浙江專用2025版高考物理二輪復(fù)習(xí)專題三第1講電場和磁場的基本性質(zhì)講義增分練含解析

PAGE20-第1講電場和磁場的基本性質(zhì)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建1.電場2.磁場備考策略1.三個物理量的推斷方法推斷場強(qiáng)強(qiáng)弱①依據(jù)電場線或等勢面的疏密推斷②依據(jù)公式E＝keq\f(Q,r2)和場強(qiáng)疊加原理推斷推斷電勢的凹凸①依據(jù)電場線的方向推斷②由UAB＝eq\f(WAB,q)和UAB＝φA－φB推斷③依據(jù)電場力做功(或電勢能)推斷推斷電勢能大?、僖罁?jù)Ep＝qφ推斷②依據(jù)ΔEp＝－W電，由電場力做功推斷2.用準(zhǔn)“兩個定則”(1)對電流的磁場用安培定則。(2)對安培力和洛倫茲力用左手定則。電場的基本性質(zhì)庫侖定律的應(yīng)用及庫侖力的合成【典例1】(2024·浙江寧海模擬)如圖1所示，三個固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的肯定值為k，則()圖1A.a、b的電荷同號，k＝eq\f(16,9)B.a、b的電荷異號，k＝eq\f(16,9)C.a、b的電荷同號，k＝eq\f(64,27)D.a、b的電荷異號，k＝eq\f(64,27)解析假如a、b帶同種電荷，則a、b兩小球?qū)的作用力均為斥力或引力，此時c在垂直于a、b連線的方向上的合力肯定不為零，因此a、b不行能帶同種電荷，A、C錯誤；若a、b帶異種電荷，假設(shè)a對c的作用力為斥力，則b對c的作用力肯定為引力，受力分析如圖所示，由題意知c所受庫侖力的合力方向平行于a、b的連線，則Fa、Fb在垂直于a、b連線的方向上的合力為零，由幾何關(guān)系可知eq\f(Fa,Fb)＝eq\f(1,tanα)＝eq\f(4,3)，又由庫侖定律得eq\f(Fa,Fb)＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(qa,qb)))·eq\f(req\o\al(2,bc),req\o\al(2,ac))，聯(lián)立解得k＝|eq\f(qa,qb)|＝eq\f(64,27)，B錯誤，D正確。答案D依據(jù)電場中的“點(diǎn)、線、面、跡”推斷相關(guān)物理量的改變【典例2】(2024·天津理綜，3)如圖2所示，實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)動軌跡，設(shè)M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢分別為φM、φN，粒子在M和N時加速度大小分別為aM、aN，速度大小分別為vM、vN，電勢能分別為EpM、EpN。下列推斷正確的是()圖2A.vM<vN，aM<aN B.vM<vN，φM<φNC.φM<φN，EpM<EpN D.aM<aN，EpM<EpN解析由粒子的軌跡知電場力的方向偏向右，因粒子帶負(fù)電，故電場線方向偏向左，由沿電場線方向電勢降低，可知φN<φM，EpM<EpN。N點(diǎn)電場線比M點(diǎn)的密，故場強(qiáng)EM<EN，由加速度a＝eq\f(Eq,m)知aM<aN。粒子若從N點(diǎn)運(yùn)動到M點(diǎn)，電場力做正功，動能增加，故vM>vN。綜上所述，選項D正確。答案D電場線、等勢面及E＝eq\f(U,d)的應(yīng)用【典例3】(2024·浙江瑞安新高考適應(yīng)性考試)(多選)一勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy平面，平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖3所示，三點(diǎn)的電勢分別為10V、17V、26V。下列說法正確的是()圖3A.電場強(qiáng)度的大小為2.5V/cmB.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢為1VC.電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的低7eVD.電子從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)，電場力做功為9eV解析如圖所示，設(shè)a、c之間的d點(diǎn)電勢與b點(diǎn)電勢相同，則eq\f(ad,dc)＝eq\f(10－17,17－26)＝eq\f(7,9)，所以d點(diǎn)的坐標(biāo)為(3.5cm，6cm)，過c點(diǎn)作等勢線bd的垂線，電場強(qiáng)度的方向由高電勢指向低電勢。