高考物理二轮专题突破 专题六 电场和磁场（1）电场与磁场的理解检测题-人教版高三全册物理试题.doc

专题六 电场和磁场第1讲：电场与磁场的理解一、夯实基础1.如图1所示，虚线为某静电场的等势面，且相邻两等势面间的电势差相等.一带负电的粒子由M点移动到N点的过程中，电场力做正功，M、N两点的电势用M、N表示，M、N两点的电场强度用EM、EN表示.则下列说法正确的是()图1A.MNB.M>NC.EM>END.EM<EN2.一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图2所示.容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是()图2A.A点的电场强度比B点的大B.小球表面的电势比容器内表面的低C.B点的电场强度方向与该处内表面垂直D.将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同3.(多选)一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，其速度时间图象如图3所示.分析图象后，下列说法正确的是()图3A.B、D两点的电场强度和电势一定都为零B.A处的电场强度大于C处的电场强度C.粒子在A处的电势能小于在C处的电势能D.A、C两点的电势差大于B、D两点间的电势差4.(多选)空间存在着平行于x轴方向的静电场.A、M、O、N、B为x轴上的点，OA<OB，OMON，AB间的电势随x的分布如图4所示，一个带电粒子在电场中仅在电场力作用下从M点由静止开始沿x轴向右运动，则下列判断中正确的是()图4A.粒子一定带负电B.粒子从M向O运动过程中所受电场力均匀增大C.粒子一定能通过N点D.AO间的电场强度大于OB间的电场强度二、能力提升5.电子束焊接机中的电场线如图5中虚线所示.K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d.在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速.不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是()图5A.A、K之间的电场强度为B.电子到达A极板时的动能大于eUC.由K到A电子的电势能减小了eUD.由K沿直线到A电势逐渐减小6.如图6所示，在真空中固定两个等量异号点电荷Q和Q，图中O点为两点电荷的连线中点，P点为连线上靠近Q的一点，MN为过O点的一条线段，且M点与N点关于O点对称.则下列说法正确的是()图6A.同一个试探电荷在M、N两点所受的电场力相同B.M、N两点的电势相同C.将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中，电荷的电势能先增大后减小D.只将Q移到P点，其它点在空间的位置不变，则O点的电势升高7.(多选)如图7所示，O为半径为R的圆的圆心，ac、bd为圆的两个互相垂直的直径，在圆心O处固定一电荷量为Q的负点电荷，在a点处固定一电荷量为4Q的正点电荷，e为Oc连线上一点，f为Oc延长线上一点eccf，则下列说法正确的是()图7A.b、c、d三点中，b、d两点场强相等，c点场强最小B.b、c、d三点中，b、d两点电势相等，c点电势最低C.将一负的点电荷从e点沿直线移到f点，点电荷的电势能先减小后增大D.e、f两点的场强大小关系为Ee>Ef8. A、B为两等量异种点电荷，图中水平虚线为A、B连线的中垂线.现将另两个等量异种的检验电荷a、b，如图8所示，用绝缘细杆连接后从离AB无穷远处沿中垂线平移到AB的连线，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AB无穷远处电势为零，则下列说法中正确的是()图8A.在AB的连线上a所处的位置电势a<0B.a、b整体在AB连线处具有的电势能Ep>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整体做正功三、课外拓展9.如图9所示，有一带电量为q的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d，q到带电薄板的垂线通过板的圆心.若图中a点处的电场强度为零，则图中b点处的电场强度大小是()图9A.kkB.kkC.0D.k10.(多选)如图10所示，在一等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域，若该三角形的两直角边长均为2L，则下列关于粒子运动的说法中正确的是()图10A.若该粒子的入射速度为v，则粒子一定从CD边射出磁场，且距点C的距离为LB.若要使粒子从CD边射出，则该粒子从O点入射的最大速度应为vC.若要使粒子从AC边射出，则该粒子从O点入射的最大速度应为vD.该粒子以不同的速度入射时，在磁场中运动的最长时间为11.如图11所示，N、M、P为很长的平行界面，N、M与M、P间距分别为l1、l2，其间分别有磁感应强度为B1和B2的匀强磁场区，和磁场方向垂直纸面向里，B1B2，有一带正电粒子的电量为q，质量为m，以某一初速度垂直边界N及磁场方向射入MN间的磁场区域.不计粒子的重力.求：图11(1)要使粒子能穿过磁场进入磁场，粒子的初速度至少应为多少？