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1、2021年高三物理选择题强化训练专题七 电场磁场(解析版)一、单选题1.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是()A.实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电B.实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小C.实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D.实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大【解析】实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，则a板带电，由静电感应，在b板上感应出与a板电性相反的电荷，故选项A正确；实验中，只将电容器b板向上平移，正对面积S变小，由C，可知电容C变小，由C可知，Q不变，U变大，因此
2、静电计指针的张角变大，选项B错误；实验中，只在极板间插入有机玻璃板，相对介电常数r变大，由C，可知电容C变大，由C可知，Q不变，U变小，静电计指针的张角变小，选项C错误；实验中，只增加极板带电量，电容C不变，由C，可知静电计指针的张角变大，故选项D错误。【答案】A2.（2020年浙江卷）空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则（）A. e点的电势大于0B. a点和b点的电场强度相同C. b点的电势低于d点的电势D. 负电荷从a点移动到c点时电势能增加【答案】D【解析】【详
3、解】A根据电场线与等势面垂直关系，可判断P点处为负电荷，无穷远处电势为0，e点在PQ连线的中垂线上，则，A错误；Ba、b两点电场强度大小相同，方向不同，则a、b两点电场强度不同，B错误；C从Q到P电势逐渐降低，则，C错误；D由，负电荷从a到c电场力做负功，电势能增加，D正确。故选D。3.（2020年北京卷）真空中某点电荷的等势面示意如图，图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是（）A. 该点电荷一定为正电荷B. P点的场强一定比Q点的场强大C. P点电势一定比Q点电势低D. 正检验电荷在P点比在Q点的电势能大【答案】B【解析】【详解】A正电荷和负电荷周围的等势面都为一组同心球壳，该点电荷不
4、一定为正电荷，故A错误；B相邻等势面间电势差相等，P点附近的等差等势面更加密集，故P点的场强一定比Q点的场强大，故B正确；C正电荷和负电荷周围的等势面都为一组同心球壳，若为正点电荷，则P点电势一定比Q点电势高，故C错误；D从等势面的情况无法判断该点电荷为正点电荷还是负点电荷，无法判断P点电势与Q点电势的高低，就无法判断正检验电荷在P点和在Q点的电势能的大小，故D错误。故选B。4.如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长NM相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是（）【答案】
5、A【解析】由题意知，当处于磁场中的导体，受安培力作用的有效长度越长，根据F=BIL知受安培力越大，月容易失去平衡，由图知选项A中导体的有效长度最大，所以A正确。5.如题图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线两电子分别从a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb，a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb，则()AWaWb，EaEb BWaWb，EaEbCWaWb，EaEb DWaWb，EaEb【答案】A【解析】同一幅图中电场线的疏密可表示电场强度大小，a点处的电场线比b点处的密集，可知EaEb，C、D错误，a、b两点处于同一等势面，电子从a、b两点运动到c
6、点，电场力做的功相等，与路径无关，B错，A正确6.（2020年浙江卷）特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流和，。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响，则（）A. b点处的磁感应强度大小为0B. d点处的磁感应强度大小为0C. a点处的磁感应强度方向竖直向下D. c点处的磁感应强度方向竖直向下【答案】C【解析】【详解】A通电直导线周围产生磁场方向由安培定判断，如图所示在b点产生的磁场方向向上，在b点产生的磁场方向向下，因为即则在b点的磁感应强
7、度不为零，A错误；BCD如图所示，d点处的磁感应强度不为零，a点处的磁感应强度竖直向下，c点处的磁感应强度竖直向上，BD错误，C正确。故选C。7.如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为()A0 B.B0 C.B0 D2B0【答案】C【解析】当P和Q中电流方向均垂直纸面向里时，由于aPPQaQl，P和Q在a点产生的磁感应强度大小相同，方向如图甲所示，其合磁感应强度为B1，由几何关
