1/21專題14電學中三大觀點的綜合應用目錄TOC\o"1-2"\h\u01模擬基礎(chǔ)練 1題型一：電場中的三大觀點的綜合應用 2題型二：磁場中的三大觀點的綜合應用 5題型三：電磁感應電場中的三大觀點的綜合應用 902重難創(chuàng)新練 13題型一：電場中的三大觀點的綜合應用1．（2024·貴州貴陽·模擬預測）如圖，帶電荷量為的球1固定在傾角為30°的光滑絕緣斜面上的O點，其正上方L處固定一帶電荷量為的球2，斜面上距O點L處的P點有質(zhì)量為m的帶電球3恰好靜止。球的大小均可忽略，已知重力加速度大小為g。迅速移走球1后，球3沿斜面向下運動。下列關(guān)于球3的說法正確的是（）A．帶負電B．運動至O點的速度大小為C．運動至O點的加速度大小為D．運動至OP中點時對斜面的壓力大小為2．（2023·河北·三模）如圖所示，豎直面內(nèi)有一截面為圓形的拋物線管道，O點為拋物線的頂點，整個裝置置于電場強度為、方向水平向右的勻強電場中，現(xiàn)有一質(zhì)量為、電荷量為的小球從管道的O點由靜止釋放，小球經(jīng)過M點的速度為，已知小球半徑略小于管道的內(nèi)徑，，，，小球的直徑與管道的粗細忽略不計。下列說法正確的是（

）A．小球經(jīng)過M點時的速度方向與電場強度的方向夾角為45°B．管道對小球的摩擦力為零C．小球的機械能減少了7JD．小球的機械能增加了3J3．（2025·內(nèi)蒙古·模擬預測）如圖，在豎直平面內(nèi)，一水平光滑直導軌與半徑為2L的光滑圓弧導軌相切于N點，M點右側(cè)有平行導軌面斜向左下的勻強電場。不帶電小球甲以的速度向右運動，與靜止于M點、帶正電小球乙發(fā)生彈性正碰。碰撞后，甲運動至MN中點時，乙恰好運動至N點，之后乙沿圓弧導軌最高運動至P點，不考慮此后的運動。已知甲、乙的質(zhì)量比為，M、N之間的距離為6L，的圓心角為，重力加速度大小為g，全程不發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移。乙從M運動到N的過程（）A．最大速度為 B．所用時間為C．加速度大小為4g D．受到的靜電力是重力的5倍4．（2025·河南安陽·一模）如圖所示，兩相距為d、帶同種電荷的小球在外力作用下，靜止在光滑絕緣水平面上。在撤去外力的瞬間，A球的加速度大小為a，兩球運動一段時間后，B球的加速度大小為，速度大小為。已知A球質(zhì)量為2m，B球質(zhì)量為m，兩小球均可視為點電荷，不考慮帶電小球運動產(chǎn)生的電磁效應，則在該段時間內(nèi)（）A．兩球間的距離由d變?yōu)?dB．兩球組成的系統(tǒng)電勢能減少了C．B球運動的距離為D．庫侖力對A球的沖量大小為5．（2025·重慶·模擬預測）如圖，空間存在水平方向的勻強電場，在電場中有一根長為的絕緣細線，細線一端固定在點，另一端連接質(zhì)量為，帶電量為的小球。現(xiàn)將小球從與點等高的點靜止釋放。若小球帶負電，從點釋放后恰好能到達點的正下方處，且此時動能為零。已知，小球可看成質(zhì)點，重力加速度取，點為小球的重力勢能和電勢能的零勢能點，不考慮空氣阻力，則（

