2019年高考物理考试大纲解读专题03电学（含解析）.doc

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1、1专题 03 电学专题七 电场考纲原文再现内容 要求物质的电结构、电荷守恒静电现象的解释点电荷库仑定律静电场电场强度、点电荷的场强电场线电势能、电势电势差匀强电场中电势差与电场强度的关系带电粒子在匀强电场中的运动示波管常见电容器电容器的电压、电荷量和电容的关系II考查方向展示考向 1 通过点电荷形成的电场考查电场力与能的性质【样题 1】 （2017新课标全国卷）在一静止点电荷的电场中，任一点的电势 与该点到点电荷的距离 r 的关系如图所示。电场中四个点 a、 b、 c 和 d 的电场强度大小分别 Ea、 Eb、 Ec和 Ed。点 a 到点电荷的距离 ra与点 a 的电势 a已在图中用坐标（ r

2、a， a）标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由 a点依次经 b、 c 点移动到 d 点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为 Wab、 Wbc和 Wcd。下列选项正确的是2A Ea： Eb=4:1 B Ec： Ed=2:1C Wab:Wbc=3:1 D Wbc:Wcd=1:3【答案】AC考向 2 结合带电粒子的运动轨迹、电场线、等势面的关系考查电场的性质【样题 2】 （2018天津卷）如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出） ，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设 M 点和 N 点的电势分别为 ，粒子在 M 和 N 时加速度大小分别为 ，速度大小分别为 ，电势

3、能分别为 。下列判断正确的是A BC D【答案】D【解析】将粒子的运动分情况讨论：从 M 运动到 N；从 N 运动到 M，根据电场的性质依次判断；电场线越密，电场强度越大，同一个粒子受到的电场力越大，根据牛顿第二定律可知其加速度越大，故有；若粒子从 M 运动到 N 点，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做负功，电势能增大，动能减小，即 ，负电荷在低电势处电势能大，故 ；若粒子从 N 运动到 M，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和3速度方向如图所示，故电场力做正功，电势能减小，动能增大，即 ，负电荷在低

4、电势处电势能大，故 ；综上所述，D 正确。 （3）根据图像可知在 x=0.4 m 与 x=0.6 m 之间合力做功大小 W 合 =0.0040.2 J=810-4 J由 qU=W 合 可得（4）由图可知小球从 x=0.16 m 到 x=0.2 m 处，电场力做功专题八 电路考纲原文再现内容 要求欧姆定律电阻定律电阻的串联、并联电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律电功率、焦耳定律考查方向展示考向 1 含容电路动态变化问题分析【样题 1】 （2018江苏卷） 如图所示，电源 E 对电容器 C 充电，当 C 两端电压达到 80 V 时，闪光灯瞬间导通并发光， C 放电。放电后，闪光灯断开并熄灭，电源

5、再次对 C 充电。这样不断地充电和放电，4闪光灯就周期性地发光。该电路A充电时，通过 R 的电流不变B若 R 增大，则充电时间变长C若 C 增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大D若 E 减小为 85 V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变【答案】BCD考向 2 直流电路动态变化问题分析【样题 2】 （2014上海卷）如图，电路中定值电阻阻值 R 大于电源内阻阻值 r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表 123V、 、 示数变化量的绝对值分别为 ，理想电流表 A示数变化量的绝对值 I，则AA 的示数增大B 2V的示数增大C 3与 I的比值大于 rD 1大于 25【答案】ACD【解析】滑动变阻器的

6、滑片向下滑动，导致滑动变阻器阻值变小，由于电压表断路，定值电阻和滑动变阻器为串联，滑动变阻器阻值变小，总电阻变小，电源电动势不变，总电流变大，即电流表示数变大，选项 A 对。电压表 1V测量定值电阻 R的电压，电阻不变，总电流变大，所以电压变大即 1V示数增大。电压表 2测量定值电阻和滑动变阻器总电压即路端电压，示数变小，选项 B 错。电压表 3测量滑动变阻器电压，设电流增加量为 I，则根据 ， ，所以 12，选项 D 对。电压表3V的变化量 ，所以 ，选项 C 对。考向 3 直流电路中的功率及其变化问题【样题 3】 某同学将一直流电源的总功率 PE、输出功率 PR和电源内部的发热功率 Pr随

