【创新设计】（浙江专用）高考物理二轮复习 专题专讲训练 第7讲 电场和磁场的基本性质（含解析）.doc

第7讲电场和磁场的基本性质一、选择题(17题为单项选择题，810题为多项选择题)1如图所示，实线表示电场线，虚线表示带电粒子运动的轨迹，带电粒子只受电场力的作用，运动过程中电势能逐渐减少，它运动到b处时的运动方向与受力方向可能的是()解析由于带电粒子只受电场力的作用，而且运动过程中电势能逐渐减小，可判断电场力做正功，即电场力与粒子速度方向夹角为锐角，且两者在轨迹两侧，综上所述，可判断只有d项正确答案d2.航母舰载机的起飞一般有两种方式：滑跃式(辽宁舰)和弹射式弹射起飞需要在航母上安装弹射器，我国国产航母将安装电磁弹射器，其工作原理与电磁炮类似用强迫储能器代替常规电源，它能在极短时间内释放所储存的电能，由弹射器转换为飞机的动能而将其弹射出去如图3719所示是电磁弹射器简化原理图，平行金属导轨与强迫储能器连接，相当于导体棒的推进器ab跨放在平行导轨pq、mn上，匀强磁场垂直于导轨平面，闭合开关s，强迫储能器储存的电能通过推进器释放，使推进器受到磁场的作用力平行导轨向前滑动，推动飞机使飞机获得比滑跃起飞时大得多的加速度，从而实现短距离起飞的目标对于电磁弹射器，下列说法正确的是(不计一切摩擦和电阻消耗的能量)()图3719a强迫储能器上端为正极b导轨宽度越大，飞机能获得的加速度越大c强迫储能器储存的能量越多，飞机被加速的时间越长d飞机的质量越大，离开弹射器时的动能越大解析由左手定则可判断，通过ab的电流方向为由b到a，所以强迫储能器上端为负极，a错误；ab所受安培力fbil与其有效长度成正比，故导轨宽度越大，推进器ab受到的安培力越大，飞机能获得的加速度越大，b正确；强迫储能器储存的能量越多，飞机能获得的动能越大，但加速时间受滑轨长度、飞机获得的加速度等影响，若滑轨长度一定，加速度越大，加速时间越短，c错误；由能量的转化和守恒定律可知，飞机离开弹射器时的动能取决于强迫储能器储存的能量，d错误答案b3.(2014南昌市调研考试)如图3720所示，m、n和p是以mn为直径的半圆弧上的三点，o为半圆弧的圆心，mop60，在m、n处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时o点的磁感应强度大小为b1.若将m处长直导线移至p处，则o点的磁感应强度大小为b2，那么b2与b1之比为()图3720a.1b.2 c11d.12解析如图所示，当通有电流的长直导线在m、n两处时，根据安培定则，可知：二者在圆心o处产生的磁感应强度都为b1/2；当将m处长直导线移到p处时，两直导线在圆心o处产生的磁感应强度也为b1/2，做平行四边形，由图中的几何关系，可得：cos 30，故选项b正确，选项a、c、d错误答案b4.(2014浙江温州中学月考，15)真空中有一带负电的电荷绕固定的点电荷q运动，其轨迹为椭圆，如图3721所示已知abcd为椭圆的四个顶点，q处在椭圆焦点上，则下列说法正确的是()图3721ab、d两点的电场强度大小一定相等ba、c两点的电势相等c负电荷由b运动到d电场力做正功d负电荷由a经d运动到c的过程中，电势能先减小后增大解析在正点电荷所形成的电场中，离场源电荷越远，场强越小，方向背离场源电荷，故a错；离场源电荷越远，电势越小，而负电荷所处的位置电势越高，其电势能越小，电场力做正功时电势能减小，c、d错，b正确答案b5(2014山东名校高考冲刺卷二)如图3722所示，a、b是x轴上关于o点对称的两点，c、d是y轴上关于o点对称的两点，a、b两点上固定一对等量异种点电荷，带正电的检验电荷仅在电场力的作用下从c点沿曲线运动到d点，以下说法正确的是()图3722a将检验电荷放在o点时受到的电场力为零b检验电荷由c点运动到d点时速度先增大后减小cc、d两点电势相等，电场强度大小相等d检验电荷从c运动到d的过程中，电势能先减少后增加解析由带正电荷的检验电荷的轨迹可判断出a处为负电荷，b处为正电荷，检验电荷从c到d的过程中，速度先减小后增大，电势能先增加后减少，选项b、d均错；电荷在o点受到的电场力不为零，选项a错；根据等量异种电荷电场的分布及对称性可知选项c正确答案c6(2014河北省衡水中学调研)如图3723甲所示，真空中有一半径为r、电荷量为q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示，则()图3723ax2处场强大小为b球内部的电场为匀强电场cx1、x2两点处的电势相同d假设将试探电荷沿x轴移动，则从x1移到r处和从r移到x1处电场力做功相同解析引入带正电的试探电荷q，所受的库仑力fk，根据场强定义式e，求得x2处的场强为e，选项a正确；由图乙知球内部随着x的增加场强逐渐增大，选项b错误；引入带正电的试探电荷q，由图乙知在x1处受到的电场力沿着x轴正方向，在向x2运动过程中，电场力做正功，电势能减小，选项c错误；将试探电荷沿x轴移动，则从x1移到r处电场力做正功，而从r移到x1处电场力做负功，选项d错误答案a7如图3724所示，甲图中电容器的两个极板和电源的两极相连，乙图中电容器充电后断开电源在电容器的两个极板间用相同的悬线分别吊起完全相同的小球，小球静止时悬线和竖直方向的夹角均为，将两图中的右极板向右平移时，下列说法正确的是()图3724a甲图中夹角减小，乙图中夹角增大b甲图中夹角减小，乙图中夹角不变c甲图中夹角不变，乙图中夹角不变d甲图中夹角减小，乙图中夹角减小解析甲图中的电容器和电源相连，所以电容器两极板间的电压不变，当极板间的距离增大时，根据公式e可知，板间的电场强度减小，电场力减小，所以悬线和竖直方向的夹角将减小当电容器充电后断开电源，电容器的极板所带的电荷量不变根据平行板电容器的电容公式c，极板间的电压u，极板间的电场强度e，当两个极板电荷量不变、距离改变时，场强与两板间距离无关，故乙图中夹角不变，b正确答案b8如图3725所示，在直线mn下方存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b.