由幾何關(guān)系可得，cf的長度為3.6cm，電場強(qiáng)度的大小E＝eq\f(U,d)＝eq\f(26－17,3.6)V/cm＝2.5V/cm，故選項A正確；因為Oacb是矩形，所以有Uac＝UOb，可知坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢為1V，故選項B正確；a點(diǎn)電勢比b點(diǎn)電勢低7V，電子帶負(fù)電，所以電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的高7eV，故選項C錯誤；b點(diǎn)電勢比c點(diǎn)電勢低9V，電子從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)，電場力做功為9eV，故選項D正確。答案ABD電場中的圖象問題【典例4】(2024·浙江東陽中學(xué)高三月考)(多選)圖4在一靜止點(diǎn)電荷的電場中，任一點(diǎn)的電勢φ與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖4所示。電場中四個點(diǎn)a、b、c和d的電場強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed。點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢φa已在圖中用坐標(biāo)(ra，φa)標(biāo)出，其余類推。現(xiàn)將一帶正電的摸索電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動到d點(diǎn)，在相鄰兩點(diǎn)間移動的過程中，電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd。下列選項正確的是()A.Ea∶Eb＝4∶1 B.Ec∶Ed＝2∶1C.Wab∶Wbc＝3∶1 D.Wbc∶Wcd＝1∶3解析由圖可知，a、b、c、d到點(diǎn)電荷的距離分別為1m、2m、3m、6m，依據(jù)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E＝keq\f(Q,r2)可知，eq\f(Ea,Eb)＝eq\f(req\o\al(2,b),req\o\al(2,a))＝eq\f(4,1)，eq\f(Ec,Ed)＝eq\f(req\o\al(2,d),req\o\al(2,c))＝eq\f(4,1)，故選項A正確，B錯誤；電場力做功W＝qU，a與b、b與c、c與d之間的電勢差分別為3V、1V、1V，所以eq\f(Wab,Wbc)＝eq\f(3,1)，eq\f(Wbc,Wcd)＝eq\f(1,1)，故選項C正確，D錯誤。答案AC與平行板電容器有關(guān)的電場問題【典例5】(2024·浙江樂清選考模擬)探討與平行板電容器電容有關(guān)因素的試驗裝置如圖5所示。下列說法正確的是()圖5A.試驗前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電B.試驗中，只將電容器b板向上平移，靜電計指針的張角變小C.試驗中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計指針的張角變大D.試驗中，只增加極板帶電量，靜電計指針的張角變大，表明電容增大解析試驗前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，則a板帶電，由靜電感應(yīng)，在b板上感應(yīng)出與a板電性相反的電荷，故選項A正確；試驗中，只將電容器b板向上平移，正對面積S變小，由C＝eq\f(εrS,4πkd)，可知電容C變小，由C＝eq\f(Q,U)可知，Q不變，U變大，因此靜電計指針的張角變大，選項B錯誤；試驗中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，相對介電常數(shù)εr變大，由C＝eq\f(εrS,4πkd)，可知電容C變大，由C＝eq\f(Q,U)可知，Q不變，U變小，靜電計指針的張角變小，選項C錯誤；試驗中，只增加極板帶電量，電容C不變，由C＝eq\f(Q,U)，可知靜電計指針的張角變大，故選項D錯誤。答案A1.直角坐標(biāo)系xOy中，M、N兩點(diǎn)位于x軸上，G、H兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖6所示。M、N兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷，一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷置于O點(diǎn)時，G點(diǎn)處的電場強(qiáng)度恰好為零。靜電力常量用k表示。