8、系知B12BPcos 30BP，由题可知，a点处磁感应强度为零，则B0和B1等大反向，则可得B0B1BP，且B0方向平行于PQ向左当P中电流反向后，如图乙所示，P、Q在a点产生的合磁感应强度为B2，由几何关系知B2BPB0，且B2方向垂直于PQ向上可得a点处的磁感应强度大小为BB0，C正确8.如图甲所示，半径为R的均匀带电圆形平板，单位面积带电荷量为，其轴线上任意一点P(坐标为x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：E2k，方向沿x轴。现考虑单位面积带电荷量为0的无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为r的圆板，如图乙所示。则圆孔轴线上任意一点Q(坐标为x)的电场强度为()A.2
9、k0 B.2k0C.2k0 D.2k0【解析】应用特殊值法，当R时，0，则E2k0，当挖去半径为r的圆板时，应在E中减掉该圆板相应的场强Er2k0，即E2k0，故选项A正确。【答案】A9.(2018天津理综)如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为M、N，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是()A.vMvN，aMaN B.vMvN，MNC.MN，EpMEpN D.aMaN，EpMEpN【解析】由粒子的轨迹知电场力的方向偏向右，因粒子带负电，
10、故电场线方向偏向左，由沿电场线方向电势降低，可知NM，EpMEpN。N点电场线比M点的密，故场强EMEN，由加速度a知aMvN。综上所述，选项D正确。【答案】D10.(2019全国卷)如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为()A.2F B.1.5F C.0.5F D.0【解析】设每根导体棒的电阻为R，长度为L，则外电路中，上、下电路电阻之比为R1R22RR21，上、下电路电流之比I1I212。如图所示，由于上面电路LMN通电的导体
11、棒受到的安培力的有效长度也为L，根据安培力计算公式FILB，可知FFI1I212，得FF，根据左手定则可知，两力方向相同，故线框LMN所受到的安培力大小为FF1.5F，选项B正确。【答案】B11.如图所示的坐标系中，有两个半径均为r的圆形线圈L1、L2，分别垂直于y轴和x轴放置，其圆心O1和O2的坐标分别为(0，r)、(r，0)，给线圈L1通电流3I0(从上向下看为逆时针方向)，给线圈L2通电流4I0(从右向左看为逆时针方向)。据相关电磁学理论可知，圆环形电流在其中心轴线上产生的磁感应强度为B，其中为真空磁导率，I为环中电流，r为圆环半径，Z为中心轴线上任意一点到圆环圆心的距离。据此可推算出两
12、通电线圈在坐标原点O处产生的磁感应强度的大小和方向分别为()A.，方向指向第一象限B.，方向指向第二象限C.，方向指向第三象限D.，方向指向第四象限【解析】根据B可知：线圈L1在O点产生的磁感应强度为：B1，由右手螺旋定则可知方向沿y轴正方向，线圈L2在O点产生的磁感应强度为：B2，方向沿x轴正方向，B1和B2方向垂直，所以O点的磁感应强度为B，方向指向第一象限，选项A正确。【答案】A12.如图所示，三根长度均为L的通电直导线水平放置，在空间构成等边三角形，电流的方向均垂直纸面向里。电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0，导线C位于水平面，处于静止状态，则导线C受到
13、的静摩擦力为()A.B0IL，水平向左 B.B0IL，水平向右C.B0IL，水平向左 D.B0IL，水平向右【解析】根据安培定则，A电流在C处产生的磁场方向垂直于AC，B电流在C处产生的磁场方向垂直于BC，如图所示。根据平行四边形定则及几何知识可知，合磁场的方向竖直向下，与AB边平行，合磁感应强度的大小B2B0cos 30B0，由公式FBIL得，导线C所受安培力大小FB0IL，根据左手定则，导线C所受安培力方向水平向左，因导线C位于水平面处于静止状态，由平衡条件知，导线C受到的静摩擦力方向为水平向右。【答案】B13.如图14甲所示，PQ和MN为水平、平行放置的两光滑金属导轨，两导轨相距L1 m
14、，导体棒ab垂直于导轨放在导轨上，导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，细绳一部分与导轨共面且平行，另一部分与导轨所在平面垂直，物体放在水平面上，匀强磁场的磁感应强度为B1 T，方向竖直向下，开始时绳子刚好要绷紧，现给导体棒中通入电流，使导体棒向左做加速运动，物体运动的加速度大小与导体棒中通入的电流大小关系如图乙所示，重力加速度大小为g10 m/s2。则物体和导体棒的质量分别为()图14A.0.1 kg0.9 kg B.0.9 kg0.1 kgC.0.1 kg1.0 kg D.1.0 kg0.1 kg【解析】设物体的质量为M，导体棒质量为m，细绳的拉力为T，根据题意由牛顿第二定律可知，TMgMa，BILTma，解得aI，结合题图乙可知，当a13 ms2，I14 A，I01 A时，a0，则有BI0LMg0，得M0.1 kg，m0.9 kg，选项A正确。【答案】A14.(2018全国卷)如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab5 cm，bc3 cm，ca4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则()A.a、b的电荷同号，kB.a、b的电荷异号，kC.a、b的电荷同号，kD.a、b的电荷异号，k【解析】如果a、b带同种电荷，则a、b两小球对c的作
