1、2021年高三物理选择题强化训练专题七 电场与磁场一、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，因此静电计指
2、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】【详解】A根
3、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，该点电荷不一定为正
4、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】A【解析
5、】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点，电场
6、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点的磁感应强度不为零
7、，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，由几何关系知B1
8、2BPcos 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.2k0 B
9、.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，故电场线
10、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通电的导体棒受到的
11、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。据此可推算出两通电线圈
12、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受到的静摩擦
13、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，导体棒
14、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，BIL
15、Tma，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的作用力均为斥力或引力，此时c在垂直于a、b连线的方向上的合力一定不为零，因此a
16、、b不可能带同种电荷，A、C错误；若a、b带异种电荷，假设a对c的作用力为斥力，则b对c的作用力一定为引力，受力分析如图所示，由题意知c所受库仑力的合力方向平行于a、b的连线，则Fa、Fb在垂直于a、b连线的方向上的合力为零，由几何关系可知，又由库仑定律得，联立解得k|，B错误，D正确。【答案】D15.（2020年浙江卷）如图所示，一质量为m、电荷量为（）的粒子以速度从连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知与水平方向成45角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达连线上的某点时（）A. 所用时间为B. 速度大小为C. 与P点的距离为D. 速度方向与竖直方向的夹角为30【答案】
17、C【解析】【详解】A粒子在电场中做类平抛运动，水平方向竖直方向由可得故A错误；B由于故粒子速度大小为故B错误；C由几何关系可知，到P点的距离为故C正确；D由于平抛推论可知，可知速度正切可知速度方向与竖直方向的夹角小于30，故D错误。故选C。16.(2019北京卷)如图所示，a、b两点位于以负点电荷Q(Q0)为球心的球面上，c点在球面外，则()A.a点场强的大小比b点大B.b点场强的大小比c点小C.a点电势比b点高D.b点电势比c点低【解析】由点电荷的场强公式Ek知，a、b两点与Q距离相等，场强大小相等，A错误；由Ek知，离Q越近，场强越大，故b点场强大小比c点大。或由负点电荷形成的电场的电场线
18、形状是“万箭穿心”，离点电荷越近电场线越密，场强越大，得出b点的场强大小比c点的大，B错误；点电荷形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面，离Q距离相等的两点的电势相等，C错误；沿电场线的方向是电势降落最快的方向，得出离Q越近，电势越低，D正确。【答案】D17.如图甲、乙所示，边长为L的正方形线圈abcd和直径为L的圆环，对称地放置在xOy坐标系中，ab、bc、cd、da边和圆环所在的磁场均为匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向如图所示。若正方形线圈和圆环的通电电流大小相等、方向均为逆时针，则正方形线圈所受的安培力与圆环所受的安培力大小之比为()A.11 B.1 C.21 D.0【解析】设
19、通电电流为I，da、bc边所受的安培力大小方向均相同，其合力大小F12BIL，方向垂直bc边斜向下，同理ab、cd边所受安培力合力大小F22BIL，方向垂直cd边斜向下，且F1F2，则正方形线圈所受的安培力F2BIL。图乙中第、象限的圆环受到的安培力的合力F1BIL，方向沿y轴负方向，第、象限的圆环受到的安培力的合力F2BIL，方向沿y轴负方向，则圆环所受的安培力合力大小F2BIL，则FF1，选项B正确。【答案】B18（2020年天津卷）.如图所示，在Oxy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角。粒子经过
20、磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴。已知，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。则（ ）A. 粒子带负电荷B. 粒子速度大小为C. 粒子在磁场中运动的轨道半径为aD. N与O点相距【答案】AD【解析】【详解】A粒子向下偏转，根据左手定则判断洛伦兹力，可知粒子带负电，A正确；BC粒子运动的轨迹如图 由于速度方向与y轴正方向的夹角，根据几何关系可知， 则粒子运动的轨道半径为洛伦兹力提供向心力解得BC错误；D与点的距离为D正确。故选AD。19.如图所示，一均匀带电的球体半径为R，在球内有一点A，与球心距离为，球外有一点B，与球心距离为，已知球体外场强与电荷全部集中在球心处的点电荷激发的场强相同
