第1课时 电场的力的性质+电磁感应现象 楞次定律

第六章电场

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿－－－第1课时电场的力的性质－－－--------------------

.课时集训.r···-－··-－．一一..-－－一一·一一··_＿····-－·一一一一··一．一····-··-······一一.........一邑邑1对点训练提升素能1

—。基础练习。一

一、库仑力和库仑力作用下物体的平衡

LA、B、C三点在同一直线上，AB:BC=1:2,B点位千A、C之间，在B

处固定一电荷量为Q的点电荷当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，

它所受到的电场力为F，移去A处电荷，在C处放一电荷量为—2q的点

电荷，其所受电场力为(B)

A.—F/2B.F/2C.-FD.F

解析设AB=r,BC=2r,由题意可知F=k眢；而F1=k总启.k行，故F'＝尹

选项B正确

2.如图所示，在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B,A带电

+Q,B带电－9Q．现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力

的作用下处千平衡状态，则C的带电性质及位置应为(C)

0---------------0A

i-0.4m--j

A正B的右边0.4m处

B.正B的左边0.2m处

C.负A的左边0.2m处

D.负A的右边0.2m处

解析：要使三个点电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大

夹小”的原则，由平衡条件对其中两点电荷列方程可解得C带负电

且处千A的左边0.2m处，所以选项C正确．

二、电场强度的理解

3．如图所示，真空中0点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a

点的场强大小为Ea,方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为E切

方向与ab连线成30°角．关于a、b两点场强大小且、凡的关系，以下

结论正确的是(D)

。

',I,..、、、、、

沁汾、女、、

A.E寻B.Ea＝郔b

C.丘＝孚EbD.Ea=3Eb

解析：由题图可知，rb=.,f!,ra，再由E＝乎可知，令节＝3，故选项D正确

4．如图（甲）所示，真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴

上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m．在A点放一个带正电的检

验电荷，在B点放一个带负电的检验电荷，A、B两点的检验电荷受到

电场力的方向都跟x轴正方向相同电场力的大小F跟检验电荷电荷

量q的关系分别如图（乙）中直线a、b所示．下列说法正确的是(D)

F/(x10...N)

4321

AB

。"m

b

0l234q/(xl0"9C)

（甲）（乙）

A.B点的电场强度的大小为0.25N/C

B.A点的电场强度的方向沿x轴负方向

C.点电荷Q是正电荷

D.点电荷Q的位置坐标为0.3m

解析：由两试探电荷受力情况可知，点电荷Q为负电荷，且放置千A、B

两点之间某位置，故选项B、C均错误；设Q与A点之间的距离为1，则

点电荷在A点产生的场强EA=k今注竺立N/C=4X105N/C,同理可得，

qa1x10·

点电荷在B点产生的场强为EB=kQ＝生型立N/C=2.5X104N/C，解得

芦qb4X10.,

l=O.1m,所以点电荷Q的位置坐标为x尸X社1=(0.2+0.1)m=O.3m,故

选项D正确

三、电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹

5．静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器，某除尘器模型的收

尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面．工作时

收尘板带正电其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电在电场力

作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上．若用粗黑曲线表示原来静

止千P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，图中可能正确的是（忽略重力

和空气阻力）（A)

禧

淳淳禧禧

解析：因粉尘带负电，故带电粉尘所受电场力的方向与电场线的切线

方向相反，轨迹上任何一点的切线方向为运动方向若粒子做曲线运

动，轨迹应出现在速度方向和力的方向所夹的区域内．从轨迹上找几

个点判断一下，只有A项符合．故A项正确．

6.(2014福州一中高三模拟）如图（甲）所示，Ql、Q2为两个被固定的点

电荷，其中Q带负电，a、b两点在它们连线的延长线上．现有一带负电

的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动（粒子只

受电场力作用），粒子经过a、b两点时的速度分别为Va、Vb，其速度图

像如图（乙）所示以下说法中正确的是(C)