）A．電場強度的大小為，方向水平向右B．若小球帶負電，小球在點的電勢能為C．若小球帶正電，當小球動能再次為零時，其電勢能為零D．若小球帶正電，當小球動能再次為零時，其重力勢能為6．（2024·遼寧沈陽·三模）如圖所示，半徑為的內(nèi)壁光滑的絕緣軌道沿豎直方向固定，整個空間存在與水平方向成的勻強電場，其電場強度大小為，圖中兩點與圓心等高，分別為圓軌道的最高點和最低點，兩點分別為弧和弧的中點。一質(zhì)量電荷量為的小球在圓軌道內(nèi)側(cè)的點獲得一初速度，結(jié)果小球剛好能在圓軌道內(nèi)做完整的圓周運動，規(guī)定點的電勢為0，重力加速度為。下列說法正確的是（）A．小球在點時小球動能最小 B．小球在點獲得的速度大小為C．小球電勢能的最大值為 D．小球在兩點對軌道的壓力差大小為7．（24-25高三上·四川成都·期中）如圖所示為某靜電除塵裝置的簡化原理圖，已知板間距為d，板長為L，兩塊平行帶電極板間為除塵空間。質(zhì)量為m，電荷量為-q的帶電塵埃分布均勻，均以沿板方向的速率v射入除塵空間，當其碰到下極板時，所帶電荷立即被中和，同時塵埃被收集。調(diào)整兩極板間的電壓可以改變除塵率（相同時間內(nèi)被收集塵埃的數(shù)量與進入除塵空間塵埃的數(shù)量之百分比）。當兩極板間電壓為時，恰好為100%。不計空氣阻力、塵埃的重力及塵埃之間的相互作用，忽略邊緣效應。下列說法正確的是（）A．兩極板間電壓為時，其中有塵埃在靜電除塵裝置中運動的動量變化量為B．兩極板間電壓為時，除塵率可達50%C．若極板間電壓小于并保持除塵率100%，需要減小塵埃的速率vD．僅減少塵埃的比荷，除塵率將增大8．（2024·河南·模擬預測）如圖所示，空間存在水平向右的勻強電場，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球用長為L、不可伸長的絕緣細線懸于O點，將小球向左拉至與O點等高的A點，細線剛好伸直，已知電場強度大小，g為重力加速度大小，小球可視為質(zhì)點，將小球由靜止釋放，則下列判斷正確的是（）A．小球運動到B點的速度大小為B．小球第一次運動到O點正下方時的速度是小球運動過程中的最大速度C．小球運動過程中的最大速度為D．小球最終運動穩(wěn)定時做往復運動，軌跡為半個圓周題型二：磁場中的三大觀點的綜合應用9．（2025·河南安陽·一模）如圖1所示，在傾角的足夠長絕緣斜面上放有一根質(zhì)量、長的導體棒，導體棒中通有方向垂直紙面向外、大小恒為的電流，斜面上方有平行于斜面向下的均勻磁場，磁場的磁感應強度B隨時間的變化關(guān)系如圖2所示。已知導體棒與斜面間的動摩擦因數(shù)，重力加速度g取，sin37°=0.6，cos37°=0.8。在時刻將導體棒由靜止釋放，則在導體棒沿斜面向下運動的過程中（）A．導體棒受到的安培力方向垂直斜面向上B．導體棒達到最大速度所用的時間為4sC．導體棒的最大速度為8m/sD．導體棒受到的摩擦力的最大值為5.2N10．（2024·安徽合肥·模擬預測）如圖所示，足夠長的光滑三角形絕緣槽，與水平面的夾角分別為α和β（α＞β），加垂直于紙面向里的磁場。分別將質(zhì)量相等、帶等量正、負電荷的小球a、b依次從兩斜面的頂端由靜止釋放，關(guān)于兩球脫離滑槽之前的運動說法正確的是（）A．在槽上，a、b兩球都做勻加速直線運動，且aa＞abB．在槽上，a、b兩球都做變加速運動，但總有aa＞abC．a(chǎn)、b兩球沿直線運動的最大位移是sa＜sbD．a(chǎn)、b兩球沿槽運動的時間為ta和tb，則ta＜tb11．（2024·廣東茂名·模擬預測）如圖甲所示，水平粗糙絕緣地面上方有方向垂直紙面向里的有界勻強磁場，磁感應強度大小為。一個質(zhì)量為、電荷量為的物塊（可視為質(zhì)點）以速度垂直磁場方向進入磁場，物塊進入磁場后始終未離開地面，其動能與時間的關(guān)系圖像如圖乙所示，圖像中點為曲線切線斜率絕對值最大的位置。已知重力加速度為，下列說法正確的是（）A．時刻，物塊從左邊進入磁場 B．時刻，物塊從右邊進入磁場C．圖中點對應的速度大小為 D．圖中點對應的速度大小為12．（2024·陜西西安·三模）現(xiàn)代科學儀器中常利用電、磁場控制帶電粒子的運動。如圖甲所示，紙面內(nèi)存在上、下寬度均為d的勻強電場與勻強磁場。電場強度大小為E，方向豎直向下；磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子（不計重力）從電場的上邊界的O點由靜止釋放，運動到磁場的下邊界的P點時正好與下邊界相切。若把電場下移至磁場所在區(qū)域，如圖乙所示，重新讓粒子從上邊界M點由靜止釋放，經(jīng)過一段時間粒子第一次到達最低點N，下列說法正確的是（

