課時(shí)作業(yè)7電場和磁場的基本性質(zhì)一、選擇題(15題為單項(xiàng)選擇題，68題為多項(xiàng)選擇題)12018浙江名校協(xié)作體聯(lián)考如圖所示是實(shí)驗(yàn)室里用來測量磁場力的一種儀器電流天平，某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里，用電流天平測算通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度，若他測得CD段導(dǎo)線長度為4102 m，天平(等臂)平衡時(shí)鉤碼重力為4105 N，通過導(dǎo)線的電流I0.5 A由此，測得通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為()A2.0103 T方向水平向右B5.0103 T方向水平向右C2.0103 T方向水平向左D5.0103 T方向水平向左解析：由安培定則知通電螺線管內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向水平向右由于天平平衡，則BILG，B2103 T，故A正確答案：A2兩根相同的直導(dǎo)線中通有大小相同的電流，當(dāng)兩導(dǎo)線相隔一定距離垂直放置(如圖甲所示)時(shí)，兩導(dǎo)線間距的中點(diǎn)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B；當(dāng)兩導(dǎo)線平行放置(如圖乙所示)時(shí)，間距與垂直放置時(shí)相同，電流方向相反，則兩導(dǎo)線間距的中點(diǎn)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A.B B2BCB D.B解析：當(dāng)兩導(dǎo)線垂直放置時(shí)，兩導(dǎo)線在間距中點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場互相垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，設(shè)每根導(dǎo)線在間距中點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，則有BB0，當(dāng)兩導(dǎo)線平行放置且電流方向相反時(shí)，兩導(dǎo)線在間距中點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，方向相同，則兩導(dǎo)線間距中點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B12B0B，A正確答案：A3如圖是靜電噴漆的工作原理圖工作時(shí)，噴槍部分接高壓電源負(fù)極，工件接正極，噴槍的端部與工件之間就形成靜電場，從噴槍噴出的涂料微粒在電場中運(yùn)動(dòng)到工件，并被吸附在工件表面圖中畫出了部分微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)微粒被噴出后只受靜電力作用，則()A微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡顯示的是電場線的分布情況B微粒向工件運(yùn)動(dòng)的過程中所受電場力先減小后增大C在向工件運(yùn)動(dòng)的過程中，微粒的動(dòng)能逐漸減小D在向工件運(yùn)動(dòng)的過程中，微粒的電勢能逐漸增大解析：微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線時(shí)與電場線一定不重合，A錯(cuò)誤由場強(qiáng)疊加原理可知，距離兩個(gè)電極越近的位置，電場強(qiáng)度越大，所以微粒在向工件運(yùn)動(dòng)的過程中所受電場力先減小后增大，B正確在微粒向工件運(yùn)動(dòng)的過程中，電場力做正功，電勢能減少；只有電場力做功，即合力做正功，微粒的動(dòng)能增加，C、D錯(cuò)誤答案：B4.2018天津卷，3如圖所示，實(shí)線表示某電場的電場線(方向未標(biāo)出)，虛線是一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢分別為M、N，粒子在M和N時(shí)加速度大小分別為aM、aN，速度大小分別為vM、vN，電勢能分別為EPM、EPN.