(2)粒子初速度v为多少时，才可恰好穿过两个磁场区域.12.真空中存在一中空的柱形圆筒，如图12所示是它的一个截面，a、b、c为此截面上的三个小孔，三个小孔在圆形截面上均匀分布，圆筒半径为R.在圆筒的外部空间存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，其方向与圆筒的轴线平行，在图中垂直于纸面向里.现在a处向圆筒内发射一个带正电的粒子，其质量为m，带电荷量为q，使粒子在如图所示平面内运动，设粒子只受磁场力的作用，若粒子碰到圆筒即会被吸收，则：图12(1)若要粒子发射后在以后的运动中始终不会碰到圆筒，则粒子的初速度的大小和方向有何要求？(2)如果在圆筒内的区域中还存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小也为B，则为使粒子以后都不会碰到圆筒，粒子的初速度大小和方向有何要求？四、高考链接13(2016·全国卷，14)一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器()A极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变14(2016·全国卷，15)关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A两个电势不同的等势面可能相交B电场线与等势面处处相互垂直C同一等势面上各点电场强度一定相等D将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功15(2015·全国卷，14)如图13，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将()图13A保持静止状态 B向左上方做匀加速运动C向正下方做匀加速运动 D向左下方做匀加速运动16(2016·北京理综，17)中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图14。结合上述材料，下列说法不正确的是()图14A地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用参考答案1.答案D解析带负电的粒子由M点移动到N点的过程中，电场力做正功，电势能减小，电势增加，则M<N；N处等势面密集，电场线也密集，电场强度大.2.答案C解析由电场线的疏密表示场强大小可知，A点的电场强度比B点的小，A项错误；沿电场线的方向电势逐渐降低，B项错误；容器的内表面为一等势面，内表面处各点场强的方向与等势面垂直，C项对；容器内表面为等势面，在等势面上移动电荷，电场力不做功，D项错误.3.答案BC解析速度时间图象的斜率表示加速度，B、D两点的斜率为零，说明合力为零，因为一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，所以B、D两点的电场力为零，电场强度为零，但是电势不一定为零，A错误；A处的斜率大小大于C处的斜率大小，因为a，所以A处的电场强度大于C处的电场强度，B正确；因为只受电场力，所以运动过程中动能和电势能相互转化，从图中可得A点的速度大于C点的速度，所以从A到C一部分动能转化为电势能，故粒子在A处的电势能小于在C处的电势能，C正确；从图中可得A、C两点的速度变化量小于B、D两点的速度变化量，根据公式WUqEk可得A、C两点的电势差小于B、D两点间的电势差，D错误.4.答案ACD解析由图可知，AB两点电势相等，O点的电势最高，A到O是逆电场线，粒子仅在电场力作用下，从M点由静止开始沿x轴向右运动即逆电场线方向运动，故粒子一定带负电，故A正确；A到O电势均匀升高，故A到O的电场是匀强电场，所以粒子从M向O运动过程中所受电场力不变.故B错误；由图可知，AB两点电势相等，M点的电势小于N点的电势，故M到O电场力做的功大于O到N电场力做的功，所以粒子能通过N点.故C正确；由于OA<OB，所以OA之间的电势变化快于OB之间的电势变化，即AO间的电场强度大于OB间的电场强度，故D正确.5.答案C解析A、K之间建立的是非匀强电场，公式UEd不适用，因此A、K之间的电场强度不等于.故A错误；根据动能定理得：Ek0eU，得电子到达A极板时的动能EkeU，故B错误；由能量守恒定律知，由K到A电子的电势能减小了eU，故C正确；电场力对电子做正功，则电子受到的电场力向下，电场方向向上，则由K沿直线到A电势逐渐升高，故D错误.6.答案A解析等量异种点电荷的电场的分布具有一定的对称性，如图：由图可得M、N两点的电场强度相同，故A正确；画出过M、N的等势面，如图所示：电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面，故M点的电势大于N点的电势，故B错误；将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中，电场力一直做正功，故电势能一直减小，故C错误；等量异号点电荷连线的中垂线是一条等势线，故O点的电势为零；只将Q移到P点，其它点在空间的位置不变，此时两个电荷连线的中点在O点的左侧，故O点的电势变为负值，故O点的电势减小，故D错误.7.