专题4第1讲电场和磁场

1、专题四第一讲、选择题（16题只有一个选项正确，710小题有多个选项正确）1. （2014 广西四校调研）如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过 M点，再经过N点。下列说法中正确的有 （）B.粒子在M点的动能大于在 N点的动能C.粒子在M点的电势能大于在 N点的电势能A. 粒子带负电D.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力答案C解析由粒子的运动轨迹和电场线的方向可判断粒子带正电,A错；粒子从M向N运动,EpM>E)N,再甲乙相当于顺着电场线方向运动，粒子又是带正电，则电场力做正功，电势能减小，则由动能定理知，EkM<E<N, B

2、错，C对；由电场线密的地方场强大可知，丘<丘，又F电=qE,则Fn>Fm,D错。2 . （2014 内蒙古包头测评）如图甲所示，在某一电场中有一条直电场线，在电场线上取A、B两点，将一个电子由 A点以某一初速度释放，它能沿直线运动到B点，且到达B点时速度恰为零，电子运动的 v t图象如图乙所示。则下列判断正确的是（）A. B点场强一定小于 A点场强B. 电子在A点的加速度一定小于在B点的加速度C. B点的电势一定低于 A点的电势D. 该电场若是正点电荷产生的，则场源电荷一定在A点左侧答案C解析 题中电子沿一条直的电场线从 A运动到B,由电子运动的速度一时间图象可判断：电子做匀减速直

3、线运动，受到恒定的电场力F,方向沿电场线向左指，由 F= ma= eE可知，A、B两处的电场强度相同，电子在A B两处的加速度相同，则 A、B项错误；由负电荷受到电场力的方向与电场方向相反，知电场方向由A指向B,沿电场方向电势降低，$ a>$ b，则C项正确；由F= eE知，电场强度恒定，故为匀强电场，贝UD项错误。3. （2014 河北石家庄质检）均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面 AB上均匀分布着正电荷，总电荷量为 q,球面半径为 R, CD为通过半球面顶点与球心 O的轴线，在轴线上有 M N两点，OMk ON= 2R。已知M点的

4、场强大小为E,则N点的场强大小为（）Ac w A oakq匸kqA.灵- EB.灵c kq Lkq厂C 4R2 ED.4R21答案A解析 左半球面AB上的正电荷产生的电场等效为带电荷量为2q的整个球面的电场和带电荷量为一q的的右半球面的电场的合电场，则k2q2T2 E', E'为带电荷量为一半球面在M点产生场强大小。带电荷量为一 q的右半球面在 M点的场强大小与带电荷量为 q的左半球面AB在N点的场强大小相等，贝U En= Ek2qwkq2 E=奈一E,贝y A正确。4. （2014 全国）地球表面附近某区域存在大小为150 N/C、方向竖直向下的电场。一质量为1.00 X 1

5、0 4kg、带电量为一1.00 X 10 7c的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0 m。对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为 阻力）（）一 4 十一 3A. 1.50 X 10 J 和 9.95 X 10 JC. 1.50 X 10 J 和 9.65 X 10 J（重力加速度大小取 9.80 m/s 2,忽略空气一 4 十一 3B. 1.50 X 10 J 和 9.95 X 10 JD. 1.50 X 10 J 和 9.65 X 10 J答案D解析该题考查电场中的功能关系，要明确不同力做功，涉及不同形式能的变化，W=一 4一 4一 Ep, W= qEd= 1.50 X 10 J，

6、所以日=1.50 X 10 J，据动能定理，一qEd+ mgd= A E<， E< = 9.65 X 103J，D正确。功能关系是高考考查的重点，要注意电场力做正功电势能减小，即 W= A Ep。5. （2014 黑龙江齐齐哈尔二模 ）如图所示，在竖直平面内，AB丄CD且A、B、C、D位于同一半径为r的圆上，在C点有一固定点电荷，电荷量为一Q现从A点将一质量为 m电荷量为一 q的点电荷由静止释放，该点电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动到D点时的速度大小为4 gr，规定电场中B点的电势为零，重力加速度为g。则在一Q形成的电场中（）A. D点的电势为一-qB. A点的电势高于D点的电势C.

7、O点的电场强度大小是 A点的. 2倍D. 点电荷一q在D点具有的电势能为 7mgr答案A解析在C点固定一电荷量为一 Q的点电荷，A、B相对CD线左右对称，则 $ a= $ b=0V,点电荷一q从A点由静止释放以后沿光滑轨道ADB运动到D点过程中，由动能定理可得：1 2 ,口，,Epd ,口7mgrmgr+ W4 = mv 0，得= 7mgr,由= Epa Epd,得 Epd= 7mgr,由 $ d=，得 $ d=-,一q q则$ D>$ A, A正确，B、D错误;由场强公式E=问知：Ea=kQ2, Eo=Eo= 2Ea,则21 2 r2,C错误。6. （2014 天津）如图所示,电路中

8、R、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置。闭合电键S,电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一条件，油滴仍能静止不动的是（）B.增大Ra的阻值D.断开电键SA. 增大Ri的阻值C. 增大两板间的距离答案B解析本题考查了电路的动态分析和带电粒子在电场中的平衡，解答关键是分析电容器两端电压变化情况。带电粒子原来平衡qU= mg当增大Ri阻值时，电路的总电阻增大，电路总电流减小，内压减小，路端电压 U增大，带电粒子向上加速， A错，增大 艮，路端电压不 变，油滴级静止，B正确；增大两板间距离，qU<mg油滴向下加速，C错；断开电键 S后,电

