专题6 电场、磁场的基本性质
说明：1．本卷主要考查电场、磁场的基本性质。
2．考试时间60分钟，满分100分。
一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．(2017·河北保定调研)在倾角为α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、重为
G的直导体棒，系统侧视图如图所示．通过图示方向电流I，然后给系统施加竖直向上的匀
强磁场，导体棒刚好能静止在斜面上，则下列说法中正确的是 ( )
A．磁感应强度B＝ B．磁感应强度B＝
GILGtan α ILC．斜面受到导体棒的压力为零 D．斜面受到导体棒的压力等于Gcos α 【解析】 对导体棒受力分析如图所示，由力的平衡条件可知，安培力与支持力的合力和重力等大反向，则F＝Gtan α，又F＝BIL，则B＝
Gtan αG，故选项A错误，B正确；斜面对导体棒的支持力大小为FN＝，ILcos α由牛顿第三定律可知斜面受到导体棒的压力大小等于
【答案】 B
2．(2017·福建泉州质检)如图，在匀强磁场中，两根平行固定放置的长直导线a和b通有大小相等、方向相反的电流，匀强磁场方向与两根导线所在平面平行且垂直于两根导线，此时a受到的磁场力大小为F1.若撤去b，保留匀强磁场，则a受到的磁场力大小为F2；若撤去匀强磁场，保留b，则b受到的磁场力大小为 ( )
A．F1－F2 C.F1－F2
2
2
，故选项C、D错误．
cos αGB．F1＋F2 D．F1＋F2
2
2
【解析】 假设导线a、b之间相互作用的斥力大小为F0，匀强磁场对两导线的作用力大小为F，则导线a所受的合磁场力大小为F1＝F0＋F.如果撤去导线b，导线a所受的磁场力大小为F2＝F；如果撤去匀强磁场，导线a所受到的磁场力大小为F0，由以上可求得F0＝
2
F21－F2，故选项C正确．
2
2
【答案】 C
1
3．(2017·湖南十三校联考一)如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，
O为M半圆弧的圆心，∠MOP＝ 60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中
通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1，若将N处长直导线移至O处，则O点的磁感应强度大小为B2，那么B2与B1之比为 ( )
A．1∶1 C．3∶1
B．1∶2 D．3∶2
【解析】 由安培定则可知，导线M、N在O处产生的磁场的方向相同，均垂直MN连线向下，设导线M在O处产生的磁场的磁感应强度大小为B，则B1＝2B；将导线N移至P处后，导线N在O处产生的磁场方向与MN连线夹角为30°，斜向上指向M一侧，故此时导线M、N在O处产生的磁场方向夹角为120°，因此合磁感应强度大小仍为B，即B2＝B，故B2∶B1＝1∶2，B项正确．
【答案】 B
4．(2017·黑龙江五校联考)如图所示，点A、B、C在半径为r的同一圆周上，三点等2Q分圆周，A点放置正点电荷，所带电荷量为＋，B、C点放置负点
3电荷，所带电荷量为－，静电力常量为k，则三个点电荷在圆心O3处产生的电场强度大小为 ( )
A.
QkQ r2kQB．2 3r2kQD．2
3rkQC．2 9r2kQ【解析】 根据点电荷电场分布规律，三个点电荷在圆心O处产生的场强大小分别为2、
3rkQkQ2、2，方向分别沿AO、OB、OC方向，三个点电荷在圆心O处产生的场强叠加后，合场强3r3r大小为2，方向由A指向O，选项A正确．
【答案】 A
5．(2017·甘肃张掖诊断)A、B为两等量异种电荷，图中水平虚线为A、B连线的中垂线．如图所示，现将另两个等量异种的检验电荷a、b，用绝缘细杆连接后从离A、B无穷远处沿中垂线平移到A、B的连线处，平移过程中两检验电荷位置始终关于中垂线对称．若规定离A、B无穷远处电势为零，则下列说法中正确的是 ( )
A．在A、B的连线上a所处的位置电势φ<0
2
kQrB．a、b整体在A、B连线处具有的电势能Ep>0 C．整个移动过程中，静电力对a做正功 D．整个移动过程中，静电力对a、b整体做正功
【解析】 在A、B的连线上，中点处电势为0，沿着电场线方向电势逐渐降低，故a所处的位置电势φ>0，检验电荷a在a所处位置的电势能大于0，b所处的位置电势φ<0，检验电荷b在b所处位置的电势能大于0，故a、b整体在A、B连线处具有的电势能Ep>0，选项A错误，B正确；因检验电荷a、b受到的电场力方向与速度方向均成钝角，整个移动过程中，静电力对a做负功，对b也做负功，对a、b整体做负功，系统电势能增加，则选项C、D错误．
【答案】 B
6．(2017·山东重点中学联考)(多选)如图所示，空间某区域存在着非匀强电场，实线表示该电场的电场线，过O点的虚线MN表示该电场的一个等势面，两个相同的带正电的粒子P、Q分别从A、B两点以相同的初速度开始运动，速度方向垂直于MN，A、B连线与MN平行，且都能从MN左侧经过
O点．设粒子P、Q在A、B两点的电势能分别为Ep1和Ep2，经过O点时
的速度大小分别为v1和v2.粒子的重力不计，则 ( )
