高考物理二轮复习 专题6 电场、磁场的基本性质专题卷（含解析）

专题6 电场、磁场的基本性质说明：1本卷主要考查电场、磁场的基本性质。2考试时间60分钟，满分100分。一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第15题只有一项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1(2017河北保定调研)在倾角为的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、重为G的直导体棒，系统侧视图如图所示通过图示方向电流I，然后给系统施加竖直向上的匀强磁场，导体棒刚好能静止在斜面上，则下列说法中正确的是 ( )A磁感应强度BB磁感应强度BC斜面受到导体棒的压力为零D斜面受到导体棒的压力等于Gcos 【解析】 对导体棒受力分析如图所示，由力的平衡条件可知，安培力与支持力的合力和重力等大反向，则FGtan ，又FBIL，则B，故选项A错误，B正确；斜面对导体棒的支持力大小为FN，由牛顿第三定律可知斜面受到导体棒的压力大小等于，故选项C、D错误【答案】 B2(2017福建泉州质检)如图，在匀强磁场中，两根平行固定放置的长直导线a和b通有大小相等、方向相反的电流，匀强磁场方向与两根导线所在平面平行且垂直于两根导线，此时a受到的磁场力大小为F1.若撤去b，保留匀强磁场，则a受到的磁场力大小为F2；若撤去匀强磁场，保留b，则b受到的磁场力大小为 ()AF1F2BF1F2C.D【解析】 假设导线a、b之间相互作用的斥力大小为F0，匀强磁场对两导线的作用力大小为F，则导线a所受的合磁场力大小为F1.如果撤去导线b，导线a所受的磁场力大小为F2F；如果撤去匀强磁场，导线a所受到的磁场力大小为F0，由以上可求得F0，故选项C正确【答案】 C3(2017湖南十三校联考一)如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为M半圆弧的圆心，MOP 60，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N处长直导线移至O处，则O点的磁感应强度大小为B2，那么B2与B1之比为 ()A11B12C1D2【解析】 由安培定则可知，导线M、N在O处产生的磁场的方向相同，均垂直MN连线向下，设导线M在O处产生的磁场的磁感应强度大小为B，则B12B；将导线N移至P处后，导线N在O处产生的磁场方向与MN连线夹角为30，斜向上指向M一侧，故此时导线M、N在O处产生的磁场方向夹角为120，因此合磁感应强度大小仍为B，即B2B，故B2B112，B项正确【答案】 B4(2017黑龙江五校联考)如图所示，点A、B、C在半径为r的同一圆周上，三点等分圆周，A点放置正点电荷，所带电荷量为，B、C点放置负点电荷，所带电荷量为，静电力常量为k，则三个点电荷在圆心O处产生的电场强度大小为 ()A.BCD【解析】 根据点电荷电场分布规律，三个点电荷在圆心O处产生的场强大小分别为、，方向分别沿AO、OB、OC方向，三个点电荷在圆心O处产生的场强叠加后，合场强大小为，方向由A指向O，选项A正确【答案】 A5(2017甘肃张掖诊断)A、B为两等量异种电荷，图中水平虚线为A、B连线的中垂线如图所示，现将另两个等量异种的检验电荷a、b，用绝缘细杆连接后从离A、B无穷远处沿中垂线平移到A、B的连线处，平移过程中两检验电荷位置始终关于中垂线对称若规定离A、B无穷远处电势为零，则下列说法中正确的是 ()A在A、B的连线上a所处的位置电势0C整个移动过程中，静电力对a做正功D整个移动过程中，静电力对a、b整体做正功【解析】 在A、B的连线上，中点处电势为0，沿着电场线方向电势逐渐降低，故a所处的位置电势0，检验电荷a在a所处位置的电势能大于0，b所处的位置电势0，选项A错误，B正确；因检验电荷a、b受到的电场力方向与速度方向均成钝角，整个移动过程中，静电力对a做负功，对b也做负功，对a、b整体做负功，系统电势能增加，则选项C、D错误【答案】 B6(2017山东重点中学联考)(多选)如图所示，空间某区域存在着非匀强电场，实线表示该电场的电场线，过O点的虚线MN表示该电场的一个等势面，两个相同的带正电的粒子P、Q分别从A、B两点以相同的初速度开始运动，速度方向垂直于MN，A、B连线与MN平行，且都能从MN左侧经过O点设粒子P、Q在A、B两点的电势能分别为Ep1和Ep2，经过O点时的速度大小分别为v1和v2.