若將該正點(diǎn)電荷移到G點(diǎn)，則H點(diǎn)處場強(qiáng)的大小和方向分別為()圖6A.eq\f(3kQ,4a2)，沿y軸正向 B.eq\f(3kQ,4a2)，沿y軸負(fù)向C.eq\f(5kQ,4a2)，沿y軸正向 D.eq\f(5kQ,4a2)，沿y軸負(fù)向解析M、N兩處的負(fù)點(diǎn)電荷在G處產(chǎn)生的合場強(qiáng)E1與O點(diǎn)處正點(diǎn)電荷在G處產(chǎn)生的場強(qiáng)等大反向，所以E1＝eq\f(kQ,a2)，方向沿y軸正向，因為H與G關(guān)于x軸對稱，所以M、N兩處的負(fù)點(diǎn)電荷在H處產(chǎn)生的合場強(qiáng)E2＝E1＝eq\f(kQ,a2)，方向沿y軸負(fù)向。當(dāng)正點(diǎn)電荷放在G點(diǎn)時，它在H點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)E3＝eq\f(kQ,（2a）2)，方向沿y軸正向，則H處的場強(qiáng)為EH＝eq\f(kQ,a2)－eq\f(kQ,（2a）2)＝eq\f(3kQ,4a2)，方向沿y軸負(fù)向，B正確。答案B2.(2024·金麗衢十二校高三第一次聯(lián)考)將一原來不帶電的半徑為R的金屬球放入電荷量為＋Q小球的電場中，由于金屬球?qū)﹄妶龅挠绊?，最終所形成的電場線分布如圖7所示。設(shè)兩球球心間的距離為3R，金屬球表面的電勢到處相等。a、b為電場中的兩點(diǎn)，則()圖7A.金屬球?qū)ж?fù)電B.金屬球和小球間的庫侖力為引力，其大小為F＝keq\f(Q2,9R2)C.檢驗電荷－q在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的大D.將一電子從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中，電場力做負(fù)功解析電荷在金屬球表面移動，但金屬球仍呈電中性，故選項A錯誤；兩帶電小球不能看成點(diǎn)電荷，庫侖定律不適用，故選項B錯誤；由于a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢，故檢驗電荷－q在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的小，選項C錯誤；將一電子從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中，電子的電勢能增大，故電場力做負(fù)功，選項D正確。答案D3.(2024·浙江余杭模擬)(多選)一帶正電的粒子只在電場力作用下沿x軸正向運(yùn)動，其電勢能Ep隨位移x改變的關(guān)系如圖8所示，其中0～x2段是對稱的曲線，x2～x3段是直線段，則下列說法正確的是()圖8A.x1、x2、x3處電勢φ1、φ2、φ3的關(guān)系為φ3＞φ2＞φ1＞0B.在x的正半軸，電場方向都沿x軸正方向C.粒子在0～x1段受到的電場力方向沿x軸正方向，做加速運(yùn)動D.x2～x3段的電場是勻強(qiáng)電場解析由Ep＝qφ，q＞0且不變知φ與Ep同號且成正比，可得到φ－x圖象如圖所示，由于粒子只在電場力作用下沿x軸正向運(yùn)動，說明電場線沿x軸。依據(jù)電場方向由電勢高處指向電勢低處，在0～x1段電場方向為＋x方向，粒子在該段受到的電場力方向沿＋x方向，做加速運(yùn)動，x1～x3段電場方向沿－x方向，粒子做減速運(yùn)動，選項A、C正確，B錯誤；又x2～x3段電勢隨距離x的改變是線性的，說明該處電場是恒定的，為勻強(qiáng)電場，選項D正確。答案ACD磁場的基本性質(zhì)磁場的疊加及安培力的計算問題【典例1】(2024·浙江平湖選考模擬)(多選)如圖9，紙面內(nèi)有兩條相互垂直的長直絕緣導(dǎo)線L1、L2，L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點(diǎn)，它們相對于L2對稱。整個系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場中，外磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向垂直于紙面對外。已知a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為eq\f(1,3)B0和eq\f(1,2)B0，方向也垂直于紙面對外。則()圖9A.流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(7,12)B0B.流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(1,12)B0C.流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(1,12)B0D.