高频考点总结 选择题.docx

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高频考点总结选择题

高频考点总结——选择题

典例1（黑龙江大庆实验中学2012届高三上学期期中考试）如图所示，电源电动势均为E=12V，内阻均为r=3Ω，R0=1Ω，直流电动机内阻R0｀=1Ω。

当调节滑动变阻器使R1=2Ω时，图甲电路输出功率最大。

调节R2使图乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作（额定功率为6W），则此时R2的阻值和电动机的焦耳热功率P为（）

A．R2=2ΩB．R2=1.5ΩC．P=6WD．P=4W

解析：

两图中电源相同，它们的最大输出功率相同，根据图甲可知，当电流I=2A时，电源的输出功率最大，最大值为P出=IE-I2r=12W，其中6W是电动机的功率（包括输出的机械功率和内阻消耗的热功率），所以剩下的6W就是R2的热功率，即I2R2=6W，可得

C．整个电路消耗的电功率为22WD．电动机若卡住不转动，灯泡将可能烧坏

解析：

因为输入电压U恒为12V，并且灯泡恰能正常发光，所以电路电流I=P额/U额=2A，整个电路消耗的电功率为P总=UI=24W，选项C错误；U=12V，I=2A，UL=6V，所以电动机两端的电压UM=6V，电动机的功率为PM=UMI=12W，其热功率P热=I2RM=2W，电动机的输出功率为P出=PM-P热=10W，选项A错误，B正确；电动机若卡住不转动，它就相当于一个阻值为0.50Ω的纯电阻，经计算，此时灯泡两端的电压远大于其额定电压，所以灯泡将可能烧坏，选项D正确。

本题答案为BD。

备考必知：

设一个直流电动机内阻为R，所加电压为U，电流为I，电动机正常工作时，它消耗的功率（等于电动机的额定功率）等于内阻发热功率和输出的机械功率之和，即P总=P热+P出，其中电动机的功率P总=IU，发热功率P热=I2R，输出功率为P出=P总-P热=IU-I2R。

预测题1（四川省泸州市2012届高三第二次诊断性考试理综试题、湖北省襄阳五中2012届高三年级上学期期中考试）在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和

纯电阻用电器，它消耗的电能等于内部电阻产生的热能和输出的机械功率之和，所以P出=P总-P热=2.0A×24.0V-（2.0A）2×4Ω=32W。

预测题2（北京市西城区2012届高三第一学期期末考试）如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电动机内阻为R1。

当开关闭合，电动机正常工作时，滑动变阻器接入电路中的电阻为R2，电动机两端的电压为U，通过电动机的电流为I。

电动机输出的机械功率P等于（）

A．UIB．I2R1C．UI-I2R1D．

2.C解析：

根据题意，电动机的输出功率为P总=UI，消耗的热功率为P热=I2R1，所

PrM=I2RM=2W，选项C错误；电源的输出功率为：

P出=EI-I2r=20W，选项D错误。

本题答案为B。

高频考点34磁场的描述及磁场对电流作用

典例1（浙江省温州市2012届高三上学期期末八校联考）如图所示，金属细棒质量为

，用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中。

弹簧的倔强系数为k。

棒ab中通有稳恒电流，棒处于平衡状态，并且弹簧的弹力恰好为零。

若电流大小不变而方向相反，则（）

A．每根弹簧弹力的大小为mgB．每根弹簧弹力的大小为2mg

C．弹簧形变量为mg/kD．弹簧形变量为2mg/k

解析：

电流方向改变前，对棒受力分析，根据平衡条件可知，棒受到的安培力竖直向上，大小等于mg；电流方向改变后，棒受到的安培力竖直向下，大小等于mg，对棒受力分析，根据平衡条件可知，每根弹簧弹力的大小为mg，弹簧形变量为mg/k，所以选项AC正确，BD错误。

本题答案为AC。

点评：

通电导线在磁场中可能受到安培力的作用，当通电导线在磁场中受到安培力和其他力的作用而处于平衡状态时，通常需要利用平衡条件列方程求解。

典例2（辽宁省部分重点中学2012届高三上学期期末联考）如图所示，质量为m=0.6kg，长为l=lm的通电直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′，并处于磁感应强度为B的匀

轴负向，同理可知，安培力始终指向y轴正方向，导线在最低点时所受合力沿y轴正向，导线可以向右摆动，因为在导线运动过程中，导线受到的竖直向下的重力（大小为mg）和沿y轴正向的安培力（大小为BIL）的合力恒定，所以导线的运动可看作在等效重力场中的单摆模型，根据题意，它们的合力即等效重力场的方向与竖直方向的夹角为θ/2，所以BIL=mgtan（θ/2），其中tan（θ/2）=

