2020高考物理二轮复习 专题三 电场与磁场 第6讲 电场与磁场的基本性质练习（含解析）

电场与磁场的基本性质一、单项选择题1(2019高考北京卷)如图所示，a、b两点位于以负点电荷q(q0)为球心的球面上，c点在球面外，则()aa点场强的大小比b点大bb点场强的大小比c点小ca点电势比b点高db点电势比c点低解析：选d.由点电荷的场强公式e可知，与q距离相等的点场强大小相等，离q越近的点场强越大，故a点场强的大小与b点的相等，b点场强的大小比c点的大，a、b项错误；与q距离相等的点，电势相等，离q越近的点，电势越低，故a点电势与b点的相等，b点电势比c点的低，c项错误，d项正确2.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点电荷电场如图所示，在球面ab上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为r，球心为o，cd为球面ab的对称轴，在轴线上有m、n两点，且omon2r，a1ab1bcd，已知球面a1b1在m点的场强大小为e，静电力常量为k，则n点的场强大小为()a.eb.ec.e d.e解析：选c.若球完整，则带电量qq，则球在m点产生的电场e0，根据电场的叠加原理，除去a1b1球面后，球在m点产生的电场e1e0ee，由对称性可知球壳在n点产生的场强大小等于e1，c正确3.利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度b的大小用绝缘轻质丝线把底部长为l、电阻为r、质量为m的“u”形线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用轻质导线连接线框与电源，导线的电阻忽略不计当有拉力f作用于力敏传感器的挂钩上时，拉力显示器可以直接显示力敏传感器所受的拉力当线框接入恒定电压为e1时，拉力显示器的示数为f1；接入恒定电压为e2时(电流方向与电压为e1时相反)，拉力显示器的示数为f2.已知f1f2，则磁感应强度b的大小为()ab b.bcb d.b解析：选b.当线框接入恒定电压为e1时，拉力显示器的示数为f1，则f1mgbl；接入恒定电压为e2时(电流方向与电压为e1时相反)，拉力显示器的示数为f2，则f2mgbl；联立解得b，选项b正确4.如图所示，图中虚线为某静电场中的等差等势线，实线为某带电粒子在该静电场中运动的轨迹，a、b、c为粒子的运动轨迹与等势线的交点，粒子只受电场力作用，下列说法正确的是()a粒子在a点的加速度比在b点的加速度小b粒子在a点的动能比在b点的动能大c粒子在a点和在c点时速度相同d粒子在b点的电势能比在c点时的电势能小解析：选d.等势线的疏密程度表示电场强度的大小，故a点的电场强度大于b点的电场强度，根据a，可知粒子在a点的加速度比在b点的加速度大，故a错误；由题图可知若粒子从a到b，电场力做正功，电势能减小，动能增大，若粒子从b到a，电场力做负功，电势能增大，动能减小，故粒子在a点的动能比在b点的动能小，故b错误；由题图可知a、c两点在同一等势线上，故粒子在a、c两点具有相同的电势能，根据能量守恒可知，粒子在a、c两点具有相同的动能，故粒子在这两点的速度大小相等，但方向不同，故c错误；因粒子在a、c两点具有相同的动能和电势能，而粒子在a点的动能比在b点的动能小，电势能比在b点时的大，故粒子在b点的电势能比在c点时的电势能小，故d正确5一带正电的粒子仅在电场力作用下，从坐标原点o以一定的初速度v0沿电场中的x轴正方向做直线运动，x轴上的电势分布如图所示，则粒子从o点运动到xx0的过程中，下列说法正确的是()a粒子的电势能一直增大b粒子的动能先增大后减小c粒子运动的加速度先增大后减小d粒子受到的电场力先沿x轴负方向后沿x轴正方向解析：选d.