2011高考物理二轮专题复习能力提升演练专题3第1讲电场磁场的基本性质

第一篇专题知能突破专题三电场和磁场第1讲电场、磁场的基本性质1.如图3－1－14所示为点电荷a、b所形成的电场线分布，以下说法正确的是()A．a、b为异种电荷B．a、b为同种电荷C．A点场强大于B点场强D．A点电势高于B点电势解析：本题考查点电荷的电场线特点．电场线从正电荷或无穷远出发，终止于负电荷或者无穷远，所以a应为正电荷b为负电荷，故A选项正确．电场线越密集，场强越大，故C选项错误．沿电场线方向电势逐渐降低，故D选项正确．本题难度较低．答案：AD2.(2010·南京市一中月考)通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图3－1－15所示．下列哪种情况将会发生()A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动C．L2绕轴O按顺时针方向转动D．L2绕轴O按逆时针方向转动解析：由右手螺旋定则可知导线L1上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1的距离越远的地方，磁场越弱，导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O点的下方磁场较强，则安培力较大，因此L2绕固定转轴O按逆时针方向转动，D图3－1－14图3－1－15正确．21世纪教育网答案：D3．在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中a、b两点电势和场强都相同的是()解析：本题考查电场的叠加．因为电势是标量，并在题中的四个电场中具有对称性，故四个电场中a、b两点的电势都是相等的；而电场强度则是矢量，所以A图中点电荷的电场对称点的电场强度大小相等方向相反；B图中叠加后a点斜向右上方，b点斜向右下方；C图中叠加后都是水平向右；D图中叠加后a点向上，b点向下，因此只有选项C正确．答案：C4.某专家设计了一种新型电磁船，它不需螺旋桨推进器，航行时平稳而无声，时速可达100英里．这种船的船体上安装一组强大的超导线圈，在两侧船舷装上一对电池，导电的海水在磁场力作用下即会推动船舶前进．如图3－1－16所示是超导电磁船的简化原理图，AB和CD是与电池相连的导体，磁场由超导线圈产生．以下说法正确的是()A．船体向左运动B．船体向右运动C．无法断定船体向哪个方向运动D．这种新型电磁船会由于良好的动力性能而提高船速解析：本题考查通电导线在磁场中所受的安培力的应用．导电的海水的电流方向垂直AB方向从CD板流向AB板，海水所受的安培力方向水平向左，故船体上的超导线圈所受的作用力向右，故推动船体向右运动，B、D正确．本题难度中．[来源:21世纪教育图3－1－16网答案：BD5.如图3－1－17所示，真空中有两个等量异种点电荷A、B，M、N、[来源:21世纪教育网O是AB连线的垂线上的点，且AOOB.一带负电的试探电荷仅受电场力作用，运动轨迹如图中实线所示，设M、N两点的场强大小分别为EM、EN，电势分别为φM、φN.下列判断中正确的是()A．点电荷B一定带正电B．EM小于ENC．φM大于φND．此试探电荷在M处的电势能小于在N处的电势能解析：由试探电荷运动轨迹的弯曲方向可知，点电荷A带负电，点电荷B带正电，选项A正确；根据等量异种电荷电场线的特点，可得EM小于EN，选项B正确；根据等量异种电荷等势线的特点，可得φM小于φN，由于试探电荷是负电荷，所以试探电荷在M处的电势能大于在N处的电势能，选项C、D错误．答案：AB6.如图3－1－18所示，匀强磁场的边界为平行四边形ABDC，其21世纪教育网21世纪教育网中AC边与对角线BC垂直，一束电子以大小不同的速度沿BC从B点射入磁场，不计电子的重力和电子之间的相互作用，关于电子在磁场中运动的情况，下列说法中正确的是()[来源:21世纪教育网A．入射速度越大的电子，其运动时间越长21世纪教育网B．入射速度越大的电子，其运动轨迹越长C．从AB边出射的电子的运动时间都相等D．从AC边出射的电子的运动时间都相等图3－1－17图3－1－18解析：电子以不同的速度沿BC从B点射入磁场，若电子从AB边射出，画出其运动轨迹由几何关系可知在AB边射出的粒子轨迹所对的圆心角相等，在磁场中的运动时间相等，与速度无关，C对，A错；从AC边射出的电子轨迹所对圆心角不相等，且入射速度越大，其运动轨迹越短，在磁场中的运动时间不相等，B、D错．21世纪教育网答案：C7.如图3－1－19所示，O点为均匀带正电的导体棒AB的中点，P点为AO的中点，a、b两点分别处在P、O两点的正上方．若将带正电的试探电荷分别放在a、b两点，则()A．试探电荷在a点的电势高于在b点的电势B．试探电荷在a点的电势低于在b点的电势C．试探电荷在a点受到的电场力大于在b点受到的电场力D．