A．v1>v2 C．Ep1 B．v1 【解析】 由题意知两个相同的带电粒子P、Q分别从A、B两点以相同的初速度运动，且皆能从MN左侧经过O点，电场力对两个粒子皆做正功，再由电场线和等势面的垂直关系以及沿着电场线方向电势逐渐降低，可知B点的电势φB高于A点的电势φA，B点与O点的122 电势差大于A点与O点的电势差，对两个粒子分别运用动能定理有qU＝m(v－v0)，而UBO>UAO， 2可知两个粒子经过O点时的速度v1 【答案】 BC 7．(2017·河北保定调研)(多选)在匀强电场中，一电荷量为＋q的粒子(不计重力)以初动能E0由A点沿某一方向射出；通过C点时其动能为3E0；若将该粒子还以初动能E0由A点沿另一方向射出，粒子通过B点时动能为9E0.如图所示，A、B、C三点构成直角三角形且∠ABC＝ 30°，匀强电场平行于△ABC所在平面．UAB、UAC分别表示A、B两点与A、C两点间电势差，已知AC＝d，下列说法正确的是( ) A．UAC∶UAB＝1∶3 B．UAC∶UAB＝1∶4 3 4E0 C．匀强电场的电场强度大小为 qdD．匀强电场沿BC方向 【解析】 带电粒子由A到C的过程，由动能定理得qUAC＝3E0－E0，带电粒子由A到B的过程，由动能定理得qUAB＝9E0－E0，解得UAC∶UAB＝1∶4，选项A错误，B正确；由分析可知，C点的电势比B点的电势高，且在AB上与C点电势相等的点为D点，D点为AB的四等分点，如图所示，由几何关系知CD⊥AB，因此电场强度的方向由A指向B，又AB＝2d，则E＝ UAB4E0 ＝，选项C正确，D错误． 2dqd 【答案】 BC 8．(2017·宁夏银川模拟)(多选)如图所示为两个点电荷的电场线分布，图中M、N两点到点电荷Q1(带电荷量为q1)的距离和R、S两点到点电荷Q2(带电荷量为q2)的距离相等，M、N两点与点电荷Q1共线，且M、N两点和R、S两点均关于两点电荷的连线对称，左边半圆(图示虚线)是正检验电荷的运动轨迹．下列说法正确的是( ) A．|q1|>|q2| B．M、N两点的电场强度可能不同，R、S两点的电势一定不同 C．正检验电荷从M点沿半圆轨迹运动到N点，可能只受电场力作用做匀速圆周运动 D．正检验电荷从M点沿半圆轨迹运动到N点，其电势能先增大后减小 【解析】 由题图可知，Q1为正电荷，Q2为负电荷，且由电场线的疏密程度得|q1|>|q2|，选项A正确；由对称性可知，M、N两点的电场强度大小相等，方向不同，R、S两点的电势一定相同，选项B错误；若只有点电荷Q1，正检验电荷的运动轨迹为等势面，现由于点电荷 Q2的影响，M、N处电场线发生弯曲，题图中半圆虚线上，M、N两点，电势最低，因此正检 验电荷从M点沿半圆轨迹运动到N点，其电势能先增大后减小，选项D正确；由于半圆轨迹不是等势线，正检验电荷不可能只受电场力而做匀速圆周运动，选项C错误． 【答案】 AD 二、非选择题：本大题共4小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 9．(2017·广州期中)一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放， 4 小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B点速度恰好为零，求： (1)A、B两点的电势差UAB； (2)匀强电场的场强大小； (3)小球到达B点时，细线对小球的拉力大小。 【解析】(1)小球由A到B过程中，由动能定理得： mgLsin 60°＋qUAB＝0，解得UAB＝－ (2)BA间电势差为UBA＝－UAB＝则场强E＝ 3mgL； 2q3mgL， 2q3mg＝。 L－Lcos 60°qUBA(3)小球在AB间摆动，由对称性得知，B处绳拉力与A处绳拉力相等，而在A处，由水平方向平衡有： FTA＝Eq＝3mg，所以FTB＝FTA＝3mg。 【答案】(1)－ 3mgL3mg (2) (3)3mg 2qq10.(2017皖南八校联考)如图所示，PQ和EF为水平放置的平行金属导轨，间距为l=1.0 m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=20 g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M=30 g。在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10 m/s。若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动，应该在棒中通入多大的电流?电流的方向如何? 2 【解析】因导轨粗糙，设棒和导轨之间的最大静摩擦力为Ff。若BIl>Mg，则棒所受静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相同，设此时电流为I1，即有：BI1l－Mg≤Ff=0.5mg 解得：I1?0.5mg?Mg?2.0A Bl若BIl Mg-BI2l≤Ff=0.5mg 解得：I2?Mg?0.5mg?1.0A Bl即ab棒中的电流为1.0 A≤I≤2.0 A。 5
高考物理二轮复习专题6电场、磁场的基本性质专题卷（含解析）