粒子的重力不计，则 ()Av1v2Bv1v2CEp1Ep2【解析】 由题意知两个相同的带电粒子P、Q分别从A、B两点以相同的初速度运动，且皆能从MN左侧经过O点，电场力对两个粒子皆做正功，再由电场线和等势面的垂直关系以及沿着电场线方向电势逐渐降低，可知B点的电势B高于A点的电势A，B点与O点的电势差大于A点与O点的电势差，对两个粒子分别运用动能定理有qUm(v2v)，而UBOUAO，可知两个粒子经过O点时的速度v1v2，则选项A错误，B正确；再由电势能公式Epq，知Ep1|q2|BM、N两点的电场强度可能不同，R、S两点的电势一定不同C正检验电荷从M点沿半圆轨迹运动到N点，可能只受电场力作用做匀速圆周运动D正检验电荷从M点沿半圆轨迹运动到N点，其电势能先增大后减小【解析】 由题图可知，Q1为正电荷，Q2为负电荷，且由电场线的疏密程度得|q1|q2|，选项A正确；由对称性可知，M、N两点的电场强度大小相等，方向不同，R、S两点的电势一定相同，选项B错误；若只有点电荷Q1，正检验电荷的运动轨迹为等势面，现由于点电荷Q2的影响，M、N处电场线发生弯曲，题图中半圆虚线上，M、N两点，电势最低，因此正检验电荷从M点沿半圆轨迹运动到N点，其电势能先增大后减小，选项D正确；由于半圆轨迹不是等势线，正检验电荷不可能只受电场力而做匀速圆周运动，选项C错误【答案】 AD二、非选择题：本大题共4小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。9(2017广州期中)一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60角时，小球到达B点速度恰好为零，求：(1)A、B两点的电势差UAB；(2)匀强电场的场强大小；(3)小球到达B点时，细线对小球的拉力大小。【解析】(1)小球由A到B过程中，由动能定理得：mgLsin 60qUAB0，解得UAB；(2)BA间电势差为UBAUAB，则场强E。(3)小球在AB间摆动，由对称性得知，B处绳拉力与A处绳拉力相等，而在A处，由水平方向平衡有：FTAEqmg，所以FTBFTAmg。【答案】(1)(2)(3)mg10.(2017皖南八校联考)如图所示，PQ和EF为水平放置的平行金属导轨，间距为l=1.0 m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=20 g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M=30 g。在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10 m/s2。若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动，应该在棒中通入多大的电流?电流的方向如何?【解析】因导轨粗糙，设棒和导轨之间的最大静摩擦力为Ff。若BIlMg，则棒所受静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相同，设此时电流为I1，即有：BI1lMgFf=0.5mg 解得： 若BIlMg，则棒所受静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相反，设此时电流为I2，即有：Mg-BI2lFf=0.5mg解得：即ab棒中的电流为1.0 AI2.0 A。根据左手定则判断，棒中的电流方向应该由a到b。【答案】1.0 AI2.0 A 电流方向应该由a到b11.(2017驻马店期中)如图所示，在xOy坐标平面中，有正方形区域abcd，其中的两条边界与坐标轴重合，区域内有竖直向上的匀强电场，电场强度为E。质量为m、电量为q的带电粒子，不计重力，由初速度为零经加速电场后获得速度v0，并从坐标原点沿x正方向进入电场，恰好从c点飞出电场。(1)求加速电压；(2)求ac两点间的电势差；(3)推导证明：带电粒子在正方形区域内运动过程中，动能与电势能之和不变。【解析】(1)粒子经加速电场时，由动能定理得qUmv02解得U。(2)带电粒子在匀强磁场中做初速度为v0的类平抛运动，x方向上：Lv0ty方向上：Lt2解得：L所以：UacEL。(3)由动能定理W总EktEk0再由电场力做功与电势能的关系W电Ep0Ept由于只有电场力做功，所以W总W电即EktEk0Ep0Ept得到：EktEptEk0Ep0可见，任意时刻粒子的动能与电势能之和都等于初始状态的动能和电势能之和，也就是粒子动能与电势能之和保持不变。【答案】(1)(2)(3)见解析12(2017湖南长沙一模)如图所示，x轴上放有一足够大的荧光屏，y轴上(0，L)处有一个点状的粒子放射源A，某瞬间同时向xOy平面内各个方向发射速率均为v0的粒子(不计重力)，设粒子电量为q，质量为m.求：(1)当空间中只存在平行xOy平面沿y轴负方向的匀强电场时，最后到达荧光屏的粒子在电场中的运动时间为最先到达荧光屏的粒子在电场中运动时间的3倍，求电场强度；(2)当空间中只存在垂直xOy平面向里的匀强磁场时，最先到达荧光屏的粒子在磁场中的运动时间为最后到达荧光屏的粒子在磁场中运动时间的.求磁感应强度及荧光屏被打亮的范围【解析】(1)设沿y轴负方向射出的粒子运动的最短时间为t1，取y轴正方向射出的粒子运动的最长时间为3t1，取y轴负方向为正，由题意有Lv0t1at，L3v0t1a(3t1)2，又a，解得E.(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动，设半径为R，有R，运动时间最短时，则有Rsi