，代入数据，可得B=2T。

本题答案为D。

注意：

也可根据摆角θ=37°时，导线沿垂直导线方向上的合力大小为BIL求解。

备考必知：

（1）奥斯特发现电流的磁效应；磁感线是假想的实际并不存在的理想曲线；磁感线是不相交、不相切的闭合曲线；磁感线的疏密表示磁场的强弱。

（2）地磁场的分布或方向：

地球就像一个条形磁铁，其地磁的北极（N极）在地理的南极，而地磁的南极（S极）在地理的北极，所以在地球内部磁场从地理北极指向地理南极，而在地球表面上空，地磁场从地理南极指向地理北极，它们形成闭合曲线。

（3）判断环形电流、通电直导线和通电螺线管周围的磁场方向利用安培定则（又叫右手螺旋定则）。

（4）磁场对电流的作用力即安培力的大小F=BILsinα，式中α是电流与磁场方向的夹角，L为导线的有效长度。

（5）判断安培力的方向和洛伦兹力的方向都要利用左手定则，其实安培力是大量定向移动的带电粒子受到洛伦兹力的宏观表现。

（6）两平行通电直导线的相互作用：

同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。

这可以利用右手定则和左手定则判断出来。

此外，还要知道两平行通电直导线的电流越大，它们之间的作用力越大。

（7）分析通电导线在磁场中的受力情况时要考虑它受到的安培力，若通电导线在磁场中处于平衡状态，我们可以利用平衡条件列方程求解。

预测题1（福建省泉州四校2012届高三第二次联考试卷）如图所示，长为L的通电

B．导体棒中的电流大小为

C．若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，x变大

D．若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，x变大

1.B解析：

对导体棒受力分析并根据平衡条件可知，导体棒受到水平向右的安培力的作用力，其大小等于kx，即BIL=kx，所以I=

，选项B正确；根据左手定值可知，导体

预测题3（湖北省黄冈市2012届高三上学期期末考试）如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为N1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为N2，则

磁铁还受到竖直向下的重力（大小等于N1）、竖直向上的支持力（大小等于N2）和水平方向上的弹力，根据磁铁在水平方向上的平衡条件可知，弹簧对磁铁施加的弹力水平向右，弹簧

们的最大速度相同，选项A正确；又因为它们的质量不同，所以它们的最大动能不同，选项B错误；根据关系式vm=qBR/m可知，粒子的最大速度或最大动能与磁感应强度B和D形金属盒的尺寸R有关，而与高频电源的电压或频率无关，所以选项CD错误。

本题答案为A。

点评：

回旋加速度器利用了电场对带电粒子的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用来获得高速粒子的，电场的加速作用和磁场的偏转作用是同步进行的，这些过程在加速器的核心部件——两个D形盒和其间的窄缝完成。

粒子获得的最大速度vm=qBR/m和最大动能Ekm=

，与加速电压无关。

典例2（安徽省合肥八中2012届高三第一次模拟考试、江苏省常州市2012届高三上学期期末）如图所示，下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一带电的小球，整个装置以水平向右的速度v匀速运动，沿垂直于磁场的方向进入方向水平的匀强磁场，由于水平拉力F的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端开口飞出，小球的电荷量始终保持不变，则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中，关于小球运动的加速度a、沿竖直方向的速度vy、拉力F以及管壁对小球的弹力做功的功率P随时间t变化的图象分别如下图所示，其中正确的是（）

过原点的倾斜直线，选项B错误；玻璃管受到小球水平向左的弹力（设大小为T）和拉力F的作用而做匀速直线运动，所以F=T，又根据小球在水平方向上的平衡条件可知，小球受到玻璃管水平向右的弹力大小（也为T）等于洛伦兹力沿水平方向上的分力，即T=Bqvy=Bqat，所以F=Bqat，显然，F-t图象也是一条经过原点的倾斜直线，选项C错误；管壁对小球的弹力做功的功率P=Tvx=Bqavt，显然，P-t图象也是一条经过原点的倾斜直线，选项D正确。

