第1课时 电场的力的性质+电磁感应现象楞次定律讲义.docx

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1、第六章电场第1课时电场的力的性质.课时集训r-I对点训练提升素能|基础练习。一、库仑力和库仑力作用下物体的平衡1. A、B、C三点在同一直线上,AB：BC=1：2,B点位于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詈;而F=k含衿k*故F，=乎,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

2、力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为（C）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，且处于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。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Eb,方向与ab连线成30角.关于a、b两点场强大小Ea、Eb的关系，以下结论正确的是（D）A.Ea=，B.Ea=V3EbC.&=EbD.&=

3、3Eb解析：由题图可知,4=、存1,再由E=与可知,罗者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）A. B点的电场强度的大小为0.25N/CB. 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,且放置于A、B两点之间某位

4、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Ekk*吗N/C-4X105N/C,同理可得，I%1x10点电荷在B点产生的场强为EB=k=-N/C=2.5X104N/C,解得（0.S-D*qb4X10-31=0.1m,所以点电荷Q的位置坐标为Xq=Xa+1=（0.2+0.1）m=0.3m,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

5、粗黑曲线表示原来静止于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）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,Qi、Q2为两个被固定的点电荷,其中Qi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L、其速度图像如图（乙）所示.以下

6、说法中正确的是（C）（甲）（乙）A. Qz一定带负电B. Q2的电荷量一定大于Qi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,Qi、Q2必带异种电荷,所以Q?一定带正电,选项A错误;Qi、Q2单独存在时在b点产生的场强必等大反向，再考虑到QI到b点的距离较大可知,Qi的电荷量一定大于Q,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

7、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恰处于平衡状态.当A缓慢向左移动一小段距离时,A、B仍处于平衡状态，则（BD）A.推力F将变大8 .推力F将变小C. AB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9,由平衡条件对B有mBg=cos9,当A左移时，6变小，由此知Lab将变大.对整体有F=/sin。，由于。变小,此变大,故F变Lab小,B、D正确.8.（2014广东理综）（多选）

8、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F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）,NA.M与N的距离大于L8 .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：由于小球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令k”,解得r=(V2T)L,选项A错误；由于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

9、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;质量为小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lo.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%(k为静电力常量)、方向指4i0向甲球的恒力作用，两球均可视为点电荷.(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：由牛顿第二定律得:噜-F=ma,解得a=普.4mto(2)当乙球所受的合力为零,即库仑力与恒力F大小相

10、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kk,解得x=21o.(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：(1)曾(2)210(3)见解析素能提升。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)._3ACDBABCD解析:粒子在A、B连线上的平衡位置处的场强为零,设A

11、B长度为L,平衡位置到B点距离为x,所以隼W，得x=：，即在D点，则粒子在D*(L-z)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-qi的点电荷以0为圆心做匀速圆周运动，另一电荷量为一口2的点电荷以。为焦点沿椭圆轨道运动,两轨道相切于P点

12、.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5力2.当-qiA-Q2经过P点时速度大小分别为Vi、V2,加速度的大小分别为a1、a2,下列关系正确的是（D）A.a尸a2B.3，iv2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-qi有k答=m乎,对-q?有k等m等所以叫卜,D正确,C错误;在P点-q1的加速度a尸粤,-q2加速度a?=a,由于q1q2,所以aia2,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e角而静止.小球用绝缘丝线悬挂于0点,试求小球所在

13、处的电场强度.解析:分析小球的受力如图所示.由平衡条件得：F=mgtan9所以小球所在处的电场强度:Efmgtanbqq小球带正电荷，因此电场强度方向水平向右.答案:三四吗方向水平向右q13 .（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=+10q;B球带电荷量q,F+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，贝IJ:ABCFCC（DC球带电性质是什么？外力F为多大？解析：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

14、.（2）对三个小球整体,加速度为a,则有F=3ma隔离A、B,由牛顿第二定律可知：对A:她华-包gma对B：5+N=maLT1联立得F=70峪.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于天花板上的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,此时两环恰处于同一水平线上,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：（甲）（乙）设电荷量为q,小环受到三个力的作用，拉力左、重力mg和库仑力F,受力分析如图（乙），由受力平衡知识得k岩mgtan30,解得q3卒.你认为他的解答是否正确？如果

15、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：30小环穿在丝线上，作用于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Fisin60=mg,水平方向Ficos60+Ft=峪，联立得口=室.答案:不正确正确解答见解析第九章电磁感应一-第1课时电磁感应现象楞次定律课时集训/对点训练提升素能I基础练习。一、电磁感应现象1 .（2013全国新课标理综n）（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

16、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

17、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）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

18、左右滑动时:能产生感应电流的金属圆环是（A）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,

19、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

20、应电流,故指针不会静止,故选项C错误；由以上分析可知,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）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bD.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

21、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）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,磁场方向垂直于传

22、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）传送带运动方向/ooo000/矛6543-2-rA.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

23、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1、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）BaA.穿过线框B的磁通量先变小后变大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

24、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，由于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,但由于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于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图所示.在。狎间内，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）772A.感

25、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TT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.素能提升。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

26、,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.IL（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，将一金属套环置于线圈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

27、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V。射入P,和P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与Pi、P2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）（甲）（乙）A. 01s内ab、

28、cd导线互相排斥B. 12s内abcd导线互相排斥C. 23s内ab、cd导线互相排斥D. 34s内abcd导线互相排斥解析：由题中左侧电路可以判断ab中电流方向由a到b;由右侧电路及题图（乙）可以判断,02s内cd中电流为由c到d,跟ab中电流同向，因此ab、cd相互吸引，选项A、B错误;24s内cd中电流为由d到c,跟ab中电流反向，因此ab、cd相互排斥，选项C、D正确.13 .为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接,如图所示.已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时,发现指针向左偏转.俯视线圈，其绕向为（填“顺时

29、针”或“逆时针”）.（2）当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,指针向右偏转.俯视线圈，其绕向为（填“顺时针”或“逆时针”）.解析：（1）由题可知在螺线管内电流从b流向a,而根据楞次定律（增反减同）螺线管中产生的磁场与原磁场方向相反（向上），再根据右手螺旋定则可知电流方向为逆时针方向（俯视线圈），因此从a向b看导线绕向为顺时针方向.由题可知在螺线管内电流从a流向b,而根据楞次定律（增反减同）螺线管中产生的磁场与原磁场方向相同（向上），再根据右手螺旋定则可知感应电流方向与（1）相同，而电流的流向与（1）相反,因此绕向一定与（1）相反为逆时针方向（俯视线圈）.答案：（1）顺时针（2）逆时针14 .如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动.t=0时,磁感应强度为Bo,此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为1的正方形.为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应怎样随时间t变化?请推导出这种情况下B与t的关系式.解析:要使MN棒中不产生感应电流,应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化在t=0时刻，穿过线圈平面的磁通量1BoSBol2设t时刻的磁感应强度为B,此时磁通量为2=B1（1+vt）由尸2得B=兽.答案:B=