2019年高考物理 考試大綱解讀 專題03 電學(xué)(含解析).doc
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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(qiáng)度、點電荷的場強(qiáng) 電場線 電勢能、電勢 電勢差 勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 帶電粒子在勻強(qiáng)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 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅰ I I 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(biāo)全國Ⅰ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(qiáng)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(biāo)(ra,a)標(biāo)出,其余類推。現(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 A.Ea:Eb=4:1 B.Ec:Ed=2:1 C.Wab:Wbc=3:1 D.Wbc: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(biāo)出),虛線是一帶負(fù)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. B. C. 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(qiáng)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(fù)功,電勢能增大,動能減小,即,負(fù)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(fù)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 Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ 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(dāng)C兩端電壓達(dá)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 A.A的示數(shù)增大 B.的示數(shù)增大 C.與的比值大于r D.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。 考向3 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(biāo)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(biāo)一定滿足關(guān)系PA=PB+PC D.兩個圖線交點M與N的橫坐標(biāo)之比一定為1:2,縱坐標(biāo)之比一定為1:4 A.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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)磁場中的運動 質(zhì)譜儀和回旋加速器 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ 1.安培力的計算只限于電流與磁感應(yīng)強(qiáng)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(biāo)全國Ⅱ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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(dāng)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(qiáng)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Δt,求Δt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(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為,同時存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場,其方向與電場方向垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5 T。有一帶正電的小球,質(zhì)量m=110–6 kg,電荷量q=210–6 C,正以速度v在圖示的豎直面內(nèi)做勻速直線運動,當(dāng)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=① 代入數(shù)據(jù)解得v=20 m/s② 速度v的方向與電場E的方向之間的夾角θ滿足tan θ=③ 代入數(shù)據(jù)解得tan θ=,θ=60④ a與mg的夾角和v與E的夾角相同,均為θ,又tan θ=⑧ 聯(lián)立④⑤⑥⑦⑧式,代入數(shù)據(jù)解得t=2s=3.5 s⑨ 【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(biāo)系xOy,其第–象限存在著正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場強(qiáng)度的方向水平向右;,磁感應(yīng)強(qiáng)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(jìn)入復(fù)合場中,正好做直線運動,當(dāng)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(qiáng)度E的大?。? (2)磁感應(yīng)強(qiáng)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(dá)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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)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。現(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(dá)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(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中,電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)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(biāo)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(qiáng)度大小為,磁感應(yīng)強(qiáng)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(biāo); (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(biāo)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(biāo) 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 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ 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(biāo)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(biāo)全國Ⅰ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 Ω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(qiáng)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(qiáng)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(jìn)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(jìn)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。 【答案】(1)E=0.04 V;(2)F=0.04 N,i=t–1(其中,1 s≤t≤1.2 s) 【解析】(1)在棒進(jìn)入磁場前,由于正方形區(qū)域abcd內(nèi)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)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(jìn)入磁場前回路中的電動勢為E==0.04 V (2)當(dāng)棒進(jìn)入磁場時,磁場磁感應(yīng)強(qiáng)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(dāng)棒與bd重合時,切割有效長度l=L,達(dá)到最大,即感應(yīng)電動勢也達(dá)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(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向與回路平面垂直,此時CD處于磁場中。現(xiàn)從靜止開始釋放AB,經(jīng)過一段時間,AB即將進(jìn)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(jìn)入磁場的上邊界時,速度v1的大??; (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。 【答案】(1) (2) 【解析】(1)AB到達(dá)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(biāo)Ⅰ卷)如圖,兩固定的絕緣斜面傾角均為θ,上沿相連。兩細(xì)金屬棒ab(僅標(biāo)出a端)和cd(僅標(biāo)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(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)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μ,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。 【答案】(1)mg(sin θ–3μcos θ) (2)(sin θ–3μcos θ) 【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 θ=μN1+T+F① N1=2mgcos θ② 對于cd棒,同理有mgsinθ+μN2=T③,N2=mgcosθ④ 聯(lián)立①②③④式得F=mg(sin θ–3μcos θ)⑤ (2)由安培力公式得F=BIL⑥ 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ε=BLv⑦ 式中,v是ab 棒下滑速度的大小。由歐姆定律得I=⑧ 聯(lián)立⑤⑥⑦⑧式得v=(sin θ–3μcos θ)⑨ 考向9考查電場感應(yīng)的圖象問題 【樣題10】 (2018新課標(biāo)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(qiáng)磁場區(qū)域,區(qū)域?qū)挾染鶠閘,磁感應(yīng)強(qiáng)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①移動②的過程中 再從②移動到③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(dāng)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(yuǎn)距離輸電實驗電路圖,兩理想變壓器的匝數(shù)n1=n4- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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