）A．勻強磁場B的大小為B．粒子從O點運動到P點的時間為C．粒子經(jīng)過N點時速度大小為D．MN兩點的豎直距離為13．（2024·湖南衡陽·模擬預測）在地面上方空間存在方向垂直紙面向外、磁感應強度大小為B的水平方向勻強磁場，與豎直方向的勻強電場（圖中未畫出），一電荷量為＋q、質(zhì)量m的帶電粒子（重力不計），以水平初速度水平向右射出，運動軌跡如圖。已知電場強度大小為，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．電場方向豎直向上B．帶電粒子運動到軌跡的最低點時的速度大小為C．帶電粒子水平射出時的加速度大小為D．帶電粒子在豎直面內(nèi)運動軌跡的最高點與最低點的高度差為14．（2024·福建廈門·模擬預測）如圖甲所示，在豎直面（紙面）內(nèi)，一個足夠長的絕緣圓柱細桿與水平方向成角固定，所在空間有垂直于紙面向里的勻強磁場和水平向左的勻強電場，一質(zhì)量為、帶電量的穿孔小球套在桿上，小球上的孔徑略大于桿的直徑。桿的表面由兩種材料構(gòu)成，圖甲中桿的中軸線右上方一側(cè)的表面光滑，左下方一側(cè)的表面與小球的動摩擦因數(shù)為。現(xiàn)將該小球由靜止釋放，得其速度-時間圖像如圖乙所示，其中之前的圖像為直線，之后的圖像為曲線。重力加速度大小取。則下列說法正確的（

）A．內(nèi)桿對小球的作用力垂直桿指向右上方B．勻強磁場的磁感應強度大小為3TC．小球最終將在桿上做速度大小為的勻速直線運動D．若將圖甲中的細桿繞它的中軸線旋轉(zhuǎn)后再由靜止釋放小球，則小球最終將在桿上做加速度大小為的勻加速直線運動15．（21-22高三·全國·課后作業(yè)）如圖所示，在水平勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場中，有一豎直足夠長固定絕緣桿MN，小球P套在桿上，已知P的質(zhì)量為m，電量為+q，電場強度為E、磁感應強度為B，P與桿間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，小球由靜止開始下滑直到穩(wěn)定的過程中（）A．小球的加速度一直減小B．小球的機械能和電勢能的總和保持不變C．下滑加速度為最大加速度一半時的速度可能是D．下滑加速度為最大加速度一半時的速度可能是16．（2023·福建廈門·一模）如圖所示，光滑水平桌面上有一輕質(zhì)光滑絕緣管道，空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B，絕緣管道在水平外力F（圖中未畫出）的作用下以速度u向右勻速運動。管道內(nèi)有一帶正電小球，初始位于管道M端且相對管道速度為0，一段時間后，小球運動到管道N端，小球質(zhì)量為m，電量為q，管道長度為l，小球直徑略小于管道內(nèi)徑，則小球從M端運動到N端過程有（）