流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(7,12)B0解析由對稱性可知，流經(jīng)L1的電流在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，設(shè)為B1，流經(jīng)L2的電流在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等但方向相反，設(shè)其大小為B2，由磁場疊加原理，在a點(diǎn)：B0－B1－B2＝eq\f(1,3)B0，在b點(diǎn)：B0－B1＋B2＝eq\f(1,2)B0，聯(lián)立解得B1＝eq\f(7,12)B0，B2＝eq\f(1,12)B0，選項A、C正確。答案AC【典例2】(2024·浙江麗水調(diào)考)(多選)如圖10，三根相互平行的固定長直導(dǎo)線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反。下列說法正確的是()圖10A.L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1∶1∶eq\r(3)D.L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為eq\r(3)∶eq\r(3)∶1解析同向電流相互吸引，反向電流相互排斥。對L1受力分析，如圖甲所示，可知L1所受磁場力的方向與L2、L3所在的平面平行，故選項A錯誤；對L3受力分析，如圖乙所示，可知L3所受磁場力的方向與L1、L2所在的平面垂直，故選項B正確；設(shè)三根導(dǎo)線間兩兩之間的相互作用力的大小為F，則L1、L2受到的磁場力的合力大小均等于F，L3受到的磁場力的合力大小為eq\r(3)F，即L1、L2、L3單位長度受到的磁場力之比為1∶1∶eq\r(3)，故選項C正確，D錯誤。答案BC安培力作用下導(dǎo)體的平衡及運(yùn)動【典例3】(2024·稽陽聯(lián)誼學(xué)校聯(lián)考)電流方向垂直紙面對里的通電直導(dǎo)線置于粗糙絕緣水平桌面上，起先時桌面上方有豎直向上的磁場，如圖11所示。當(dāng)磁場方向在豎直平面內(nèi)緩慢逆時針轉(zhuǎn)90°的過程中，通電導(dǎo)線始終沿水平面對右做勻速直線運(yùn)動，則B的大小改變可能是()圖11A.始終變大 B.始終變小C.先變大后變小 D.先變小后變大解析可以把支持力與摩擦力合成為一個力，此力方向不變，然后可以用作圖法知，選項D正確。答案D分析磁場對電流的作用要做到“一明、一轉(zhuǎn)、一分析”1.(2024·稽陽聯(lián)誼學(xué)校聯(lián)考)有兩根長直導(dǎo)線a、b相互平行放置。如圖12所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖。在圖示平面內(nèi)，O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)。P、Q為兩導(dǎo)線連線中垂線上關(guān)于O點(diǎn)對稱等距的兩點(diǎn)。若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的恒定電流I。探討兩直線電流產(chǎn)生的磁場，下列說法中正確的是()圖12A.O點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B.P、Q兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同C.PO段與OQ段磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反D.將一正摸索電荷從P沿PQ移到Q點(diǎn)，其受到的洛倫茲力方向始終垂直紙面解析如圖所示，可知P點(diǎn)磁場方向向下，同理O、Q都向下，所以選項A、C錯誤，B正確；將一正摸索電荷從P沿PQ移到Q點(diǎn)，運(yùn)動方向與磁場方向一樣，不產(chǎn)生洛倫茲力，D錯誤。答案B2.(2024·浙江新昌選考模擬)(多選)3條在同一平面(紙面)內(nèi)的長直絕緣導(dǎo)線搭成一等邊三角形。在導(dǎo)線中通過的電流均為I，電流方向如圖13所示。a、b和c三點(diǎn)分別位于三角形的3個頂角的平分線上，且到相應(yīng)頂點(diǎn)的距離相等。將a、b和c處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別記為B1、B2和B3。下列說法正確的是()圖13A.B1＝B2＜B3B.B1＝B2＝B3C.a和b處磁場方向垂直于紙面對外，c處磁場方向垂直于紙面對里D.a處磁場方向垂直于紙面對外，b和c處磁場方向垂直于紙面對里解析本題要明確三條導(dǎo)線中的電流在a、b、c三點(diǎn)各自產(chǎn)生的磁場的分布狀況，要充分利用對稱性進(jìn)行矢量合成。