旋转把空气向下推，同时受到空气向上的推力，从而悬停在空中，故A错误；
B．无人机在有水平风力时执行拍摄任务而悬停在空中，根据平衡条件，各个螺旋桨升力的合力与无人机的重力和水平风力为共点力平衡力，则升力的合力应该是斜向上，故B错误；
C．发动机所在电路为非纯电阻电路，计算功率不能用P=，故C错误；
D．当发动机螺旋桨被“卡死”时，可视为纯电阻电路电流I =，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】左侧小球的电场线是向外发散的，则左侧小球带正电，右侧小球的电场线是向里汇聚的，则右侧小球带负电，两球之间的电场线向右，电场强度向右;带电粒子的轨迹向左弯曲，所受的电场向左，与电场强度方向相反，则带电粒子带负电
B．由图可知b点的电场线比a点的电场线疏，则b点的电场强度比a点的电场强度小，根据
粒子在b点所受电场力较小，故B错误；
AC．粒子从a点运动到b点的过程中，电场力与运动方向成钝角，电场力做负功，电势能增大，则粒子在b点所受电势能较大，由于粒子带负电，则a点的电势比b点高，故C正确，A错误；
D．粒子只有电场力做功，则动能和电势能之和为定值，从a点到b点动能的减少量等于电势能的增加量，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】A． A、K之间的电场强度是非匀强电场，所以A错误；
B．电子由K沿电场线到A电场力做正功，电势能逐渐减小，所以B错误；
C．电子在K附近受到的电场线比在A附近要疏，则电子在K附近受到的电场力比在A附近要小，所以C错误；
D．由电场力做功及动能定理有
则电子到达A极板时的动能等于，所以D正确；
故选D。
5．C
【详解】A. 充电基座接上如图乙的家庭用交流电，基座线圈可产生交变磁场，根据电磁感应原理，手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电；而自感现象是一种特殊的电磁感应现象，是由于导体本身电流发生变化引起自身产生的磁场变化而导致其自身产生的电磁感应现象，故A错误；
B. 家庭用交流电的频率为50HZ，交流电电流方向每秒变化100次，故B错误；
C. 受电线圈接上一个理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大）给手机电池充电，手机电池的充电电压为（有效值），则
可知受电线圈两端的输出电压的电压峰值为，故C正确；
D. 基座线圈和受电线圈的匝数比为
故D错误。
故选C。
6．AC
【详解】ABD．由题意，电场力方向和重力方向都在竖直方向上，带电微粒在电场中在竖直平面内斜向上做直线运动，则带电微粒受力平衡，即重力与电场力方向大小相等，方向相反，则该粒子加速度为零，也可以反方向做直线运动， 不可能做类平抛运动，故A正确，BD错误；
C．该粒子只有重力和电场力做功，则粒子电势能与机械能之和守恒，故C正确。
故选AC。
7．AC
【详解】AB．粒子的运动轨迹如图；设正方形边长为L，则从b点飞出的粒子的运动半径为r1=L；从c点飞出的粒子的运动半径也为r2=L；
根据
可得
则
选项A正确，B错误；
CD．根据
可知，两粒子的周期相同，两粒子在磁场中转过的角度分别为60°和90°，根据
可得
选项C正确，D错误。
故选AC。
8．AC
【详解】AB．杆绕点在匀强磁场区内从到匀速转动时，假设磁感应强度为，金属杆长度为，转动角速度为，则产生的电动势为
可知电动势恒定不变，由右手定则可知，杆的电流方向从流向，A正确，B错误；
CD．杆的电流方向从流向，可知点的电势比点高，由左手定则可知杆所受的安培力方向向左，C正确，D错误；
故选AC。
9．AD
【详解】AB．由于碰后C小球对水平面的压力刚好为零，根据左手定则可知C小球速度方向向右，则有
解得，碰后C球速度为
故A正确，B错误；
CD．两球发生正碰过程中，根据动量守恒定律可得
解得