A．時間為B．小球所受洛倫茲力做功為0C．外力F的平均功率為D．外力F的沖量為題型三：電磁感應電場中的三大觀點的綜合應用17．（2024·山東·模擬預測）如圖甲所示，水平面內(nèi)有兩根足夠長的光滑平行金屬導軌，導軌固定且間距為。空間中存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B。現(xiàn)將兩根材料相同、橫截面積不同、長度均為的金屬棒分別靜置在導軌上。現(xiàn)給棒一水平向右的初速度，其速度隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示，兩金屬棒運動過程中，始終與導軌垂直且接觸良好。已知棒的質(zhì)量為，電阻為。導軌電阻可忽略不計。下列說法正確的是（）A．棒剛開始運動時，棒中的電流方向為B．棒的質(zhì)量為C．在時間內(nèi)，棒產(chǎn)生的熱量為D．在時間內(nèi)，通過棒的電荷量為18．（2024·四川·模擬預測）一絕緣細繩跨過兩個在同一豎直面（紙面）內(nèi)的光滑定滑輪，繩的一端連接質(zhì)量為、邊長為的正方形金屬線框，另一端連接質(zhì)量為的物塊。虛線區(qū)域內(nèi)有磁感應強度大小均為的勻強磁場，其方向如圖所示，磁場邊界Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均水平，相鄰邊界間距均為。最初拉住線框使其邊與Ⅰ重合。時刻，將線框由靜止釋放，邊由Ⅱ運動至Ⅲ的過程中，線框速度恒為。已知線框的電阻為，運動過程中線框始終在紙面內(nèi)且上下邊框保持水平，重力加速度為。下列說法正確的是（）A．邊由Ⅲ運動至Ⅳ的過程中，線框速度恒為B．C．時刻，邊恰好與Ⅱ重合D．邊由Ⅰ運動至Ⅱ與由Ⅲ運動至Ⅳ歷時相等19．（2025·全國·模擬預測）某學習小組研究線框通過磁場時產(chǎn)生的阻尼與線框形狀等因素的關(guān)系。光滑絕緣水平面上寬度為L的區(qū)域內(nèi)存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為B，一周長為的線框，質(zhì)量為m。①如圖所示，線框為正方形時，初速度為，邊平行磁場邊界進入磁場，線框離開磁場時的速度是進入磁場時的一半。②線框為矩形，初速度不變，左、右邊長為。下列說法正確的是（

）A．①情況下線框進入磁場過程安培力的沖量大小為B．①情況下線框穿出磁場過程產(chǎn)生的電熱為C．②情況下線框穿出磁場的速度大小為D．②情況下整個過程線框產(chǎn)生的電熱為20．（2024·河北·模擬預測）如圖所示，兩根平行金屬導軌MN和PQ放在水平面上，導軌左端向上彎曲且光滑，導軌間距為L，電阻不計。水平段導軌所處空間有兩個有界勻強磁場，相距一段距離而不重疊，磁場Ⅰ左邊界在水平段導軌的最左端，磁感應強度大小為B，方向豎直向上；磁場Ⅱ的磁感應強度大小為B，方向豎直向下。兩磁場沿導軌長度均為必質(zhì)量均為m、接入電路中電阻均為R的金屬棒ab和ef垂直導軌放置，金屬棒ef置于磁場Ⅱ的右邊界處（邊界處存在磁場）。現(xiàn)將金屬棒ab從彎曲導軌上某一高度為處由靜止釋放，使其沿導軌運動。金屬棒ab在離開磁場Ⅰ前已經(jīng)勻速。設兩金屬棒運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好。重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．金屬棒ab下滑剛進入磁場Ⅰ時，ef中的電流方向為B．金屬棒ab下滑剛進入磁場Ⅰ瞬間，ef中的電流大小C．金屬棒ab在磁場Ⅰ內(nèi)運動的過程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱D．若金屬棒ab以速度進入磁場Ⅰ，經(jīng)過時間從磁場Ⅰ穿出，則在這段時間內(nèi)通過ef橫截面的電荷量21．