7、电流 I 变化的图线画在同一坐标系中，如图中的 a、 b、 c 所示，则下列说法中正确的是A图线 b 表示输出功率 PR随电流 I 变化的关系B图线 a 的最高点对应的功率为最大输出功率C在图线上 A、 B、 C 三点的纵坐标一定满足关系 PA=PB+PCD两个图线交点 M 与 N 的横坐标之比一定为 1:2，纵坐标之比一定为 1:4A斜面的倾角B物块的质量C物块与斜面间的动摩擦因数D物块沿斜面向上滑行的最大高度【答案】CD6专题九 磁场考纲原文再现内容 要求 说明磁场、磁感应强度、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力洛伦兹力、洛伦兹力的方向洛伦兹力公

8、式带电粒子在匀强磁场中的运动质谱仪和回旋加速器1.安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形2.洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形考查方向展示考向 1 结合几何关系考查带电粒子在磁场中的运动【样题 1】 （2017新课标全国卷）如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P 为磁场边界上的一点。大量相同的带电粒子以相同的速率经过 P 点，在纸面内沿不同的方向射入磁场。若粒子射入速率为 1v，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为 2v，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则 21:v为7A 3:2 B 2:1 C

9、3:1 D 3:2【答案】C考向 2 通过组合场考查带电粒子在复合场中的运动【样题 2】 （2018江苏卷）如图所示，真空中四个相同的矩形匀强磁场区域，高为 4d，宽为 d，中间两个磁场区域间隔为 2d，中轴线与磁场区域两侧相交于 O、 O点，各区域磁感应强度大小相等某粒子质量为 m、电荷量为+ q，从 O 沿轴线射入磁场当入射速度为 v0时，粒子从 O 上方 2处射出磁场取sin53=0.8，cos53=0.6（1）求磁感应强度大小 B；（2）入射速度为 5v0时，求粒子从 O 运动到 O的时间 t；（3）入射速度仍为 5v0，通过沿轴线 OO平移中间两个磁场（磁场不重叠） ，可使粒子从 O

10、 运动到8O的时间增加 t，求 t 的最大值【答案】（1） 04mvBqd （2） （3） m05dtv增加时间的最大值 。 9考向 3 通过叠加场模型考查带电粒子在复合场中的运动【样题 6】 （2016天津卷）如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小为，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小 B=0.5 T。有一带正电的小球，质量 m=1106 kg，电荷量 q=2106 C，正以速度 v 在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过 P 点时撤掉磁场（不考虑磁场消失引起的电磁感应现象），取 g=10 m/s2。求：（1）小球做匀速直线运动的速度 v 的大

11、小和方向；（2）从撤掉磁场到小球再次穿过 P 点所在的这条电场线经历的时间 t。【答案】（1）20 m/s，与电场方向夹角为 60 （2）3.5 s【解析】（1）小球匀速直线运动时受力如图，其所受的三个力在同一平面内，合力为零，有qvB= 代入数据解得 v=20 m/s10速度 v 的方向与电场 E 的方向之间的夹角 满足 tan =qEmg代入数据解得 tan = 3， =60a 与 mg 的夹角和 v 与 E 的夹角相同，均为 ，又 tan =yx联立式，代入数据解得 t=2 3s=3.5 s【样题 7】 （2018天津市耀华中学高三模拟）如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系 xOy，其第

12、象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右；，磁感应强度的方向垂直纸面向里。带电荷量为+ q、质量为 m 的微粒从原点出发沿与 x 轴正方向的夹角为 45的初速度进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到 A（l，l）时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），粒子继续运动段时间后，正好垂直于 y 轴穿出复合场。不计切阻力，求：（1）电场强度 E 的大小；（2）磁感应强度 B 的大小；（3）粒子在复合场中的运动时间。11【答案】（1）mgEq（2）gBql（3）【解析】（1）微粒在到达 A（l，l）之前做匀速直线运动，受力分析如图：根据平衡条件，有： qEmg解得：g（