對于a點(diǎn)，由安培定則可知，兩傾斜導(dǎo)線在此處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，水平導(dǎo)線在此處產(chǎn)生的磁場方向向外；對于b點(diǎn)，斜向右上方的導(dǎo)線與水平導(dǎo)線在此處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，斜向左上方的導(dǎo)線在此處產(chǎn)生的磁場方向向外；對于c點(diǎn)，水平導(dǎo)線在此處產(chǎn)生的磁場方向向里，斜向左上方和斜向右上方的導(dǎo)線在此處產(chǎn)生的磁場方向也向里，則c處合磁場方向向里，且有B3＞B1＝B2。綜上可知選項A、C正確。答案AC3.(2024·浙江臨平新高考適應(yīng)性考試)如圖14所示，三根長為L的直線電流在空間構(gòu)成等邊三角形，電流的方向均垂直紙面對里。電流大小均為I，其中A、B電流在C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0，導(dǎo)線C位于水平面，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則導(dǎo)線C受到的靜摩擦力為()圖14A.eq\r(3)B0IL，水平向左 B.eq\r(3)B0IL，水平向右C.eq\f(\r(3),2)B0IL，水平向左 D.eq\f(\r(3),2)B0IL，水平向右解析依據(jù)安培定則，A電流在C處產(chǎn)生的磁場方向垂直于AC，B電流在C處產(chǎn)生的磁場方向垂直于BC，如圖所示。依據(jù)平行四邊形定則及幾何學(xué)問可知，合磁場的方向豎直向下，與AB邊平行，合磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B＝2B0cos30°＝eq\r(3)B0，由公式F＝BIL得，導(dǎo)線C所受安培力大小F＝eq\r(3)B0IL，依據(jù)左手定則，導(dǎo)線C所受安培力方向水平向左，因?qū)Ь€C位于水平面處于靜止?fàn)顟B(tài)，由平衡條件知，導(dǎo)線C受到的靜摩擦力方向為水平向右。答案B高考物理中的傳統(tǒng)文化和技術(shù)創(chuàng)新新考綱的修訂除了完善考核目標(biāo)、調(diào)整考試內(nèi)容外，還增加了對中華民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的考核。高考試題也要體現(xiàn)育人功能，關(guān)注“一點(diǎn)四面”，一點(diǎn)就是要在高考中體現(xiàn)立德樹人，四面是指在高考當(dāng)中體現(xiàn)核心價值、傳統(tǒng)文化、依法治國、創(chuàng)新精神四個方向。高考已考過該部分內(nèi)容，預(yù)料2024年高考物理可能還要考查該部分學(xué)問，應(yīng)引起重視?！纠?】(2015·新課標(biāo)全國Ⅱ)(多選)指南針是我國古代四大獨(dú)創(chuàng)之一。關(guān)于指南針，下列說法正確的是()A.指南針可以僅具有一個磁極B.指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場C.指南針的指向會受到旁邊鐵塊的干擾D.在指南針正上方旁邊沿指針方向放置始終導(dǎo)線，導(dǎo)線通電時指南針不偏轉(zhuǎn)解析指南針不行以僅具有一個磁極，故選項A錯誤；指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場，故選項B正確；當(dāng)旁邊的鐵塊磁化時，指南針的指向會受到旁邊鐵塊的干擾，故選項C正確；依據(jù)安培定則，在指南針正上方旁邊沿指針方向放置始終導(dǎo)線，導(dǎo)線通電時會產(chǎn)生磁場，指南針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故選項D錯誤。答案BC【命題分析】本題以我國古代四大獨(dú)創(chuàng)中指南針為題材考查考生對磁場的性質(zhì)、地磁場和通電直導(dǎo)線的磁場的駕馭狀況。試題通過傳統(tǒng)文化元素的引入，實現(xiàn)形象思維與邏輯思維的結(jié)合，使抽象的物理概念形象化，有利于促進(jìn)考生對物理概念的理解。同時還可讓考生了解我國是一個文明古國，增加考生的民族自尊心和驕傲感，從而激發(fā)考生為實現(xiàn)“中國夢”而發(fā)奮讀書?！纠?】(2024·4月浙江選考，10)當(dāng)今醫(yī)學(xué)上對某些腫瘤采納質(zhì)子療法進(jìn)行治療，該療法用肯定能量的質(zhì)子束照耀腫瘤殺死癌細(xì)胞?，F(xiàn)用始終線加速器來加速質(zhì)子，使其從靜止起先被加速到1.0×107m/s。已知加速電場的場強(qiáng)為1.3×105N/C，質(zhì)子的質(zhì)量為1.67×10－27kg，電荷量為1.6×10－19C，則下列說法正確的是()圖15A.加速過程中質(zhì)子電勢能增加B.質(zhì)子所受到的電場力約為2×10－15NC.質(zhì)子加速須要的時間約為8×10－6sD.