试探电荷在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力解析：取OB的中点Q点，将导体棒分成四等分，AP段和PO段在a点产生的场强与PO段和OQ段在b点产生的场强相同，OQ段在a点产生的场强与QB段在b点产生的场强相同，那么比较两点场强，直接比较QB段在a点的场强和AP段在b点产生的场强即可，显然b点场强要大，故C项错，D项对；由对称性知b点的场强应向上，a点场强为斜向左上方，若让试探电荷从a移动到b，电场力将做负功，Wab0，由Uab＝Wabq0，故a点电势低于b点电势，A项错，B项对．答案：BD8．电视显像管上的图像是电子束打在荧光屏的荧光点上产生的．为了获得清晰的图像，电子束应该准确地打在相应的荧光点上．电子束飞行过程中受到地磁场的作用，会发生我们所不希望的偏转．从电子枪射出后自西向东飞向荧光屏的过程中，关于电子由于受到地磁场的作用的运动情况(重力不计)正确的是()21世纪教育网A．电子受到一个与速度方向垂直的变力B．电子在竖直平面内做匀变速曲线运动图3－1－19C．电子向荧光屏运动的过程中速率不发生改变D．电子在竖直平面内的运动轨迹是匀变速直线运动解析：电子在飞行过程中受到地磁场洛伦兹力的作用，洛伦兹力是变力而且不做功，所以电子向荧光屏运动的速率不发生改变，A、C两项正确；又因为电子在自西向东飞向荧光屏的过程中，所受的地磁场感应强度的水平分量可视为定值，故电子在竖直平面内所受洛伦兹力大小不变、方向始终与速度方向垂直，电子在竖直平面内的运动并不是匀变速直线运动或匀变速曲线运动，B、D两项错误．答案：AC9.如图3－1－20所示，一簇电场线的分布关于y轴对称，O是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，则()A．M点的电势比P点的电势低B．O、M间的电势差小于N、O间的电势差C．一正电荷在O点时的电势能小于在Q点时的电势能D．将一负电荷由M点移到P点，电场力做正功答案：ABD10.在如图3－1－21所示的圆形区域内存在着沿纸面方向的匀强电场(具体方向未画出)，a、b、c、d分别为两条直径的端点，ac⊥bd，一金属钠离子从b点沿bd方向以速度v0射入电场，只在电场力作用下，从c点飞出电场，则下列说法正确的是()A．钠离子到达c点时的速度一定大于b点的速度B．若a、b、c三点的电势分别为12V、8V、3V，则d点电势一定为7VC．电场力一定对钠离子做了正功D．b点电势一定高于c点的电势解析：钠离子从b点到达c点的过程中，电场力做功情况不明确，无法确定b、c两点图3－1－20图3－1－21的速度大小，A项错误；根据电势差和场强的关系式U＝Ed，有φa－φb＝φd－φc，B项正确；由于电场方向不确定，故无法判断b、c两点的电势高低，也无法判断电场力做功的正负，C、D项均错．答案：B11.(改编题)如图3－1－22所示，一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域，磁场宽度为d，方向垂直纸面向里．一电子从O点沿纸面垂直PQ以速度v0进入磁场．若电子在磁场中运动的轨道半径为2d.O′在MN上，且OO′与MN垂直．下列判断正确的是()A．电子将向右偏转B．电子打在MN上的点与O′点的距离为dC．电子打在MN上的点与O′点的距离为3dD．电子在磁场中运动的时间为πd3v0解析：粒子(电子)从O点垂直进入匀强磁场后做圆周运动，由左手定则知，粒子向左偏转，故A错误；又知道半径为2d，有界磁场的宽度为d，由公式R＝mvqB，可得圆心在O点左边距O点为2d，设粒子由A点射出磁场，如图所示，由几何关系可知AO′＝(2－3)d，所以B、C错误；所以电子在磁场中运动的时间为：t＝α360°·T＝π/62π×2πRv0＝πd3v0，D正确．答案：D12．(2010·天津模拟)在图3－1－23甲中，带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从G点垂直于MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，带电粒子经偏转磁场后，最终图3－1－22到达照相底片上的H点，如图甲所示，测得G、H间的距离为d，粒子的重力可忽略不计．图3－1－23[来源:21世纪教育网(1)设粒子的电荷量为q，质量为m，求该粒子的比荷qm；(2)若偏转磁场的区域为圆形，且与MN相切于G点，如图3－1－23乙所示，其他条件不变．要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上(MN足够长)，求磁场区域的半径应满足的条件．解析：(1)带电粒子经过电场加速，进入偏转磁场时速度为v，由动能定理qU＝12mv2①进入磁场后带电粒子做匀速圆周运动，轨道半径为r，qvB＝mv2r②打到H点有r＝d2③由①②③得qm＝8UB2d2.(2)要保证所有带电粒子都不能打到MN边界上，带电粒子在磁场中运动偏角小于90°，临界状态为90°.如图所示，磁场区半径R＝r＝d2所以磁场区域半径满足R≤d2.答案：(1)8UB2d2(2)R≤d2