下列判斷正確的是()AvM<vN，aM<aN BvM<vN，M<NCM<N，EPM<EPN DaM<aN，EPM<EPN解析：由粒子軌跡彎曲方向及電場線分布情況可知，粒子所受電場力方向沿電場線切線方向，設(shè)粒子由M向N運(yùn)動(dòng)，則速度方向沿軌跡切線方向，電場力方向與粒子速度方向的夾角為鈍角，電場力做負(fù)功，電勢能增大，動(dòng)能減小，所以vM>vN，EpM<EpN，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；電場線疏密程度表示電場強(qiáng)度大小，故粒子在M點(diǎn)所受電場力的大小小于在N點(diǎn)所受電場力的大小，由牛頓第二定律可知，aM<aN，D項(xiàng)正確；由于電場線方向如圖所示，所以M點(diǎn)電勢較N點(diǎn)的高，C項(xiàng)錯(cuò)誤答案：D52018江蘇南京、鹽城聯(lián)考如圖甲所示，x軸上固定兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1、Q2(Q2位于坐標(biāo)原點(diǎn)O)，其上有M、N、P三點(diǎn)，間距MNNP.Q1、Q2在x軸上產(chǎn)生的電勢隨x變化關(guān)系如圖乙則()AM點(diǎn)電場場強(qiáng)大小為零BN點(diǎn)電場場強(qiáng)大小為零CM、N之間電場方向沿x軸負(fù)方向D一正試探電荷從P移到M過程中，電場力做功|WPN|WNM|解析：由題圖可知，由M到N電勢降低，由無限遠(yuǎn)處到N電勢降低，根據(jù)沿著電場線方向電勢逐漸降低的性質(zhì)，可以判斷MN之間電場方向沿著x軸正方向，無限遠(yuǎn)處到N點(diǎn)電場方向沿x軸負(fù)方向，且N點(diǎn)場強(qiáng)為零，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；|WPN|qUPN|q(PN)|q(NM)|WNM|，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：B62018錦州二模如圖所示，一帶電小球固定在光滑水平面上的O點(diǎn)，虛線a、b、c、d是帶電小球激發(fā)電場的四條等距離地等勢線，一個(gè)帶電小滑塊從等勢線d上的1處以水平初速度v0運(yùn)動(dòng)，結(jié)果形成了實(shí)線所示的小滑塊運(yùn)動(dòng)軌跡，1、2、3、4、5是等勢線與小滑塊運(yùn)動(dòng)軌跡的一些交點(diǎn)由此可以判定()A固定小球與小滑塊帶異種電荷B在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中小滑塊的加速度先減小后增大C在整個(gè)過程中小滑塊的電勢能先增大后減小D小滑塊從位置3到4和從位置4到5的過程中，電場力做功的大小關(guān)系是W34W45解析：A項(xiàng)，由圖看出滑塊的軌跡向右彎曲，可知滑塊受到了斥力作用，則知小球與小滑塊電性一定相同故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，滑塊與小球的距離先減小后增大，由庫侖定律得知滑塊所受的庫侖力先增大后減小，則其加速度先增大后減小故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)能量守恒定律得知，小滑塊運(yùn)動(dòng)過程中具有的動(dòng)能與電勢能之和保持不變，因電場力做功，導(dǎo)致動(dòng)能先減小后增大，那么電勢能先增大后減小故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，從位置1到2的電場線越來越密，由UEd分析4、5間電勢差與3、4間電勢差關(guān)系是：U45U34，則電場力做功的大小關(guān)系是W45W34.故D項(xiàng)正確，故選D項(xiàng)答案：CD7如圖所示，紙面內(nèi)A、B兩點(diǎn)之間連接有四段導(dǎo)線分別為ACB、ADB、AEB和AFB，四段導(dǎo)線的粗細(xì)、材料均相同，勻強(qiáng)磁場垂直于紙面向里現(xiàn)給A、B兩端加上恒定電壓，則下列說法正確的是()A四段導(dǎo)線受到的安培力的方向相同B四段導(dǎo)線受到的安培力的大小相等CADB段導(dǎo)線受到的安培力最大DAEB段導(dǎo)線受到的安培力最小解析：導(dǎo)線的粗細(xì)、材料均相同，由電阻定律R可知，導(dǎo)線越長，電阻越大，由I可知，ADB段導(dǎo)線長度最小，則ADB段導(dǎo)線電流最大，四段導(dǎo)線在磁場中的有效長度L都相同，由FBIL可知，ADB段導