本题答案为D。

点评：

带电粒子在垂直于磁场方向的平面内做曲线运动时，粒子沿某一方向上的洛伦兹力大小与垂直于该方向的速度分量有关。

注意合运动的各个分运动具有独立性，即任意一个分运动不受其他分运动的影响，而保持其运动性质不变。

备考必知：

（1）回旋加速器必知：

两D形盒间所加交变电场使带电粒子加速，每个盒内的匀强磁场使带电粒子偏转做匀速圆周运动，其周期等于交变电场的变化周期；由洛伦兹力提供向心力有

，解得，粒子获得的最大速度为

，最大动能为Ekm=

，可见，粒子获得的最大速度或最大动能与磁感应强度B和D形金属盒的尺寸R有关，而与加速电压无关。

（2）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题的一般解题步骤可归纳为：

画轨迹，找圆心→确定轨道半径→用规律求解

画轨迹，找圆心：

已知入射点处的运动方向和出射点的位置，可以通过入射点做入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心；已知入射点处的速度方向和出射点处的速度方向，可以通过入射点和出射点做垂直于入射方向和出射方向的直线，两线的交点就是圆弧轨道的圆心。

确定轨道半径：

根据作出的运动轨迹，利用几何关系，找出或计算出该圆的半径；根据几何关系，我们可以得到一个常用的几何关系：

粒子速度的偏向角等于轨迹圆弧对应的圆心角，并等于弦切角的两倍。

用规律求解：

带电粒子在磁场做圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，所以有

，可得，轨道半径

（该式与根据几何关系得到的轨道半径联立可得出一些结论），周期

；已知粒子在磁场中运动一周的时间为T，再找出或计算出粒子运动圆弧所对应的圆心角为α，就可求出粒子在磁场中的运动时间为

（或

）

预测题1（江苏省苏北四市2012届高三第一次模拟考试）电视显像管上的图像是电子束打在荧光屏的荧光点上产生的。

为了获得清晰的图像电子束应该准确地打在相应的荧光点上。

电子束飞行过程中受到地磁场的作用，会发生我们所不希望的偏转。

关于从电子枪射出后自西向东飞向荧光屏的过程中电子由于受到地磁场的作用的运动情况（重力不计）正确的是（）

A．电子受到一个与速度方向垂直的恒力B．电子在竖直平面内做匀变速曲线运动

C．电子向荧光屏运动的过程中速率不发生改变D．电子在竖直平面内的运动轨迹是圆周

1.CD解析：

电子在飞行过程中受到地磁场洛仑兹力的作用，洛仑兹力是变力而且不做功，所以电子向荧光屏运动的速率不发生改变，选项AB错误，C正确；地磁场可视为匀强磁场，电子运动的方向始终与磁场方向垂直，在不计电子重力的情况下，电子只受大小不变、方向始终与速度方向垂直的洛伦兹力的作用，故电子在竖直平面内做匀速圆周运动，其运动轨迹是圆周，选项D正确。

本题答案为CD。

预测题2（江西省师大附中2012届高三下学期开学考试）如图所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道，k为轨道最低点，Ⅰ处于匀强磁场中，Ⅱ和Ⅲ处于匀强电场中，三个完全相同的带正电小球a、b、c从轨道最高点自由下滑至第一次到达

预测题3（云南省部分名校2012届高三联考理综卷、河北省衡水中学2012届高三上学期第四次调研、陕西省陕师大附中2012届高三上学期期中试题、河南省商丘市2012届高三上学期期末考试）下图左图所示为足够大空间内存在水平方向的匀强磁场，在磁场中A、B两物块叠在一起置于光滑水平面上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘，A、B接触面粗糙。