13、2）根据平衡条件，有： 2qvBg ；电场方向变化后，微粒所受重力与电场力平衡，微粒在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图：根据牛顿第二定律，有：2vqBmr由几何关系可得： rl联立解得： 12考向 4 通过交变场模型考查带电粒子在复合场中的运动【样题 8】 （2016江苏卷）回旋加速器的工作原理如图甲所示，置于真空中的 D 形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为 d，磁感应强度为 B 的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为 m，电荷量为+q，加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为 U0周期 T=2qB。一束该种粒子在 t=0 2T时间内从 A 处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零。现

14、考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用。求：（1）出射粒子的动能 mE；（2）粒子从飘入狭缝至动能达到 所需的总时间 0t；（3）要使飘入狭缝的粒子中有超过 99%能射出， d 应满足的条件。甲 乙【答案】（1） （2） （3）【解析】（1）粒子运动半径为 R 时2vqBmR且21E13解得【样题 9】 （2018江苏省如皋市高三第二阶段三模前综合）如图甲所示， xOy 平面处于匀强电场和匀强磁场中，电场强度 E 和磁感应强度 B 随时间 t 变化的图象如图乙所示，周期均为 02t， y 轴正方向为E 的正方向，垂直纸面向里为 B 的正方

15、向。 t=0 时刻，一质量为 m、电荷量为 q 的粒子从坐标原点 O 开始运动，此时速度大小为 0v，方向为 x 轴方向。已知电场强度大小为 0E，磁感应强度大小0mBqt，不计粒子所受重力。求：（1） t0时刻粒子的速度大小 及对应的位置坐标 1()xy， ；（2）为使粒子第一次运动到 y 轴时速度沿 x 方向， B0与 E应满足的关系；（3） 04tn（ n 为正整数）时刻粒子所在位置的横坐标 x。14【答案】（1）20qEtvm（20,qtv）（2）0EvB（3） （2）设粒子在磁场中做圆周运动的周期为 T，则： 解得： 0Tt则粒子第一次运动到 y 轴前的轨迹如图所示：粒子在磁场中做圆

16、周运动时，有：2110mvqBr圆心在 y 周期上，结合几何关系得到： 0sint且 10cosv联立解得： 0EvB15则 04t 时间内粒子在 x 方向向左移动的距离为 x 由几何关系得： 则粒子的横坐标专题十 电磁感应考纲原文再现内容 要求电磁感应现象磁通量法拉第电磁感应定律楞次定律自感、涡流考查方向展示考向 1 以物理学史为背景考查电磁感应现象的研究【样题 1】 （2014新课标全国卷）在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是A将绕在磁铁上的线圈与电流表组合成一闭合回路，然后观察电流表的变化B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C

17、将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化【答案】D16考向 2 以科技应用为背景考查楞次定律【样题 2】 （2017新课标全国卷）扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对 STM 的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是【答案】A【解析】感应电流产生

18、的条件是闭合回路中的磁通量发上变化。在 A 图中系统振动时在磁场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动，故 A 正确；而 BCD 三个图均无此现象，故错误。 考向 6 结合图象考查电场感应的综合问题【样题 7】 （2016广东卷） 如图（ a）所示，平行长直金属导轨水平放置，间距 L=0.4 m，导轨右端接有阻值 R=1 的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域 abcd 内有方向竖直向下的匀强磁场， bd 连线与导轨垂直，长度也为 L，从 0 时刻开始，磁感应强度 B 的大小随时间 t 变化，规律如图（ b

19、）所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s后刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度 v=1 m/s 做直线运动，求：17（1）棒进入磁场前，回路中的电动势 E；（2）棒在运动过程中受到的最大安培力 F，以及棒通过三角形 abd 区域时电流 i 与时间 t 的关系式。【答案】（1） E=0.04 V；（2） F=0.04 N， i=t1（其中，1 s t1.2 s）【解析】（1）在棒进入磁场前，由于正方形区域 abcd 内磁场磁感应强度 B 的变化，使回路中产生感应电动势和感应电流，根据法拉第电磁感应定律可知，在棒进入磁场前回路中的电动势为E=2()BLnt=0.04 V（2）当棒进