0

一一口，一一一一一：一一一一一.!一一；丿

（甲）（乙）

A.02一定带负电

B.02的电荷量一定大于Q1的电荷量

C.b点的电场强度一定为零

D．整个运动过程中，粒子的电势能先减小后增大

解析：因为V-t图像的斜率表示加速度，根据题图（乙）可知，粒子在b

点的加速度为零，其所受电场力也为零，b点的电场强度一定为零，选

项C正确，要使b点的场强为零，Ql、Q2必带异种电荷，所以Q2一定带

正电，选项A错误；Ql、Q2单独存在时在b点产生的场强必等大反向，

再考虑到Q1到b点的距离较大可知，Q1的电荷量一定大千Q2的电荷量，

选项B错误；整个运动过程中，粒子的动能和电势能之和保持不变，考

虑到其动能先减小后增大，其电势能一定是先增大后减小，选项D错

误．

四、库仑力作用下物体的平衡和运动

7.(2013山东东营模拟）（多选）如图所示，带电小球A和B分别在光滑

绝缘的水平地面上和光滑竖直墙面上．小球A在向左的水平力F作用

下，A、B恰处千平衡状态．当A缓慢向左移动一小段距离时，A、B仍处

千平衡状态，则(BD)

A．推力F将变大

B.推力F将变小

C.A、B两球距离变小

D.A、B两球距离变大

解析：由题意知，A、B带同种电荷，设A、B两球的连线与竖直方向的

夹角为0，由平衡条件对B有mBg＝器勺cos8,当A左移时，0变小，由

此知匕将变大对整体有F＝岂勺sin0,由千0变小，归变大，故F变

小，B、D正确

8.(2014广东理综）（多选）如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着

一个带电荷量为＋Q的小球P.带电荷量分别为－q和＋2q的小球M和N,

由绝缘细杆相连，静止在桌面上．P与M相距L,P、M和N视为点电荷，

下列说法正确的是(BD)

f··················::···7

N,',

,',',',,M/'',';'

p

',

',.';;'

',.'.........................,

A.M与N的距离大千L

B.P、M和N在同一直线上

c．在P产生的电场中，M、N处的电势相同

D.M、N及细杆组成的系统所受合外力为零

解析：由千小球M、N及细杆处于静止状态，因此M、N及细杆组成的系

统所受合外力为零，选项D正确；整体受到的库仑力的合力为零，即

k沪峙，解得r=（如）L，选项A错误；由千P对M、N的库仑力等大

反向，因此P、M、N三者必在一条直线上，选项B正确，在正电荷P产

生的电场中，离P点越远电势越低，选项C错误．

9．如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，

其带电荷量为Q，质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点由静止释

放其带电荷量为q;A、B两点的距离为1。．释放后的乙球除受到甲球

的静电力作用外，还受到一个大小为F=k恐（K为静电力常量）、方向指

向甲球的恒力作用，两球均可视为点电荷

卜—L-

，，／，孟，，严，，品mm位，

BA

(1)求乙球在释放瞬间的加速度大小，

(2)求乙球在速度最大时两球之间的距离；

(3)请定性地描述乙球在释放后的运动情况（说明速度的大小变化及

运动方向的变化情况）．

解析：（l）由牛顿第二定律得：K笃－F=ma,

lo

解得a＝虫各

如1。

(2)当乙球所受的合力为零，即库仑力与恒力F大小相等时乙球的加

速度为零，速度最大，设此时两球之间的距离为x，则有K坐＝kqQ解得

X2叩＇

x=21。.

(3)乙球先做远离甲球的运动，速度先增大后减小，然后又反向做速度

先增大后减小的运动，返回到释放点B后，再重复前面的运动，之后就

在B点和最远点之间做往复运动

答案：（l）艺＄(2)21。(3)见解析

—。素能提升。一

10.（多选）如图所示，点电荷＋4Q与＋Q分别固定在A、B两点，C、D两

点将AB连线三等分．现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度

向右运动，不计粒子的重力，则该粒子在C、D之间运动的速度大小v

与时间t的关系图像可能是图中的(BD)

+4Q+Q

0,.。

ACD8

厂:L.B:LL.c:。二D

A

解析：粒子在A、B连线上的平衡位置处的场强为零，设AB长度为L,

平衡位置到B点距离为x,所以竺少4Q得x＝上即在D点，则粒子在D

X2芦'3'