(dǎo)線受到的安培力最大，而AFB段導(dǎo)線比AEB段導(dǎo)線長，AEB段導(dǎo)線受到的安培力不是最小的，故C正確、D錯(cuò)誤；由左手定則可知，四段導(dǎo)線所受安培力的方向均相同，故A正確、B錯(cuò)誤答案：AC8A、B為兩等量異號點(diǎn)電荷，圖中水平虛線為A、B連線的中垂線現(xiàn)將另兩個(gè)等量異號的檢驗(yàn)電荷a、b用絕緣細(xì)桿連接后，從離A、B無窮遠(yuǎn)處沿中垂線平移到A、B的連線上，平移過程中兩檢驗(yàn)電荷始終關(guān)于中垂線對稱若規(guī)定離A、B無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則下列說法中正確的是()A在A、B連線上a所處的位置的電勢a0Ba、b整體在A、B連線處具有的電勢能Ep0C整個(gè)移動(dòng)過程中，靜電力對a做正功D整個(gè)移動(dòng)過程中，靜電力對b做負(fù)功解析：平移過程中，a或者b處于等量異種點(diǎn)電荷的電場中，根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的電場線的分布特點(diǎn)，a和b受到的電場力的方向均有沿水平方向向右的分量，所以平移過程中，電場力對它們都做負(fù)功，它們的電勢能都要增加，在A、B連線上，Ep>0，選項(xiàng)D正確，B、C錯(cuò)誤等量異種點(diǎn)電荷的中垂線上電勢為零，而AB連線上，電場強(qiáng)度方向由A指向B，所以A>0，選項(xiàng)A正確答案：AD二、非選擇題9如圖所示，ABCD且A、B、C、D位于一半徑為r的豎直圓上，在C點(diǎn)有一固定點(diǎn)電荷，電荷量為Q.現(xiàn)從A點(diǎn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球由靜止釋放，小球沿光滑絕緣軌道ADB運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度為，g為重力加速度，不考慮運(yùn)動(dòng)電荷對靜電場的影響，求：(1)小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力；(2)小球從A點(diǎn)到D點(diǎn)過程中電勢能的改變量解析：(1)小球在D點(diǎn)時(shí)有FNkmg解得FN2mgk由牛頓第三定律得，小球在D點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大小為FN2mgk方向豎直向下(2)小球從A運(yùn)動(dòng)到D，根據(jù)動(dòng)能定理，有：mgrW電m()20解得電場力做的功：W電mgr因?yàn)殡妶隽ψ鲐?fù)功，則電勢能增加，Epmgr.答案：(1)2mgk方向豎直向下(2)mgr10如圖所示，xOy平面內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.1 T，在原點(diǎn)O有一粒子源，它可以在xOy平面內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射出質(zhì)量m6.41027 kg、電荷量q3.21019 C、速度v1.0106 m/s的帶正電的粒子. 一感光薄板平行于x軸放置，其中點(diǎn)O的坐標(biāo)為(0，a)，且滿足a0.(不考慮粒子的重力以及粒子之間的相互作用，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(1)若薄板足夠長，且a0.2 m，求感光板下表面被粒子擊中的長度；(2)若薄板長l0.32 m，為使感光板下表面全部被粒子擊中，求a的最大值解析：(1)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力有qvBm解得r0.2 m如圖1，沿y軸正向發(fā)射的粒子擊中薄板的D點(diǎn)(最左端)，有x1r0.2 m而擊中薄板的最右端的粒子恰好運(yùn)動(dòng)了半個(gè)圓周，由幾何關(guān)系x2 m所以，感光板下表面被粒子擊中的長度Lx1x20.546 m.(2)如圖2，若粒子恰能擊中薄板的最左端點(diǎn)，由幾何關(guān)系OF0.12 m解得a1OFr0.320 m如圖3，若粒子恰能擊中薄板的最右端E點(diǎn)，由幾何關(guān)系a2 m0.320 m綜上可得，為使感光板下表面全部被粒子擊中，a的最大值：am0.320 m.答案：(1)0.546 m(2)0.320 m