答案BCD解析b、c、d三点的场强为a、O两点固定点电荷产生的电场的叠加，根据电场叠加的结果，b、d两点的场强大小相等，但方向不同，因此场强不等，A项错误；在O处点电荷的电场中，b、c、d三点的电势相等，而在a处点电荷的电场中b、d两点电势相等，c点电势最低，因此电势叠加的结果，b、d两点电势相等，c点电势最低，B项正确；由于c点场强为Ec0，可以判断Oc连线上场强方向水平向左，Oc延长线上的场强方向水平向右，因此一个负的点电荷从e点沿直线移到f点，电场力先做正功后做负功，因此电势能先减小后增大，C项正确；设ecefL，则Eekkkk，Efkkkk，根据Ek作出Ex图象，由图象可知，Ee大小等于点电荷Q电场中距场源(RL)和(R)处场强大小的差，同样Ef大小等于点电荷Q电场中距场源(RL)和(R)处场强大小的差，由图象可知，Ee>Ef，D项正确.8. 答案B解析设AB连线的中点为O.由于AB连线的垂直平分线是一条等势线，且一直延伸到无穷远处，所以O点的电势为零.AO间的电场线方向由AO，而顺着电场线方向电势逐渐降低，可知，a所处的位置电势a>0，故A错误；a所处的位置电势a>0，b所处的位置电势b<0，由Epq知，a、b在AB连线处的电势能均大于零，则整体的电势能Ep>0.故B正确；在平移过程中，a所受的静电力与其位移方向的夹角为钝角，则静电力对a做负功，故C错误；a、b看成一个整体，总电量为零，所以整个移动过程中，静电力对a、b整体做功为零，故D错误.9.答案A解析q在a处产生的场强大小为Ek，方向水平向左.据题，a点处的电场强度为零，q与带电薄板在a点产生的场强大小相等，方向相反，则带电薄板在a点产生的场强大小为Ek，方向水平向右.根据对称性可知，带电薄板在b点产生的场强大小为Ek，方向水平向左.q在b处产生的场强大小为Ek，方向水平向左，则b点处的电场强度大小是Ebkk.10.答案ACD解析根据洛伦兹力充当向心力可知：Bqvm，若v，解得：rL；根据几何关系可知，粒子一定从CD边距C点为L的位置离开磁场；故A正确；根据洛伦兹力充当向心力可知，v，因此半径越大，速度越大；根据几何关系可知，使粒子与AD边相切时速度最大，则由几何关系可知，最大半径为一定大于L；故B错误；若要使粒子从AC边射出，则该粒子从O点入射的最大半径为；因此最大速度应为v；故C正确；粒子运行周期为，根据几何关系可知，粒子在磁场中最大圆心角为180°；故最长时间为；故D正确.11.答案(1)(2)解析(1)粒子的初速度为v0时恰好能进入磁场，则进入磁场时速度恰好沿M边界，所以半径为rl1则B1qv0m解得：v0(2)设粒子速度为v时，粒子在B2磁场中的轨迹恰好与P边界相切，轨迹如图所示，由Bqvm可得：R1，R2sin粒子在B2中运动有：R2R2sinl2解得：v12.答案(1)，方向从a指向b(2)，方向由a指向圆筒截面的圆心解析(1)依题意，粒子进入圆筒后从a指向b，从b进入磁场偏转后只能由c进入圆筒，且方向指向a.画出粒子运动的轨迹如图甲，粒子的偏转角是240°，由图中的几何关系得：粒子运动的圆心一定在圆筒上，而且粒子的半径rR.粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，所以：qv1B，联立得：v1.甲(2)如果在圆筒内的区域中还存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小也为B，由粒子运动的对称性可知，粒子运动的轨迹只能是从a到b，然后在外侧的磁场中到c，在圆筒内再到a，然后在外侧的磁场中到b，在圆筒内再到c，然后在外侧的磁场中到a.乙粒子运动的初速度方向是从a指向圆心.做出粒子运动的轨迹，粒子运动轨迹如图乙所示，由图可知，cdOc，bdOb，所以粒子的偏转角：300°，所以：bOd60°，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设圆弧的圆半径为r，粒子的偏转半径：rRtan60°R由牛顿第二定律得：qvB所以：v.13答案D解析由C可知，当云母介质移出时，r变小，电容器的电容C变小；因为电容器接在恒压直流电源上，故U不变，根据QCU可知，当C减小时，Q减小。再由E，由于U与d都不变，故电场强度E不变，选项D正确。14答案B解析若两个不同的等势面相交，则在交点处存在两个不同电势数值，与事实不符，A错；电场线一定与等势面垂直，B对；同一等势面上的电势相同，但电场强度不一定相同，C错；将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做负功，故D错。15答案D解析两平行金属板水平放置时，带电微粒静止有mgqE，现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°后，两板间电场强度方向逆时针旋转45°，电场力方向也逆时针旋转45°，但大小不变，此时电场力和重力的合力大小恒定，方向指向左下方，故该微粒将向左下方做匀加速运动，选项D正确。16. 答案C解析地球为一巨大的磁体，地磁场的南、北极在地理上的北极和南极附近，两极并不重合，且地球内部也存在磁场，只有赤道上空磁场的方向才与地面平行；对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的速度方向与地磁场方向不会平行，一定受到地磁场力的作用，故C项说法不正确。