（2024·全國·模擬預測）如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌水平放置，以直線為分界線，左、右兩側(cè)導軌的間距分別為、。導軌處在豎直向上的勻強磁場中，其中左側(cè)磁場的磁感應強度大小為、右側(cè)磁場的磁感應強度大小為。質(zhì)量分別為、的導體棒、均垂直導軌放置，兩導體棒接入電路中的阻值均為，其余電阻不計。初始時兩導體棒均靜止，現(xiàn)對棒施加水平向左的恒力，同時對棒施加水平向右的恒力，且，兩導體棒在運動過程中始終與導軌垂直且保持良好接觸。已知從開始運動到兩棒運動狀態(tài)剛好穩(wěn)定的過程中棒的位移大小為，則此過程中（

）A．同一時刻棒的加速度大小等于棒加速度大小的2倍B．運動狀態(tài)穩(wěn)定時棒做勻加速運動C．運動狀態(tài)穩(wěn)定時棒的速度大小為D．棒產(chǎn)生的焦耳熱為22．（2024·全國·模擬預測）如圖所示，間距為的平行光滑金屬導軌中間水平部分長為，距離地面高度為，導軌右側(cè)向上彎曲部分為半徑為的四分之一圓弧，且圓弧導軌左側(cè)最低點切線水平，導軌左側(cè)向下彎折，位于豎直平面內(nèi)，并連接定值電阻。水平導軌所在區(qū)域存在豎直向上的勻強磁場，磁感應強度大小為。將質(zhì)量為的導體棒從圓弧的最高點由靜止釋放，導體棒最終從中間水平導軌左邊緣飛出并落至水平地面上的點（圖中未畫出）。已知重力加速度為，空氣阻力忽略不計，導體棒接入回路的電阻為，金屬導軌電阻不計，導體棒在導軌上運動時始終垂直于導軌且與導軌接觸良好，則下列說法正確的是（

）A．導體棒在磁場中運動的最大加速度為B．通過導體棒的電荷量為C．點到的水平距離為D．定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為23．（2024·四川遂寧·模擬預測）如圖所示，兩條間距為平行光滑金屬導軌（足夠長）固定在水平面上，導軌的左端接電動勢為的電源，右端接定值電阻，磁感應強度為的勻強磁場垂直于導軌平面豎直向上。兩端都足夠長的金屬棒斜放在兩導軌之間，與導軌的夾角為，導線、導軌、金屬棒的電阻均忽略不計，電源的內(nèi)阻與定值電阻阻值相等。當電鍵斷開，電鍵閉合，給金屬棒一個沿水平方向與棒垂直的恒定作用力，經(jīng)過時間金屬棒獲得最大速度，定值電阻的最大功率為，在此過程中金屬棒的最大加速度為，金屬棒與導軌始終接觸良好，下列說法正確的是（

）A．金屬棒的質(zhì)量為B．電源的內(nèi)阻為C．時間內(nèi)，流過定值電阻某一橫截面的電荷量為D．若電鍵斷開，電鍵閉合，則金屬棒穩(wěn)定運行的速度為24．（2024·湖南永州·一模）如圖所示，和是兩根電阻不計的光滑平行金屬導軌，間距為，導軌水平部分處在磁感應強度大小為的勻強磁場中，磁場方向與水平導軌平面夾角為，導軌右端接一阻值為的定值電阻，質(zhì)量為、長度為的金屬棒，垂直導軌放置，從導軌左端高處靜止釋放，進入磁場后運動一段距離停止（金屬棒未到達NQ）。已知金屬棒電阻為，與導軌間接觸良好，且始終與磁場垂直，重力加速度為，，則金屬棒進入磁場區(qū)域到停止過程中（）A．定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱為B．金屬棒在水平導軌上運動時對導軌的壓力越來越小C．定值電阻兩端的最大電壓為D．金屬棒在磁場中運動的距離為25．（2025·云南·模擬預測）某小組基于“試探電荷”的思想，設計了一個探測磁感應強度和電場強度的裝置，其模型如圖所示．