根据动量定理可知，C对A的冲量
即大小为，方向水平向左。
故选AD。
10．AC
【详解】AB．ab棒进入磁场开始，由右手定则可知，金属棒ab中感应电流为即为负， 电动势为
感应电流为
当位移为l-2l时，cd棒也进入磁场，由右手定则可知，金属棒ab和cd均产生顺时针感应电流，即为正，设电路总电阻为R，感应电流为
当位移为2l-3l时，只有cd棒切割磁感线，根据右手定则，产生逆时针感应电流，即为负，大小为
故A正确，B错误；
CD．当位移为时，只有ab受到向左的安培力，则细线张力为零。当位移为时，两棒均受到向左的安培力，对cd，根据平衡条件，细线拉力向右，大小为
当位移为时，cd受到向左的安培力，对cd，根据平衡条件，细线拉力向右，大小为
故C正确，D错误。
故选AC。
11．CD
【详解】AC．根据图（b）得到原线圈电压的最大值为50V，加在变压器原线圈上正弦交流电压的有效值为
V
电压表的示数为：
U=25V
故A错误，C正确；
B．根据图（b）得到原线圈电流周期为0.02s，转速
n==50转/秒
某交流发电机要产生与图（b）相同频率的交流电，其线圈在磁场中的转速为50转/秒，故B错误；
D．瞬时电压大于5000V即火花放电；根据
且U1=50V，U2≥5000V得到实现点火的条件是：变压器原、副线圈的匝数n1、n2须满足
n2＞100n1
故D正确。
故选CD。
12．（1）负电；；（2）
【详解】（1）电键S1闭合、S2断开时，电路断路
该油滴处于静止状态，受力平衡
解得
由于电场方向竖直向下，电场力竖直向上，故该油滴带负电；
（2）闭合电键S2电容器与R并联，因此
根据闭合电路欧姆定律
电场强度
根据牛顿第二定律
油滴下落到B板由运动学公式
联立解得
13．（1）1；（2）①k的可能值为或，②
【详解】（1）两粒子发生弹性碰撞，设B、A两粒子碰撞后瞬间的速度分别为v1和v2，碰撞过程中由动量守恒有
由机械能守恒有
解得
设粒子A在磁场中运动的轨迹半径为R，由洛伦兹力提供向心力有
联立可得
可知k越大，粒子A的轨迹半径越大，如图1所示，当粒子A的运动轨迹与磁场区域下边界相切时，轨迹半径最大，此时粒子A的轨迹半径为
可得
（2）①粒子A从磁场右侧边界的中点离开磁场区域有以下两种情况
（i）粒子A在磁场中偏转一次直接从磁场右边界中点离开磁场区域，如图2所示
由几何知识有
解得
可得
（ii）由几何知识可知，粒子A要能从磁场右边界中点离开磁场区域，粒子A的轨迹半径要满足
则粒子在磁场中可能运动半个周期进入电场，经电场作用后以同样的速率垂直x轴进入磁场，然后从磁场区域右边界中点离开磁场，可能的运动轨迹如图3、图4所示。如图3由几何关系有
解得
可得
如图4得
可得
当时，有
设粒子A在电场中运动的距离为x1，由动能定理有
解得
不符合题意。当时，有
设粒子在电场中运动的距离为x2，由动能定理有
解得
符合题意。综上所述可得，粒子能从磁场右边界中点离开时，k的可能值为或。
②粒子在磁场中运动周期为
可得
当时，粒子在磁场中运动的时间最长，为
14．（1），；（2）
【详解】（1）离子在电场中加速，由动能定理
解得
根据题意，a束离子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图
根据几何关系可知，半径为
由牛顿第二定律
联立解得
根据公式可知
由图可知，运动时间为
（2）设b束离子从边界HG的P点射出磁场，运动轨迹如上图，a、b为两束宽度不计带正电的离子，且离子的质量均为m、电荷量均为q，则b束离子在磁场中运动的半径
根据几何关系有
，
解得
又有
解得
15．（1）；（2）
【详解】（1）线框刚开始运动时它的加速度最大，则有
解得
（2）匀速运动时，线框的感应电动势为
感应电流为
线框的安培力为
由平衡条件可得
联立解得
试卷第1页，共3页
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