【物理】2019届二轮复习电场与磁场的理解作业（江苏专用）

【物理】2019届二轮复习电场与磁场的理解作业（江苏专用）

第1讲　电场与磁场的理解 专题强化练 ‎1．随着信息技术的发展，我们可以用磁传感器把磁感应强度变成电信号，通过计算机对磁场进行研究．图1中磁传感器探头对磁场很敏感，输出的电信号从右端经过电缆和接口装置进入计算机．现用磁传感器探测通电螺线管轴线上的磁感应强度，将探头从螺线管右端沿轴线向左端移动时，测得磁感应强度B的大小随位置x的变化关系，下面最符合实际情况的图是(　　)‎ 图1‎ 答案　B ‎2．(多选)(2018·盐城市模拟)如图2所示，坐标系中有两个带电荷量分别为＋Q和＋3Q的点电荷，在C处放一个试探电荷，则试探电荷所受电场力的方向可能是图中(　　)‎ 图2‎ 答案　BD 解析　若试探电荷是正电荷，所受电场力方向如图B；若试探电荷是负电荷，所受电场力方向如图D.‎ ‎3.(2018·江苏大联考)如图3所示，左边为一带正电的小球，右边为一金属圆环，外壳接地，电场线的分布如图所示，则下列说法正确的是(　　)‎ 图3‎ A．a点的电势高于b点的电势 B．c点的电场强度大于d点的电场强度 C．若将一负试探电荷由c点移到d点，电势能减少 D．若将一正试探电荷沿金属环的外表面移动半圈，则电场力做正功 答案　C 解析　根据顺着电场线方向电势逐渐降低，电场线与等势面垂直．可知，a点所在等势面的电势低于b点所在等势面的电势，则a点的电势低于b点的电势，故A错误．电场线的疏密表示场强的大小，由题图知c点的电场强度小于d点的电场强度，故B错误．c点的电势低于d点的电势，根据在电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，则知将一负试探电荷由c点移到d点，电势升高，电势能减少，故C正确．金属环外表面是一个等势面，则电场线方向与金属环外表面处处垂直，试探电荷所受的电场力与金属环的外表面垂直，所以电场力不做功，故D错误．‎ ‎4.(多选)(2018·南通市、泰州市一模)真空中有一半径为r0的均匀带电金属球，以球心为原点建立x轴，轴上各点的电势φ分布如图4所示，r1、r2分别是＋x轴上A、B两点到球心的距离．下列说法中正确的有(　　)‎ 图4‎ A．0～r0范围内电场强度处处为零 B．A点电场强度小于B点电场强度 C．A点电场强度的方向由A指向B D．正电荷从A点移到B点过程中电场力做正功 答案　ACD 解析　由题图可知0～r0范围内电势相等，金属球处于静电平衡状态，电场强度处处为零，故A正确；根据场强公式E＝得A点的电场强度大于B点的电场强度，故B错误；r1、r2分别是该直线上A、B两点与球心的距离，所以A点的电势高于B点的电势，A点到B点电势降低，所以A点的电场强度方向由A指向B，故C正确；正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力方向由A指向B，所以电场力做正功，故D正确．‎ ‎5.(多选)如图5所示，在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长为L＝2 cm的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面．已知A、B、D、E的电势分别为－2 V、 0 V、 6 V、 4 V．则下列说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A．C点的电势φC＝2 V B．A、F间的电势差UAF＝2 V C．C、F间的电势差UCF＝4 V D．该匀强电场的场强大小E＝200 V/m 答案　CD 解析　连接AD、BF、CE，AD交BF于O点，如图所示，由几何关系知O点的电势为0 V，故BO直线为等势线，又AD⊥BO，φD＞φA，故电场强度方向由D指向A，由正六边形对称性可知F与B的电势相等，C与E的电势相等，故F点的电势为0 V，C点的电势为4 V，则A、F间的电势差为UAF＝φA－φF＝－2 V，C、F间的电势差为UCF＝φC－φF＝4 V，由几何关系得：dOA＝Lsin 30°，而UOA＝UFA＝－UAF＝2 V，则电场强度的大小为E＝＝ V/m＝200 V/m，故A、B错误，C、D正确．‎ ‎6.如图6所示，竖直平面内分布有水平向右的匀强电场，一带电粒子沿直线从位置a向上运动到位置b，在这个过程中，带电粒子(　　)‎ 图6‎ A．只受到电场力作用 B．带正电 C．做匀减速直线运动 D．机械能守恒 答案　C 解析　带电粒子沿直线从位置a运动到位置b，说明带电粒子受到的合外力方向与速度方向在一条直线上，对粒子受力分析，受到竖直向下的重力和水平向左的电场力，电场力方向与电场线方向相反，所以粒子带负电，故A、B错误；由以上分析可知，电场力和重力的合力方向与速度方向相反，故小球做匀减速直线运动，故C正确；电场力做负功，机械能减小，故D错误．‎ ‎7.如图7所示，空间存在两块相互平行的绝缘带电薄金属板A、B，间距为d，中央分别开有小孔O、P.现有甲电子以速率v0从O点沿OP方向运动，恰能运动到P点．若仅将B板向右平移距离d，再将乙电子从P′点由静止释放，则(　　)‎ 图7‎ A．