該裝置由粒子加速器、選擇開關(guān)和場測量模塊（圖中長方體區(qū)域）組成。為場測量模塊的中截面。以中點O為坐標原點，方向為x軸正方向，在平面上建立平面直角坐標系。帶電粒子經(jīng)粒子加速器加速后可從O點沿y軸正方向射入。選擇開關(guān)撥到擋可在模塊內(nèi)開啟垂直于平面的待測勻強磁場，長為的區(qū)間標有刻度線用于表征磁感應強度的大小和方向；撥到擋可在模塊內(nèi)開啟平行于x軸的待測勻強電場，長為l的和區(qū)間標有刻度線用于表征電場強度的大小和方向。帶電粒子以速度v入射，其質(zhì)量為m、電荷量為，帶電粒子對待測場的影響和所受重力忽略不計。(1)開關(guān)撥到擋時，在區(qū)間處探測到帶電粒子，求磁感應強度的方向和大小；(2)開關(guān)撥到擋時，在處探測到帶電粒子，求電場強度的方向和大小；(3)求該裝置區(qū)間和區(qū)間的探測量程。若粒子加速器的電壓為U，要進一步擴大量程，U應增大還是減小？請簡要說明。26．（2024·福建·二模）如圖，絕緣的木板B放置在傾角為α=37°、固定的光滑斜面上（斜面足夠長），斜面最底端固定一擋板，B底端與擋板的距離L=6m。一帶正電物塊A放置在木板最上端，通過一根跨過輕質(zhì)定滑輪的輕繩與小球C相連，輕繩絕緣且不可伸長，A與滑輪間的繩子與斜面平行。斜面上方存在一沿斜面向下的勻強電場，A、B、C均靜止，輕繩處于伸直狀態(tài)。t=0時剪斷連接A、C之間的輕繩，已知A、B、C的質(zhì)量分別為mA=1.5kg、mB=1kg、mC=3kg，A的帶電量為q=3×10-6C，A與B之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，輕繩與滑輪間的摩擦力不計，B與擋板碰撞視為彈性碰撞，整個過程A未與木板B脫離，重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。(1)求勻強電場的電場強度E的大小；(2)求木板B第一次與擋板碰撞前瞬間的速度大小；(3)若木板B第一次與擋板碰撞時，電場方向改為沿斜面向上，求第6次與擋板碰撞時，B的速度大小和B要滿足的最小長度Lmin。27．（2024·河南鶴壁·模擬預測）如圖所示，長為的絕緣細線一端固定在O點，另一端連接一質(zhì)量為、電荷量為的帶正電小球，整個區(qū)域內(nèi)有電場強度大小為、方向水平向右的勻強電場，現(xiàn)將小球拉至最高位置并給小球一水平向左的初速度，讓小球恰好能在豎直面內(nèi)做半徑為L的圓周運動，PQ為豎直直徑，重力加速度g取，，。(1)求小球運動過程中的最小動能；(2)求小球電勢能最小時細線的張力；(3)若在某時刻剪斷細線，同時在整個區(qū)域內(nèi)加上一個方向垂直紙面的勻強磁場，恰使小球做勻速直線運動，求所加勻強磁場的磁感應強度。28．（2024·福建南平·三模）如圖（a）所示，一半徑的光滑圓弧軌道與一長的粗糙水平臺面ab固定在地面上，兩者底端相切對接。臺面ab右側(cè)與靜置于光滑水平地面的長木板相接觸，上表面齊平，右側(cè)空間中存在方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度。現(xiàn)有一質(zhì)量、帶電荷量的滑塊從圓弧軌道頂端由靜止釋放，經(jīng)過臺面ab滑到長木板上。從滑塊滑上長木板開始計時，滑塊與長木板運動的速度—時間圖像如圖（b）所示。滑塊可視為質(zhì)點，與臺面ab和與長木板之間的動摩擦因數(shù)相等，運動過程中電荷量保持不變，取重力加速度。求：（1）滑塊與臺面ab間的動摩擦因數(shù)；（2）滑塊與長木板因摩擦產(chǎn)生的熱量Q；（3）滑塊與長木板的最大相