根据epq，结合图象可知带正电粒子的电势能先增大后减小，动能先减小后增大，选项a、b错误；由x图象的斜率可得电场强度大小先减小后增大，再减小，粒子运动的加速度先减小后增大，再减小，选项c错误；粒子受到的电场力先沿x轴负方向后沿x轴正方向，选项d正确6如图所示，总质量为m，边长为l的正方形线圈共三匝，放置在倾角为的光滑斜面上，刚好关于磁场边界mn对称，mn上方存在匀强磁场，若线圈通以图示方向的恒定电流i后刚好在斜面上保持静止，重力加速度为g，则()a磁场方向可以竖直向下，且bb磁场方向可以竖直向上，且bc磁场方向可以垂直斜面向下，且bd磁场方向可以水平向左，且b解析：选c.当磁场方向竖直向下时，由平衡条件得3bilmgtan ，则b，选项a错误；当磁场方向竖直向上时，由受力分析可知线圈不会静止，选项b错误；当磁场方向垂直斜面向下时，由平衡条件得3bilmgsin ，则b，选项c正确；当磁场方向水平向左时，由受力分析可知线圈不会静止，选项d错误7如图甲所示，pq和mn为水平、平行放置的两光滑金属导轨，两导轨相距l1 m，导体棒ab垂直放在导轨上，导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，细绳一部分与导轨共面且平行，另一部分与导轨所在平面垂直，物体放在水平面上，匀强磁场的磁感应强度为b1 t，方向竖直向下，开始时绳子刚好要绷紧，现给导体棒中通入电流，使导体棒向左做加速运动，物体运动的加速度大小与导体棒中通入的电流大小关系如图乙所示，重力加速度大小为g10 m/s2.则物体和导体棒的质量分别为()a0.1 kg0.9 kg b.0.9 kg0.1 kgc0.1 kg1.0 kg d.1.0 kg0.1 kg解析：选a.设物体的质量为m，导体棒质量为m，细绳的拉力为t，根据题意由牛顿第二定律可知，tmgma，biltma，解得ai，结合题图乙可知，当i01 a时，a00，bi0lmg0，当i14 a时，a13 ms2，a1i1.联立解得m0.1 kg，m0.9 kg，选项a正确8(2019西北师大附中模拟)如图所示，平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，两板间有一个带负电的试探电荷固定在p点静电计的金属球与电容器的负极板连接，外壳接地以e表示两板间的场强，表示p点的电势，ep表示该试探电荷在p点的电势能，表示静电计指针的偏角若保持负极板不动，将正极板缓慢向右平移一小段距离(静电计带电量可忽略不计)，各物理量变化情况描述正确的是()ae增大，降低，ep减小，增大be不变，降低，ep增大，减小ce不变，升高，ep减小，减小de减小，升高，ep减小，减小解析：选c.将正极板适当向右水平移动，两板间的距离减小，根据电容的决定式c可知，电容c增大，因平行板电容器充电后与电源断开，则电容器的电量q不变，由c得知，板间电压u减小，因此夹角减小，再依据板间场强e，可见e不变；p点到正极板距离减小，且正极板接地，由公式ued得知，p点的电势增加；负电荷在p点的电势能减小；故a、b、d错误，c正确二、多项选择题9如图以实线为理想边界，上方是垂直纸面向里的匀强磁场质量和带电荷量大小都相等的带电粒子m和n，以不同的速率经小孔s垂直边界和磁场进入匀强磁场，运动的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述错误的是()am带负电，n带正电bm的速率小于n的速率c洛伦兹力对m、n都做正功dm在磁场中的运动时间大于n在磁场中的运动时间解析：选bcd.由左手定则判断出n带正电荷，m带负电荷，故a正确；粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力qvbm，半径为：r，在质量与电荷量大小相同的情况下，半径大说明速率大，即m的速率大于n的速率，故b错误；洛伦兹力不做功，故c错误；粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为t，与粒子运动的速度无关，所以m在磁场中的运动时间等于n的运动时间，故d错误10.(2019高考江苏卷)如图所示，abc为等边三角形，电荷量为q的点电荷固定在a点先将一电荷量也为q的点电荷q1从无穷远处(电势为0)移到c点，此过程中，电场力做功为w.