放置在直线mn上p点的离子源，可以向磁场区域纸面内的各个方向发射出质量为m、电荷量为q的负离子，速率都为v.对于那些在纸面内运动的离子，下列说法正确的是()图3725a离子射出磁场的点q(图中未画出)到p的最大距离为b离子距离mn的最远距离为c离子在磁场中的运动时间与射入方向有关d对于沿同一方向射入磁场的离子，射入速率越大，运动时间越短解析如图所示，垂直于mn射入的离子，在射出磁场时其射出点q离p点最远，且最远距离等于轨道半径的2倍，即，a错；平行mn且向n侧射入的离子在磁场中运动时距离mn有最远距离pp，且为轨道半径的2倍，b对；离子在磁场中的运动的周期相同，运动时间由圆弧对应的圆心角决定，而圆心角由离子射入磁场的方向决定，因此运动时间与射入方向有关，c对；对于沿同一方向射入的离子，运动时间由射入方向和运动周期决定，而运动周期与速率无关，故运动时间与速率无关，d错答案bc9如图3726所示，实线为放置在真空中m、n两点处的等量异种点电荷产生的电场的等势线，a、b、c分别位于其中的两条等势线上且a、b两点的连线与点电荷m、n的连线垂直，b、c两点连线与点电荷m、n的连线平行若一带负电的试探电荷从b点移到c时，试探电荷的电势能增加，则以下判断中正确的是()图3726am点放置的为负点电荷bb、c两点的电场强度大小相等、方向相同ca点电势高于c点电势d将一带正电的试探电荷从a点移到b点，电场力先做负功、再做正功解析因一负的试探电荷从b点移到c点时，试探电荷的电势能增加，所以电场力做负功，由wq(bc)可以判定bc，所以根据电场线与等势线的关系可知m点应放置正点电荷，选项a错误；由等量异种点电荷产生的电场可以判断出b、c两点的电场强度大小相等、方向不同，选项b错误；由于m点放置的是正点电荷，n点放置的是负点电荷，所以a点电势高于c点电势，选项c正确；带正电的试探电荷在m、n连线的下方受到的电场力有向下的分量，在m、n连线的上方受到的电场力有向上的分量，所以该试探电荷在从a点移到b点的过程中，电场力先做负功再做正功，选项d正确答案cd10(2014浙江宁波十校联考)如图3727所示，在暴雨前，有一带电云团(可近似看作带电绝缘球)正慢慢靠近地面，某野外地面附近有一质量较小的带电体被吸上天空，带电体在上升过程中，以下说法正确的是()图3727a带电体的电势能一定越来越大b带电体所经过的不同位置的电势一定越来越高c带电体所经过的不同位置的电场强度一定越来越大d带电体的加速度一定越来越大解析带电体在上升的过程中，电场力做正功，电势能减小，故a错误；由于不知道云层所带电荷的电性，所以带电体上升的过程中，不能判断出电势的变化，故b错误；因为越靠近场源，电场越强，所以带电体在上升中所处环境的电场强度是越来越大，故c正确；电场强度越来越大，则电场力越来越大，合力越来越大，根据牛顿第二定律知，加速度越来越大，故d正确答案cd二、非选择题11(2014南昌市调研考试)如图3728所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，坐标系内有a、b两点，其中a点坐标为(6 cm，0)，b点坐标为(0， cm)，坐标原点o处的电势为0，点a处的电势为8 v，点b处的电势为4 v现有一带电粒子从坐标原点o处沿电势为0的等势线方向以速度v4105 m/s射入电场，粒子运动时恰好通过b点，不计粒子所受重力，求：图3728(1)图中c处(3 cm,0)的电势；(2)匀强电场的场强大小；(3)带电粒子的比荷.解析(1)设c处的电势为c因occa所以occa所以c v4 v(2)bc连线为等势线，电场强度方向与等势线bc垂直设obcobl cm因tan ，则60由ued，得e v/m102 v/m(3)带电粒子做类平抛运动 c/kg241011 c/kg所以带电粒子的比荷为2.41011 c/kg.答案(1)4 v(2)102 v/m(3)2.41011 c/kg12(2014浙江嘉兴一模)如图3729所示，xoy坐标系的第一象限内，有一边界线oa与y轴的夹角aoy45，边界线的上方与下方分别存在垂直纸面向外与向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为b0.25 t一束带电量q8.01019 c、质量m8.01026 kg的正离子以v5105 m/s从y轴上坐标为(0,0.4 m)的q点垂直y轴射入磁场区求：图3729(1)离子在磁场中做圆周运动的半径和周期；(2)现只改变b的大小，使离子不经过oa边界而直接从y轴离开磁场区域，则b应满足什么条件？(3)若b0.125 t，且从离子经过q点开始计时，则离子在哪些时刻恰好经过oa边界？解析(1)洛伦兹力提供向心力qvbm解得：r0.2 m周期为：t8107 s(2)临界条件是：在aoy区间的运动轨迹恰好与oa相切则：roqqvb0m解得：b0t