加速器加速的直線長度約為4m解析電場力對質(zhì)子做正功，質(zhì)子的電勢能削減，A錯誤；質(zhì)子受到的電場力大小F＝qE≈2×10－14N，B錯誤；質(zhì)子的加速度a＝eq\f(F,m)≈1.2×1013m/s2，加速時間t＝eq\f(v,a)≈8×10－7s，C錯誤；加速器加速的直線長度x＝eq\f(v2,2a)≈4m，故D正確。答案D一、選擇題(1～7題為單項選擇題，8～11題為不定項選擇題)1.(2024·浙江蕭山選考模擬)如圖1所示，MN是一負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線，某一帶正電的粒子(不計重力)從a點(diǎn)沿虛線運(yùn)動到b點(diǎn)并經(jīng)過這條電場線。下列推斷正確的是()圖1A.粒子從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中動能漸漸減小B.粒子在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能C.負(fù)點(diǎn)電荷肯定位于M的左側(cè)D.粒子在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)的加速度解析依據(jù)帶電粒子運(yùn)動過程中受到的電場力指向運(yùn)動軌跡的凹側(cè)，可推斷出電場線的方向由M指向N，負(fù)點(diǎn)電荷在N點(diǎn)或N點(diǎn)的右側(cè)，選項C錯誤；粒子從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中，電場力做正功，動能漸漸增大，電勢能漸漸減小，則粒子在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能，選項A錯誤，B正確；由于a點(diǎn)離負(fù)點(diǎn)電荷距離較遠(yuǎn)，故粒子在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度，選項D錯誤。答案B2.如圖2所示，探究電荷間相互作用力的示意圖，圖中金屬球A帶正電，置于絕緣支架上，帶電小球B懸于絕緣絲線的下端，質(zhì)量為m。當(dāng)懸在P1點(diǎn)，B球靜止時，兩帶電小球剛好在同一高度，此時絕緣絲線與豎直方向的夾角為θ，重力加速度為g，則()圖2A.A、B間的庫侖力為mgeq\f(1,tanθ)B.A、B間的庫侖力為mgsinθC.將懸點(diǎn)移到P2，平衡時B低于AD.將懸點(diǎn)移到P2，平衡時A、B仍在同一高度解析當(dāng)B球處于平衡狀態(tài)時，剛好與A球在同一水平面上，其受力如圖所示，A、B帶同種電荷；由力的平行四邊形定則可得F庫＝mgtanθ，選項A、B錯誤；若把懸點(diǎn)移到P2，由庫侖定律可知，距離越遠(yuǎn)，A、B間庫侖力越小，B球越低，選項C正確，D錯誤。答案C3.(2024·浙江三門中學(xué)選考模擬)利用如圖3所示的試驗裝置可以測量磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。用絕緣輕質(zhì)絲線把底部長為L、電阻為R、質(zhì)量為m的“U”形線框固定在力敏傳感器的掛鉤上，并用輕質(zhì)導(dǎo)線連接線框與電源，導(dǎo)線的電阻忽視不計。當(dāng)有拉力F作用于力敏傳感器的掛鉤上時，拉力顯示器可以干脆顯示力敏傳感器所受的拉力。當(dāng)線框接入恒定電壓為E1時，拉力顯示器的示數(shù)為F1；接入恒定電壓為E2時(電流方向與電壓為E1時相反)，拉力顯示器的示數(shù)為F2。已知F1＞F2，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為()圖3A.B＝eq\f(R（F1－F2）,L（E1－E2）) B.B＝eq\f(R（F1－F2）,L（E1＋E2）)C.B＝eq\f(R（F1＋F2）,L（E1－E2）) D.B＝eq\f(R（F1＋F2）,L（E1＋E2）)解析當(dāng)線框接入恒定電壓為E1時，拉力顯示器的示數(shù)為F1，則F1＝mg＋Beq\f(E1,R)L；接入恒定電壓為E2時(電流方向與電壓為E1時相反)，拉力顯示器的示數(shù)為F2，則F2＝mg－Beq\f(E2,R)L；聯(lián)立解得B＝eq\f(R（F1－F2）,L（E1＋E2）)，選項B正確。答案B4.(2024·金麗衢十二校高三第一次聯(lián)考)圖4a是一個超級電容器。把此超級電容器連接到如圖b所示的電路中，已知電源的電動勢E＝3.0V，內(nèi)阻r＝0.5Ω，定值電阻R＝1.5Ω，閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后，以下有關(guān)說法正確的是()圖4A.該超級電容器的擊穿電壓為2.7VB.電源的輸出功率為3.375WC.斷開開關(guān)S后，通過定值電阻的電荷量為25650CD.