点左侧时所受电场力向左，粒子在D点右侧时所受电场力向右，所以

粒子的运动情况有以下三种：在D点左侧不能越过D点时先向右减速

至速度为零，然后向左加速运动，先在D点左侧减速，但粒子能越过D

点过D点以后加速运动；在D点左侧减速，且运动到D点速度恰减为

0,以后一直静止，所以粒子在C、D之间的运动可以用B、D图像描述，

故B、D正确

11.(2014北京石景山测试）如图所示，某点0处固定一点电荷＋Q,一电

荷量为m的点电荷以0为圆心做匀速圆周运动，另一电荷量为－q2的

点电荷以0为焦点沿椭圆轨道运动，两轨道相切千P点．两个运动电荷

的质量相等，它们之间的静电引力和万有引力均忽略不计，且ql>q2．当

-qi、-q2经过P点时速度大小分别为vl、V2,加速度的大小分别为a八

砌，下列关系正确的是(D)

p

A.a,=a2B.a1<a2

C.v,=v2D.v1>v2

解析设两个运动电荷的质量为m,PO间的距离为r，在P点对－q1有

帝＝m~，对－q2有K节＞m子，所以v1>v2,D正确，C错误；在P点－q1的加速

度a严巴L,－q2加速度a2＝艺，由千ql>q2，所以a1>a2,故A、B错误．

12．如图所示，A为带正电Q的金属板，沿金属板的垂直平分线在距板

r处放一质量为m、电荷量为q的小球，小球受水平向右的电场力偏转

0角而静止．小球用绝缘丝线悬挂于0点试求小球所在处的电场强

度

。

解析：分析小球的受力如图所示．

F

m

由平衡条件得：F=mgtan0

所以小球所在处的电场强度：

E＝生呴tan6

qq

小球带正电荷，因此电场强度方向水平向右．

答案：竺竺{,方向水平向右

q

13.(2015山西太原五中月考）质量均为m的三个带电小球A、B、C放

置在光滑绝缘的水平面上，相邻球间的距离均为L,A球带电荷量

qA=+lOq;B球带电荷量qB=＋q．若在C上加一个水平向右的恒力F，如图

所示要使三球能始终保持L的间距向右运动，则：

ABCF

OOO

(1)C球带电性质是什么？

(2)外力F为多大？

解析：（l）由于A、B两球都带正电，它们互相排斥C球必须对A、B都

吸引，才能保证系统向右加速运动，故C球带负电荷．

(2)对三个小球整体，加速度为a,

则有F=3maCD

隔离A、B,由牛顿第二定律可知：

对A·kqAqc_k.q戍气na@

．了7T

对B：罕罕＝ma@

L

联立0@©得F=70k~.

答案：见解析

14．如图（甲）所示，一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是m的小

金属环A和B，将丝线的两端共同系千天花板上的0点，使金属环带电

后，便因排斥而使丝线构成一个等边三角形，此时两环恰处千同一水

平线上，若不计环与线间的摩擦，求金属环所带电荷量．某同学在解答

这道题时的过程如下：

二160°`30°

设电荷量为q，小环受到三个力的作用，拉力Fr、重力mg和库仑力F,

受力分析如图（乙），由受力平衡知识得K兮＝mgtan30°，解得q=口丑玉．

你认为他的解答是否正确？如果不正确，请给出你的解答．

解析：他的解答是错误的其正确解法如下：

立

F

吨l

小环穿在丝线上，作用千小环上的两个拉力大小相等，方向不同小环

受四个力，如图所示

竖直方向

Frsin60°=mg,

水平方向

2

Frcos60°+Fr=ki

产

联立得q=f孕

答案：不正确正确解答见解析

第九章电磁感应

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿--＿--－第1课时电磁感应现象楞次定律－------------------------

课时集训厂＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．-···_＿＿＿＿_＿＿＿一～－－勹对点训练提升素能1

—。基础练习。一

一、电磁感应现象

1.(2013全国新课标理综II)（多选）在物理学发展过程中，观测、实验、

假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用．下列叙述符合史实的是

(ABD)