金属板A、B组成的平行板电容器的电容C不变 B．金属板A、B间的电压减小 C．甲、乙两电子在板间运动时的加速度相同 D．乙电子运动到O点的速率为2v0‎ 答案　C 解析　两板距离变大，根据C＝可知，金属板A、B组成的平行板电容器的电容C变小，选项A错误；根据Q＝CU，Q不变，C减小，则U增大，选项B错误；根据E＝可得：E＝‎ eq f(U,d)＝＝，可知当d变大时，两板间的场强不变，则甲、乙两电子在板间运动时的加速度相同，选项C正确；根据Ue＝mv2可知，乙电子运动到O点的速率为v0，选项D错误．‎ ‎8.(多选)一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方向．两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带电粒子a和b，从电容器边缘同一竖直线上的不同位置(如图8)沿相同的水平方向同时射入两平行板之间，经过相同时间两粒子落在电容器下板同一点P上．若不计重力和粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是(　　)‎ 图8‎ A．粒子a的比荷大于粒子b的比荷 B．粒子a射入时的初速度大于粒子b射入时的初速度 C．若只减小两板间的电压，则两粒子可能同时落在电容器下板边缘上 D．若只增大粒子b射入时的初速度，则两粒子可能在两板之间的某一位置相遇 答案　AC 解析　粒子在电场中只受电场力作用，电场力与初速度方向垂直，所以粒子做类平抛运动．在竖直方向，两粒子运动时间相同，a的位移大于b的位移，所以a的加速度大于b的加速度，又有加速度a＝，所以a的比荷大于b的比荷，故A正确；在水平方向，两粒子运动时间相同，运动位移相同，所以两粒子射入时的初速度相等，故B错误；若只减小两板间的电压，则两粒子的加速度同比减小，那么在竖直方向上，位移和加速度的比值仍旧相等，即a、b从原来高度落下需要的时间仍旧相同，所以，两粒子可能同时落在电容器下板边缘上，故C正确；若只增大粒子b射入时的初速度，则在水平方向上b的位移恒大于a的位移，那么两粒子不可能在两板之间的某一位置相遇，故D错误．‎ ‎9.如图9所示，a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电粒子从正方形中心O点沿垂直纸面向里运动，它所受洛伦兹力的方向(　　) ‎ 图9‎ A．向上 B．向下 C．向左 D．向右 答案　A 解析　带电粒子在磁场中受洛伦兹力，磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场，根据右手螺旋定则，a在O点产生的磁场方向为水平向左，b在O点产生磁场方向为竖直向上，c在O点产生的磁场方向为水平向左，d在O点产生的磁场方向竖直向下，所以合磁场方向水平向左．根据左手定则，带正电粒子在合磁场中洛伦兹力方向向上．‎ ‎10.(多选)如图10所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN，现从t＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I＝kt，其中k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好，下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象，可能正确的是(　　)‎ 图10‎ 答案　BC ‎11.(2018·无锡市高三期末) 如图11所示，真空中竖直放置的两块平行金属板间加上恒定电压U0，一质量为m、电荷量为q的正点电荷A从左板处由静止释放，从右板的小孔水平射出后，进入一个两板水平放置的平行板电容器，进入时点电荷贴着上极板，经偏转后从下极板边缘飞出．已知电容器的电容为C，极板的间距为d，长度为kd，两板间电压恒定．不计点电荷的重力，求：‎ 图11‎ ‎(1)点电荷进入水平放置电容器时的速度大小；‎ ‎(2)水平放置的电容器极板所带电荷量大小；‎ ‎(3)A穿过水平放置电容器的过程中电势能的增量．‎ 答案　见解析 解析　(1)由动能定理：qU0＝mv02，得v0＝ ‎ ‎(2)在电场中偏转：kd＝v0t，d＝at2‎ 又q＝ma ‎ 联立可解得U＝U0 ‎ 极板带电荷量Q＝CU 所以Q＝CU0 ‎ ‎(3)电场力做功W＝qU 则W＝qU0‎ 由功能关系，ΔEp＝－qU0.‎ ‎12.(2017·如皋市第二次质检)电子质量为m，电荷量为q，以速度v0与x轴成θ角射入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后落在x轴上的P点，如图12所示，求：‎ 图12‎ ‎(1)电子运动的轨道半径R；‎ ‎(2)OP的长度；‎ ‎(3)电子由O点射入到落在P点所需的时间t.‎ 答案　(1)　(2)　(3) 解析　(1)由牛顿第二定律得：‎ qv0B＝m，‎ 解得：R＝；‎ ‎(2)电子运动轨迹如图所示：‎ 由几何知识得：OP＝2R·sin θ＝；‎ ‎(3)由图可知圆弧对应的圆心角为2θ，‎ 电子做圆周运动的周期：T＝，‎ 电子由O点射入到落在P点所需的时间：‎ t＝T＝.‎