斷開開關(guān)S后，定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱為69255J解析2.7V是電容器的額定電壓，非擊穿電壓，故選項A錯誤；閉合開關(guān)后，電路中的電流I＝eq\f(E,R＋r)＝1.5A，內(nèi)電壓U內(nèi)＝Ir＝0.75V，外電壓U外＝E－U內(nèi)＝2.25V，電源的輸出功率P＝U外I＝3.375W，故選項B正確；電容器儲存的電荷量Q＝CU外＝21375C，斷開開關(guān)后，通過定值電阻的電荷量為21375C，故選項C錯誤；開關(guān)斷開后，電容器儲存的電能轉(zhuǎn)化為定值電阻的焦耳熱，W＝eq\f(1,2)CU2＝24046.9J，故選項D錯誤。答案B5.(2024·浙江溫州選考模擬)A、B為兩等量異種點(diǎn)電荷，圖5中水平虛線為A、B連線的中垂線?，F(xiàn)將另兩個等量異種的檢驗電荷a、b，用絕緣細(xì)桿連接后從無窮遠(yuǎn)處沿中垂線平移到A、B的連線，平移過程中兩檢驗電荷位置始終關(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()圖5A.在A、B的連線上a所處的位置電勢φa＜0B.a、b整體在A、B連線處具有的電勢能Ep＞0C.整個移動過程中，靜電力對a做正功D.整個移動過程中，靜電力對a、b整體做正功解析A、B的中點(diǎn)O電勢為零，AO間的電場線方向由A到O，由沿著電場線方向電勢漸漸降低可知，a所處的位置電勢φa＞0，選項A錯誤；由等量異種點(diǎn)電荷的電場特點(diǎn)可知，A、B連線的中點(diǎn)O的電勢為零，a所處的位置電勢φa＞0，b所處的位置電勢φb＜0，由Ep＝qφ知，a、b在A、B連線處的電勢能均大于零，則整體的電勢能Ep＞0，選項B正確；在平移過程中，a所受的靜電力與其位移方向的夾角為鈍角，靜電力對a做負(fù)功，同理靜電力對b也做負(fù)功，所以整個移動過程中，靜電力對a、b整體做功為負(fù)，選項C、D錯誤。答案B6.(2024·浙江金華適應(yīng)性考試)如圖6甲所示，PQ和MN為水平、平行放置的兩光滑金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌相距L＝1m，導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒的中點(diǎn)用細(xì)繩經(jīng)滑輪與物體相連，細(xì)繩一部分與導(dǎo)軌共面且平行，另一部分與導(dǎo)軌所在平面垂直，物體放在水平面上，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1T，方向豎直向下，起先時繩子剛好要繃直，現(xiàn)給導(dǎo)體棒中通入電流，使導(dǎo)體棒向左做加速運(yùn)動，物體運(yùn)動的加速度大小與導(dǎo)體棒中通入的電流大小關(guān)系如圖乙所示，重力加速度大小為g＝10m/s2。則物體和導(dǎo)體棒的質(zhì)量分別為()圖6A.0.1kg0.9kg B.0.9kg0.1kgC.0.1kg1.0kg D.1.0kg0.1kg解析設(shè)物體的質(zhì)量為M，導(dǎo)體棒質(zhì)量為m，細(xì)繩的拉力為T，依據(jù)題意由牛頓其次定律可知，T－Mg＝Ma，BIL－T＝ma，解得a＝eq\f(BL,M＋m)I－eq\f(Mg,M＋m)，結(jié)合題圖乙可知，當(dāng)a1＝3m·s－2，I1＝4A，I0＝1A時，a＝0，則有BI0L－Mg＝0，得M＝eq\f(BI0L,g)＝0.1kg，m＝0.9kg，選項A正確。答案A7.(2024·金麗衢十二校高三第一次聯(lián)考)如圖7所示，A、B兩平行金屬板水平放置，兩板之間的電勢差恒定，金屬板上的a、b兩小孔恰好在同一豎直線上，在兩小孔的正上方有一帶電油滴由靜止釋放，到達(dá)b孔時速度恰好為零。不計空氣阻力，則()圖7A.到達(dá)b孔時電場力恰好等于重力B.將A板上移，帶電油滴將不能到達(dá)b孔C.將B板下移，帶電油滴將不能到達(dá)b孔D.將A板及帶電油滴的釋放位置都上移，帶電油滴肯定能到達(dá)b孔解析依據(jù)題意，油滴在平行板內(nèi)做減速運(yùn)動，受到的電場力大于重力，故選項A錯誤；設(shè)油滴動身位置離B板的高度為h，則有mgh－qU＝0－0，將A板上移，等式仍成立，帶電油滴仍恰能達(dá)到b孔，選項B錯誤；B板下移，平行板間電勢差不變，但h增大，故能達(dá)到B板，選項C錯誤；同理可知，選項D正確。答案D8.(2024·浙江嘉興檢測)如圖8所示為試驗室電磁炮的模型圖。在傾角θ＝37°的絕緣斜面上固定兩條不計電阻、間距d＝1m的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌處在垂直斜面對下的B＝2T的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌下端接有電動勢E＝24V、內(nèi)阻r＝1Ω的電源，滑動變阻器的阻值改變范圍為0～10Ω，允許通過的最大電流為5A。