A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存

在联系

B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分

子电流假说

c．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导

线圈中，会出现感应电流

D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，

即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

解析：奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电和磁之间的关系，选项A

正确；根据通电螺线管产生的磁场与条形磁铁的磁场相似性，安培提

出了磁性是分子内环形电流产生的，即分子电流假说选项B正确，法

拉第探究磁产生电的问题，发现导线中电流”通、断”时导线附近的

固定导线圈中出现感应电流，而导线中通有恒定电流时导线圈中不产

生感应电流，选项C错误；楞次定律指出感应电流的磁场总要阻碍引

起感应电流的磁通量的变化，选项D正确

2．如图所示的下列实验中，有感应电流产生的是(D)

1XXXXX

气丁尸

导线通电后其下方｀乃闭合圆环在无限大匀

小磁针偏转强磁场中加速运动

AB

通电导线在磁场中运动金属杆切割磁感线运动

CD

解析：导线通电后其下方小磁针偏转，是说明电流的周围存在磁场的

实验，没有感应电流故选项A错误，闭合圆环在无限大匀强磁场中加

速运动，磁通量没有变化，不能产生感应电流．故选项B错误；C图中的

导线是含有电源的闭合回路的一部分，导线在磁场中产生安培力而产

生运动，所以不存在感应电流．故选项C错误；闭合回路中的金属杆切

割磁感线运动，能够产生感应电流故选项D正确

3．在如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成

闭合电路，a、b、c为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场全部集

中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片左右滑动时，能产生感应电流的

金属圆环是(A)

气b

A.a、b两个环B.b、c两个环

C.a、c两个环D.a、b、c三个环

解析当滑片左右滑动时，通过a、b的磁通量变化，而通过c环的磁通

量始终为零，故a、b两环中产生感应电流而c环中不产生感应电流

故选项A对

二、楞次定律及右手定则的应用

4.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开

关如图连接，在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现

当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转

由此可以判断(B)

A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动都能引起电

流计指针向左偏转

B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转

c．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指

针静止在中央

D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转

的方向

解析：由题意可知当P向左加速滑动时，线圈A中的电流应越来越小，

则其磁场减弱此时线圈B中产生了电流使指针向右偏转；故可知当B

中的磁通量减小时，电流表指针向右偏；A向上移动时B中磁通量减小，

指针向右偏转，而滑动变阻器滑动端P向右加速滑动时，B中磁通量增

大，故指针应向左偏转，故选项A错误；当铁芯向上拔出或断开开关

时，A中磁场减弱故B中磁通量减小，指针向右偏转，故选项B正确；

当P匀速运动时，A中也会产生变化的磁场，故B中同样会产生感应电

流故指针不会静止，故选项C错误直以上分析可知，选项D错误

5.（多选）如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N

极朝下．当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部），下列判断正确的是

(AC)

主

A．磁铁与线圈相互排斥

B．磁铁与线圈相互吸引

c．通过R的感应电流方向为从a到b

D．通过R的感应电流方向为从b到a

解析：由”来拒去留”可知，磁铁靠近线圈，则线圈与磁铁相互排斥，

故选项A正确，B错误；由图可知，穿过线圈的磁场方向向下增大，由楞

次定律可知感应电流的磁场应向上，则由右手螺旋定则可知电流方向

从a向b，故选项C正确D错误．

6.(2014安徽省师大附中下学期期中）如图所示，光滑的水平桌面上放

着两个完全相同的金属环a和b，当一条形永磁铁的N极竖直向下迅

速靠近两环时，则(C)