9、容器放电，油滴只受重力，向下加速，D错。电路的动态分析步骤：分支路电阻变t总电阻变t总电流变t内压变t路端电压t各支路。7. （2014 新课标H ）关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是（）A. 电场强度的方向处处与等电势面垂直B. 电场强度为零的地方，电势也为零C. 随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低D. 任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向答案AD解析 本题考查电场强度和电势的关系。解题关键理解概念的物理意义。在等势面上 移动电荷时，电场力不做功，若电场强度与等势面不垂直，电荷受到的电场力沿等势面有分 力，则会出现在等势面上移动电荷电场力做功的情况，因此电场强度的

10、方向处处与等势面垂直，A正确；两正的点电荷连线的中点，电势强度为零，但若规定无穷远处为零势点，则该连线中点电势不为零，B错误；电场强度的大小与电势的高低无直接的关系，电场强度减小，电势不一定降低， c错误；在匀强磁场为如图所示，-:'沿0A和0B方向取相等的长度 L, 0B方向平行于场强方向，0A与场强或 ''' a角，贝y U0a= ELcos a , UO尸EL,即沿场强方向电势降落快，该结论在非匀强电场中同样适应，D正确。易错提醒：误认为场强为零的地方，电势也为零，导致错选B。8. （2014 甘肃第一次诊考）如图所示，在xOy坐标系中，将一带负电的试探电

11、荷 q由y 轴上的a点移至x轴上的b点时，需克服电场力做功 W若将q从a点移至x轴上c点时，也 需克服电场力做功 W那么此空间存在的静电场可能是 （ ）A.电场强度沿y轴负方向的匀强电场rB.电场强度沿 x轴止方向的匀强电场C.位于第I象限某一位置的止点电荷形成的电场d*D.位于y轴上的一对等里异种电荷形成的电场b0cx答案ACD解析 电荷由a到b过程中一qULb= W由a到c过程中一qUL= W说明b、c两点 电势相等，在图1、3、4中b、c两点电势相等，所以 A、C D正确，B项错误。图I图2图图49. （2014 新课标I ）如图，在正点电荷 Q的电场中有 M N P、F四点，M N、P

12、为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点。/ M= 30°, MN P、F四点处的电势分别用 $ m、$ n、$ P、$ F表示。已知$ M=$ N,$ P=$ F,点电荷Q在MN、P三点所在平面内，则（）AP. ” :J-IJ+ -扌MPA. 点电荷Q定在MP的连线上B. 连接PF的线段一定在同一等势面上C. 将正试探电荷从 P点搬运到N点，电场力做负功D. $ P大于$ M答案AD解析该题考查点电荷形成电场的性质，解题关键要明确等势面的分布：由于$ M= $ N,$ P= $ F,因此点电荷应处于 MN NP中垂线的交点上，如图所示，由此可知A对，B错，D正确，由于 $ p= $

13、n, WPn= qUPN>0, C不正确，几种特殊电场电场强度、等势面的分布是历年咼 考考查的重点，复习过程中要特别注意。10. （2014 贵州六校联考）如图所示，一个电荷量为一Q的点电荷甲固定在粗糙绝缘水平 面上O点，另一个电荷量为+ q、质量为m的点电荷乙，从 A点以初速度vo沿它们的连线向甲 运动，到B点时速度减小到最小值 v，已知点电荷乙与水平面的动摩擦因数为卩，A、B间距离为Lo,静电力常量为k,则下列说法中正确的是（）A.OB间的距离为kQq 卩mgB.在点电荷甲产生的电场中,B点的场强大小为TC. 点电荷乙在 A点的电势能小于在 B点的电势能2 2 mv mvoD. 在点

14、电荷甲产生的电场中，A、B间的电势差UAb=-一2q答案AB解析因在B点速度最小，有F库=kQ3=卩mg解得r =、/_kQ3，故a正确。由点电 rV mg荷场强公式可得 B点场强大小E= k£=巴故B正确。两带电体之间是吸引力，则电场力r q对乙做正功，所以电势能减小，故C错误。乙电荷从 A运动到B的过程中，据动能定理有 W1 2 1 2mgL = qmv qmv。,在此过 程中电场 力对点电荷乙 做的功 为 W= qUAB，解得UAb =卩 mgL)+ 1m/-强故D错误。二、非选择题11. （2014 安徽）如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C,极板间距离为d,上极

15、板正中有一小孔。质量为 m电荷量为+ q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）。求：3 求经电场加速后电子速度 v的大小;(2)要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大，两平行板间的电压U2应是多少?答案2eUi2d2U韦T"解析 根据动能定理：eU =(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间。h+ d2hh g答案何(2)q解析由V2 = 2gh，得v = 2gh 由动能定理， mg(h+ d) qU= 0得U*所以2 co町h+d Cq(3)在电场

16、中运动的加速度Uq& mg= ma1 2 由h =尹ti0 = v+ at 2h+ d /2h得 t =tl+12= h . g12. (2014 和平区)如图所示为示波器工作原理的示意图，已知两平行板间的距离为d、板长为L,初速变为0的电子经电压为 U的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电(1)小球到达小孔处的速度;场，设电子质量为 m电荷量为e。解出v=(2)偏转角度最大，即:d 12= 2at又 L = vteubdm解出：22d U1U2=13. (2014 浙江名校联考)如图所示，CD左侧存在场强大小为E=，方向水平向左的匀强电场，一个质量为 m电荷量为q的光滑绝缘小球，从底边 BC长L，倾角a = 53°的直 角三角形斜面顶端 A点由静止开始下滑，运动到斜面底端C点后进入一细圆管内(C处为一小段长度可忽略的圆弧，圆管内径略大于小球直径)，恰能到达D点，随后从D离开后落回到斜面 P点，重力加速度为 g(sin53 ° = 0.8 , cos53°= 0.6)。(1)求DA两点间的电势差 UDa；求圆管半径r;(3)求小球从D点运