20、入磁场时，磁场磁感应强度 B=0.5 T 恒定不变，此时由于导体棒做切割磁感线运动，使回路中产生感应电动势和感应电流，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中的电动势为： e=Blv，当棒与bd 重合时，切割有效长度 l=L，达到最大，即感应电动势也达到最大 em=BLv=0.2 VE=0.04 V考向 7 以能量转化为纽带考查法拉第电场感应定律的综合应用【样题 8】 如图所示，两金属杆 AB 和 CD 长均为 L，电阻均为 R，质量分别为 3m 和 m。用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平光滑的绝缘圆棒两侧。在金属杆 AB 下方有高度为 H 的匀强磁场，磁感

21、应强度大小为 B0，方向与回路平面垂直，此时 CD 处于磁场中。现从静止开始释放 AB，经过一段时间， AB 即将进入磁场的上边界时，其加速度为零，此时 CD 尚未离开磁场，这一过程中 AB 上产生的焦耳热为 Q。求：18（1） AB 即将进入磁场的上边界时，速度 v1的大小；（2）此过程中 CD 移动的距离 h 和通过导线横截面的电荷量 q。【答案】（1）1204mgRvBL（2） 【解析】（1） AB 到达磁场上边界时，加速度为零，则对 AB 有 3mg=2T对 CD 有 2T=mg+B0IL又解得1204mgRvBL考向 8 以动力学为背景考查电磁感应的综合问题【样题 9】 （2016全

22、国新课标卷）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为 ，上沿相连。两细金属棒 ab（仅标出 a 端）和 cd（仅标出 c 端）长度均为 L，质量分别为 2m 和 m；用两根不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路 abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为 R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为 ，重力加速度大小为 g，已知金属棒 ab 匀速下滑。求19（1）作用在金属棒 ab 上的安培力的大小；（2）金属棒运动速度的大小。【答案】（1） mg（sin 3 cos ）

23、（2）（sin 3 cos ） 2mgRBL【解析】（1）设导线的张力的大小为 T，右斜面对 ab 棒的支持力的大小为 N1，作用在 ab 棒上的安培力的大小为 F，左斜面对 cd 棒的支持力大小为 N2。对于 ab 棒，由力的平衡条件得 2mgsin =N 1+T+FN1=2mgcos 对于 cd 棒，同理有 mgsin +N 2=T， N2=mgcos 联立式得 F=mg（sin 3 cos ）（2）由安培力公式得 F=BIL这里 I 是回路 abdca 中的感应电流。 ab 棒上的感应电动势为 =BLv式中， v 是 ab 棒下滑速度的大小。由欧姆定律得 I= R联立式得 v=（sin

24、3 cos ） 2mgBL考向 9 考查电场感应的图象问题【样题 10】 （2018新课标全国 II 卷）如图，在同一平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为 l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框中感应电流 i 随时间 t 变化的正确图线可能是A B C D【答案】D20【解析】找到线框在移动过程中谁切割磁感线，并根据右手定则判断电流的方向，从而判断整个回路中总电流的方向。要分过程处理本题。第一过程从移动的过程中再从移动到的过程中左右两根棒切割磁感线产生的电流大小相等，方向相反，所以回路中电流表现为零，

25、21当线框再向左运动时，左边切割产生的电流方向顺时针，右边切割产生的电流方向是逆时针，此时回路中电流表现为零，故线圈在运动过程中电流是周期性变化，故 D 正确；故选 D。 考向 5 以交流电源和理想变压器为载体考查交变电流的综合问题【样题 7】 （2014福建卷）图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数 n1=n42R，忽略灯丝电阻随温度的变化。当 A、 B 端接入低压交流电源时AA 1、A 2两表的示数相同BL 1、L 2两灯泡的亮度相同C R1消耗的功率大于 R3消耗的功率D R2两端的电压小于 R4两端的电压【答案】DR3消耗的功率，C 错误；由 U=IR， R2两端的电压小于 R4两端的电压，D 正确。22