门

OG

A.a、b两环均静止不动

B.a、b两环互相靠近

C.a、b两环互相远离

D.a、b两环均向上跳起

解析：根据楞次定律可知：当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，闭

合导体环内的磁通量增大，因此两线圈产生顺时针感应电流，由于两

线圈电流方向相反，所以a、b两环互相排斥，因此选项C正确，A、B、

D错误

7.(2014湖南省益阳市高三模拟）（多选）如图所示，通过水平绝缘传送

带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速

度匀速运动为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一

固定匀强磁场区域磁场方向垂直千传送带运动方向，根据穿过磁场

后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈．通过观察图形，判断下列

说法正确的是(BD)

oooooooo

A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为逆时

针

B．若线圈闭合传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的作用力

增大

c．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈

D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈

解析：若线圈闭合，进入磁场时，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律

可判断线圈中感应电流的磁场方向向下，所以感应电流的方向从上向

下看是顺时针．故选项A错误；根据法拉第电磁感应定律，传送带以较

大速度匀速运动时，线圈中产生的电动势比较大，则感应电流比较大，

磁场对线圈的作用力增大故选项B正确；由图知l、2、4、5、6线圈

都发生了相对滑动，而第3个线圈没有滑动则第3个线圈不闭合，不

能产生感应电流故选项C错误D正确

三、三定则一定律的应用

8.(2014徐汇区模拟）如图所示，两个完全相同的矩形导线框A、B在

竖直平面内靠得很近，线框的对应边相互平行．线框A固定且通有电

流I，线框B从图示位置由静止释放，在运动到A下方的过程中(D)

A.穿过线框B的磁通量先变小后变大勹

B．线框B中感应电流的方向先顺时针后逆时针

c．线框B所受安培力的合力为零

D.线框B的机械能一直减小

解析：由右手螺旋定则可知A中内部磁场向里，外部磁场向外，当B从

靠近A处下落时，磁通量以A中内部磁感应强度为主，内部磁通量越来

越大；而在离开时，由千内外磁感线相互抵消，故磁通量开始减小，故

磁通量应是先增大后减小的，选项A错误；由楞次定律可得，B中的感

应电流的方向是先逆时针后顺时针，故选项B错误；线圈B中的电流相

等，但由千上下两边所处的磁感应强度不等，故所受安培力的合力不

为零，故C错误；在线框下落时，安培力做负功使线框B的机械能一直

减小，故选项D正确．

9.(2014四川自贡一诊）长直导线与闭合金属线框位千同一平面内，长

直导线中的电流i随时间t的变化关系如图所示．在0~；时间内，直导

线中电流向上则在；～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培

力情况是(B)

,l□一；。三---fi

A．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左

B．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右

c．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右

D．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左

解析：在时间；～T内，由楞次定律可知，线框中感应电流的方向为顺时

针，由左手定则可判断线框受安培力的合力方向向右，选项B正确．

壬0素能提升0=＝二

10．如图均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置．当a

绕0点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具

有收缩趋势，由此可知，圆环a(B)

A．顺时针加速旋转B．顺时针减速旋转

c．逆时针加速旋转D．逆时针减速旋转

解析：b中产生顺时针方向的感应电流，说明b圆环中的向外的磁通量

增大或向里的磁通量减小．而b环具有收缩趋势，说明穿过b环的磁场

量减少，因此a旋转形成的磁场方向向里且减小，由安培定则知圆环a

顺时针减速旋转，故选项A、C、D错误，选项B正确．

11.(2015临沂一中段考）物理课上，老师做了一个奇妙的｀跳环实验”.

如图所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来

后，将一金属套环置千线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S的瞬

间，套环立刻跳起某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路

经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选

项中，导致套环未动的原因可能是(D)

A．线圈接在了直流电源上

B.电源电压过高

c．所选线圈的匝数过多

D．所用套环的材料与老师的不同

解析：金属套环跳起的原因是开关S闭合时，套环上产生感应电流与

通电螺线管上的电流相互作用而引起的线圈接在直流电源上，S闭合

时，金属套环也会跳起．电压越高线圈匝数越多，S闭合时，金属套环

跳起越剧烈若套环是非导体材料，则套环不会跳起．故选项A、B、C

错误，D正确

12.(2014豫南九校联考）（多选）等离子气流由左方连续以w射入P1

和凡两板间的匀强磁场中，ab直导线与P!、凡相连接，线圈A与直导

线cd连接线圈A内有随图（乙）所示的变化磁场．且磁场B的正方向

规定为向左，如图（甲）所示，则下列说法正确的是(CD)