自t=0时刻起用水平恒力F作用在物块B上，由静止开始做匀加速直线运动。

右

3.CE解析：

刚开始，A与B一起水平向左加速运动，已知A带正电，根据左手定则可知，A受到的洛伦兹力方向竖直向下，大小逐渐增大，即A、B之间的正压力逐渐增大，所

C．若电场、磁场分别沿z轴正方向和y轴负方向，小球有可能做匀速直线运动

D．若电场、磁场分别沿y轴负方向和z轴正方向，小球有可能做匀变速曲线运动

解析：

若电场、磁场分别沿z轴正方向和x轴正方向，那么在原点处，小球只受到竖直向上的电场力和竖直向下的重力作用，它们的合力有两种情况，一种情况是合力为零，此时小球做直线运动，另外一种是合力不为零，但合力肯定沿竖直方向，此时小球的合力方向与运动方向不共线，所以小球做曲线运动，所以选项A错误；若电场、磁场均沿z轴正方向，并且场强大小满足E=mg/q，那么小球做匀速圆周运动，选项C正确；若电场、磁场分别沿z轴正方向和y轴负方向，那么在原点处，小球受到竖直向上的电场力、竖直向上的洛伦兹力和竖直向下的重力作用，它们的合力可能为零，所以小球有可能做匀速直线运动，选项C正确；若电场、磁场分别沿y轴负方向和z轴正方向，那么在原点处，小球受到沿y轴负方向的电场力、沿y轴正方向的洛伦兹力和竖直向下的重力作用，如果此时电场力和洛伦兹力大小相等，那么小球的合力等于重力，小球将做曲线运动，又因为小球在水平方向上不受力而做匀速直线运动，所以在小球运动的过程中，小球沿水平方向上的分速度大小不变，小球的洛伦兹力大小和方向也不变，小球的合力仍等于重力，即小球做匀变速曲线运动，选项D正确。

本题答案为BCD。

点评：

带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子所受的合外力和初速度方向，因此应把粒子的运动情况和受力情况结合起来分析，当合外力为零时，粒子做匀速直线运动，当合外力方向与初速度方向共线时，粒子做直线运动，当合外力方向与初速度方向不共线时，粒子做曲线运动；只有合外力恒定时，加速度才恒定，粒子做的才是匀变速运动（曲线或直线）。

典例2（浙江省名校新高考研究联盟2012届高三第一次联考）如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m，带电量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向的且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中．设小球电量不变，小球由棒

误，D正确；在水平方向上，小球共受到水平向右的电场力、水平向左的洛伦兹力和杆的弹力三个力的作用，三力的合力为零，如果刚开始，小球的初速度较大，其洛伦兹力大于电场力，杆对小球的弹力水平向右，大小T=F洛-F会随着速度的减小而减小，小球的加速度也一直减小；如果刚开始，小球的初速度较小，其洛伦兹力小于电场力，杆对小球的弹力水平向做，大小T=F-F洛会随着速度的减小而增大，小球的加速度也一直增大，可见，选项AC错误。

本题答案为D。

点评：

对带电粒子正确受力分析是解决本题的关键，题中带电粒子除受到重力、弹力和摩擦力外，还受到恒定的电场力和变化的洛伦兹力的作用。

备考必知：

（1）处理复合场问题时的几个有用结论：

当带电粒子所受合力为零时，粒子将处于静止或匀速直线运动状态；当带电粒子做匀速圆周运动时，洛伦兹力充当向心力，其他各力的合力必为零；当带电粒子所受合力大小与方向均变化时，粒子将做非匀变速曲线运动；洛伦兹力永不做功，洛伦兹力的大小和方向都随着速度的大小和方向的改变而改变。

（2）复合场问题的常见处理方法：

当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，应根据平衡条件列式求解；当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力充当向心力，其他各力的合力为零，应根据牛顿第二定律和平衡条件列式求解；当粒子做非匀变速曲线运动时，往往需要运用动能定理或能量守恒定律列式求解。

预测题1（河北省衡水中学2012届高三调研测试）如图所示，在Oxyz坐标系所在的空间中，可能存在匀强电场或匀强磁场，也可能两者都存在或都不存在。

现有一质量为m带正电q的点电荷沿z轴正方向射入此空间中，发现它做速度为v0的匀速直线运动。

不计

E的大小可任意，带电粒子在电场力作用下一定做变速直线运动；若E≠0，B≠0，B和E的方向都平行于xy平面，且互相垂直，若满足E=Bv，则带电粒子做速度为v0的匀速直线运动；若E≠0，B≠0，B和E的方向都平行于yz平面，且互相垂直，带电粒子不可能做速度为v0的匀速直线运动。

本题答案为C。

预测题2（江苏省南京市四校2012届高三月考、山东省聊城市五校2012届高三上学期期末联考试题）如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。

一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标出）穿出。

若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b（）

法判断从O′点的上方或下方穿出，故选项A、B错误；粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类平抛运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故C项正确，D项错误。

本题答案为C。

预测题3（山东省沂水县2012届高三上学期期末考试物理试题、江西省重点中学协作体2012届高三联考、陕西省长安一中2012届高三月考）在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里。

现将一个带正电的金属小球从M点以初速度v0水平抛出，小球着地时的速度为v1，在空中的飞行时间为t1。

若将磁场撤除，其它条件均不变，那么小球着地时的速度为v2，在空中飞行的时间为t2。

小球所

t1＞t2。

本题答案为D。