導(dǎo)軌上放置一連同金屬桿PQ在內(nèi)的質(zhì)量m＝1kg的電磁炮，金屬桿PQ垂直兩金屬導(dǎo)軌放置，金屬桿電阻R0＝2Ω，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。閉合開關(guān)S，使電磁炮在導(dǎo)軌上靜止，則變阻器連入電路的阻值可能是(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()圖8A.2Ω B.4ΩC.6Ω D.8Ω解析電磁炮靜止在導(dǎo)軌上時受重力、支持力、安培力和摩擦力，其中摩擦力可能沿導(dǎo)軌向上，也可能沿導(dǎo)軌向下，由平衡條件可知mgsinθ±f＝BId，又f≤μmgcosθ，解得2.2A≤I≤3.8A，由閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E,R0＋r＋R)，解得eq\f(63,19)Ω≤R≤eq\f(87,11)Ω，選項B、C正確。答案BC9.如圖9甲所示，三個相同的金屬板共軸排列，它們的間距與寬度均相同，軸線上開有小孔(不影響板間電場分布)，在左邊和右邊兩個金屬板上加電壓U后，金屬板間就形成勻強(qiáng)電場；有一個比荷eq\f(q,m)＝1.0×10－2C/kg的帶正電的粒子從左邊金屬板小孔軸線A處由靜止釋放，在靜電力作用下沿小孔軸線射出(不計粒子重力)，其v－t圖象如圖乙所示，則下列說法正確的是()圖9A.右側(cè)金屬板接電源的正極B.所加電壓U＝100VC.乙圖中的v2＝2m/sD.通過極板間隙所用時間比為1∶(eq\r(2)－1)解析帶正電的粒子在靜電力作用下由左極板向右運(yùn)動，可推斷左側(cè)金屬板接電源正極，選項A錯誤；由v－t圖象可知，帶電粒子的加速度a＝2m/s2，相鄰兩極板間距d＝eq\f(1,2)at2＝0.25m，由qE＝ma得E＝200V/m，U＝2Ed＝100V，選項B正確；可將粒子在兩個間隙間的運(yùn)動看成是初速度為零的連續(xù)的勻加速運(yùn)動，兩間隙距離相等，則有t1∶t2＝1∶(eq\r(2)－1)，選項D正確；v1∶v2＝t1∶(t1＋t2)＝1∶eq\r(2)，將v1＝1.0m/s代入，得v2＝eq\r(2)m/s，選項C錯誤。答案BD10.(2024·浙江臺州高三上學(xué)期檢測)(多選)如圖10所示，帶正電的金屬滑塊質(zhì)量為m、電荷量為q，與絕緣水平面間的動摩擦因數(shù)為μ(μ＜1)。水平面上方有水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E＝eq\f(mg,q)。假如在A點(diǎn)給滑塊一個向左的大小為v的初速度，運(yùn)動到B點(diǎn)速度恰好為零，則下列說法正確的是()圖10A.滑塊運(yùn)動到B點(diǎn)后將返回向A運(yùn)動，來回所用時間相同B.滑塊運(yùn)動到B點(diǎn)后將返回向A運(yùn)動，到A點(diǎn)時速度大小仍為vC.滑塊回到A點(diǎn)時速度大小為eq\r(\f(1－μ,1＋μ))vD.A、B兩點(diǎn)間電勢差為－eq\f(mv2,2（1＋μ）q)解析由A點(diǎn)到B點(diǎn)過程，滑塊加速度為aAB＝eq\f(μmg＋qE,m)＝(μ＋1)g，由B點(diǎn)到A點(diǎn)過程，滑塊加速度為aBA＝eq\f(qE－μmg,m)＝(1－μ)g，而位移大小相等，所以運(yùn)動時間不行能相同，選項A錯誤；滑塊返回A點(diǎn)時的速度大小不行能等于滑塊在A點(diǎn)的初速度，選項B錯誤；依據(jù)v2＝2aABx，veq\o\al(2,A)＝2aBAx，可得回到A點(diǎn)時滑塊速度vA＝eq\r(\f(1－μ,1＋μ))v，x＝eq\f(v2,2（1＋μ）g)，UAB＝－Ex＝－eq\f(mv2,2（1＋μ）q)，選項C、D正確。答案CD11.(2024·全國卷Ⅱ，21)如圖11，同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點(diǎn)處于勻強(qiáng)電場中，電場方向與此平面平行，M為a、c連線的中點(diǎn)，N為b、d連線的中點(diǎn)。一電荷量為q(q>0)的粒子從a點(diǎn)移動到b點(diǎn)，其電勢能減小W1；若該粒子從c點(diǎn)移動到d點(diǎn)，其電勢能減小W2。下列說法正確的是()圖11A.此勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向肯定與a、b兩點(diǎn)連線平行B.若該粒子從M點(diǎn)移動到N點(diǎn)，則電場力做功肯定為eq\f(W1＋W2,2)C.若c、d之間的距離為L，則該電場的場強(qiáng)大小肯定為eq\f(W2,qL)D.若W1＝W2，則a、M兩點(diǎn)之間的電勢差肯定等于b、N兩點(diǎn)之間的電勢差解析由題意得(φa－φb)q＝W1，(φc－φd)q＝W2，只