再将q1从c点沿cb移到b点并固定最后将一电荷量为2q的点电荷q2从无穷远处移到c点下列说法正确的有()aq1移入之前，c点的电势为bq1从c点移到b点的过程中，所受电场力做的功为0cq2从无穷远处移到c点的过程中，所受电场力做的功为2wdq2在移到c点后的电势能为4w解析：选abd.根据电场力做功可知wq(0c1)，解得c1，选项a正确；b、c两点到a点的距离相等，这两点电势相等，q1从c点移到b点的过程中，电场力做功为0，选项b正确；根据对称性和电势叠加可知，a、b两点固定电荷量均为q的点电荷后，c点电势为c22c1，带电荷量为2q的点电荷q2在c点的电势能为epc(2q)c24w，选项d正确q2从无限远移动到c点的过程中，电场力做的功为0epc4w，选项c错误11.如图所示，一平行板电容器两极板a、b水平放置，上极板a接地，电容器通过滑动变阻器r和开关s与电动势为e的电源相连现将开关闭合，位于a、b两板之间的p点的带电粒子恰好处于静止状态则()ab板电势为eb改变滑动变阻器的滑片位置，带电粒子仍处于静止状态c将b板向上移动，p点电势将不变d将b板向左平移，带电粒子电势能将不变解析：选abd.a、b两板的电势差为e，abe，a0，所以be，故a正确；改变滑动变阻器的滑片位置，两极板间的电压不变，极板间的电场强度不变，粒子所受电场力不变，带电粒子仍处于静止状态，故b正确；将b板向上移动，距离减小，极板间场强变大，a板与p点的电势差变大，a板电势不变，p点电势变低，故c错误；将b板向左平移，极板间的距离和电压不变，场强不变，p点电势不变，带电粒子电势能不变，故d正确12(2019江西省红色七校二模)如图甲所示，两个点电荷q1、q2固定在x轴上距离为l的两点，其中q1带正电荷位于原点o，a、b是它们的连线延长线上的两点，其中b点与o点相距3l.现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用)，设粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度随坐标x变化的图象如图乙所示，则以下判断正确的是()aq2带负电且电荷量小于q1bb点的场强一定为零ca点的电势比b点的电势高d粒子在a点的电势能比b点的电势能大解析：选ab.在b点前做减速运动，b点后做加速运动，在b点的加速度为0，则在b点受到两点电荷的电场力平衡，q1带正电荷，则q2带负电，且根据库仑定律知，|q2|q1|，故a正确粒子通过b点的加速度为零，说明电场力为零，则b点的场强一定为零，故b正确粒子从a运动到b的过程中，粒子的动能减小，根据能量守恒知其电势能增大所以粒子在a点的电势能比b点的电势能小，根据正电荷在电势高处电势能大，可知a点的电势比b点的电势低，故c、d错误13.(2019广州二模)如图，mn、pq是圆o的两条相互垂直的直径，圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，比荷相等的正、负离子分别从m、n以等大速率射向o.若正离子从p出射，则()a负离子会从q出射b负离子也从p出射c两离子在磁场中运动时间相等d两离子在磁场中运动路程不相等解析：选bc.根据左手定则判断知，负离子进入磁场后所受的洛伦兹力向上，会顺时针旋转由半径公式r知，正负离子的比荷相等，速率v相等，则轨迹半径相等，所以负离子也从p出射，故a错误，b正确由t知，比荷相等，则它们的周期相等，两个离子轨迹对应的圆心角都是90，在磁场中运动时间都是，故c正确两个离子在磁场中运动轨迹的长度都是，则它们运动的路程相等，故d错误14(2019榆林模拟)如图甲所示，倾角30的光滑绝缘固定斜杆底端固定一电荷量为2104c的正点电荷q，将一带正电小球(可视为点电荷)从斜杆的底端(但与q未接触)由静止释放，小球沿斜杆向上滑动过程中能量随位移的变化图象如图乙所示，其中线1为重力势能随位移变化图象，线2为动能随位移变化图象(静电力常量k9109 nm2/c2，g10 m/s2)，则()a小球向上运动过程中的加速度先增大后减小b小球向上运动过程中的速度先增大后减小c由图线1可求得小球的质量m4 kgd斜杆底端至小球速度最大处，由底端正点电荷q形成的电场的电势差u2.35105 v解析：选bc.由图线2得知，小球的速度先增大后减