21、，均匀带电球壳内部场强处处为零，则A、B两点的场强比值为()A.31 B.11 C.98 D.91【解析】B点场强EB；根据均匀带电球壳内部场强处处为零，在均匀带电的球体中挖去一个半径为的球体，根据填补法可知，EA，所以A、B两点的场强比值为98，故选项C正确。【答案】C20.如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd(ab、cd在同一条水平直线上)连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P。当P中通以方向向外的电流时()A.导线框将向左摆动B.导线框将向右摆动C.从上往下看
22、，导线框将顺时针转动D.从上往下看，导线框将逆时针转动【解析】当直导线P中通以方向向外的电流时，由安培定则可判断出长直导线P产生的磁场方向为逆时针方向，磁感线是以P为圆心的同心圆，半圆弧导线与磁感线平行不受安培力，由左手定则可判断出直导线ab所受的安培力方向垂直纸面向外，cd所受的安培力方向垂直纸面向里，从上往下看，导线框将逆时针转动，故选项D正确。【答案】D21.如图所示，不带电的金属球A固定在绝缘底座上，它的正上方有一B点，该处有带正电液滴不断地由静止开始下落(不计空气阻力，每滴液滴的质量、电荷量均相同)，液滴到达A球后将电荷量全部传给A球，且前一液滴到达A球后，后一液滴才开始下落，不计B
23、点未下落的带电液滴对下落液滴的影响，则下列说法正确的是()A.第一滴液滴做自由落体运动，以后液滴做变加速运动，都能到达A球B.当液滴下落到重力与电场力大小相等时，开始做匀速运动C.能够下落到A球的所有液滴在下落过程中达到最大动能时的位置均相同D.除第一滴外所有液滴下落过程中电势能均在增加【解析】液滴到达A球后将电荷量全部传给A球，所以A球电荷量Q逐渐增加，以后的液滴下落过程中受到重力和电场力共同作用，当电荷量Q增加到一定程度后，液滴将不能到达A球，故选项A错误；液滴受到的电场力是变力，当液滴下落到重力等于电场力位置时，速度最大，以后将减速下落，故选项B错误；设速度最大处液滴距A球球心的距离为R
24、，有mgk，可以看出随Q逐渐增加，R也逐渐增加，故选项C错误；除第一滴外所有液滴下落过程中，电场力对液滴做负功，所以液滴下落过程中电势能增加，故选项D正确。【答案】D22.如图所示，一均匀带正电的无限长绝缘细杆水平放置，细杆正上方有A、B、C三点，三点均与细杆在同一竖直平面内，且三点到细杆的距离满足rArBrC，则()A.A、B、C三点电势ABC，A、B、C三点电场强度方向相同，故选项A、C错误；将一正电荷从A点移到C点，电场力做正功，电势能减小，故选项B错误；在A点，若电子(不计重力)以一垂直于纸面向外的速度飞出，若速度大小满足eEAm，则电子做匀速圆周运动，若不满足，电子做离心运动或向心运
25、动，故选项D正确。【答案】D23.一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V下列说法正确的是()A电场强度的大小为2.5 V/cmB坐标原点处的电势为1 VC电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV【答案】ABD【解析】由题目可得：a10 V，b17 V，c26 V，则可知ab与Oc交点电势满足，故Oabc1 V，故B正确；从a到b移动电子，电场力做功WUab(e)7 eV，电场力做正功，电势能减小，故电子在a点电势能比在b点高7 eV，故C错误；从b到c移动电子，电场力做功WeU
26、bc9 eV，故D正确；如图所示，过b点作bd垂直于Oc，则由几何关系有xcd6 cm cm，故，则d点的电势为d17 V，故bd为等势线，从而电场线沿cO方向，故E V/cm2.5 V/cm，故A正确二、多选题24.（2020年全国II卷）如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等。则（）A. a、b两点的场强相等B. a、b两点的电势相等C. c、d两点的场强相等D. c、d两点的电势相等【答案】ABC【解析】【详解】BD如下图所示，为等量异种电荷周围空间的电场分布图。本题的带电圆环，
27、可拆解成这样无数对等量异种电荷的电场，沿竖直直径平行放置。它们有共同的对称轴，所在的水平面与每一条电场线都垂直，即为等势面，延伸到无限远处，电势为零。故在上的点电势为零，即；而从M点到N点，电势一直在降低，即，故B正确，D错误；AC上下两侧电场线分布对称，左右两侧电场线分布也对称，由电场的叠加原理可知AC正确；故选ABC。25. (2019全国卷)如图，电荷量分别为q和q(q0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点。则()A.a点和b点的电势相等B.a点和b点的电场强度大小相等C.a点和b点的电场强度方向相同D.将负电荷从a点移到b点，电势能增加【解析】b点距q近，a
28、点距q近，则b点的电势高于a点的电势，A错误；如图所示，a、b两点的电场强度可视为E3与E4、E1与E2的合场强。其中E1E3，E2E4，且知E1E3，E2E4，故合场强Ea与Eb大小相等、方向相同，B、C正确；由于ab，负电荷从低电势移至高电势过程中，电场力做正功，电势能减少，D错误。【答案】BC26.(2019全国卷)静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则()A.运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小B.在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合C.粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能D.粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子
29、轨迹在该点的切线平行【解析】如图所示，在两正电荷形成的电场中，一带正电的粒子在两电荷的连线上自M点由静止开始运动时，粒子有可能经过先加速再减速的过程，粒子的速度先增大后减小，A正确；粒子运动轨迹与电场线重合需具备初速度为零、电场线为直线、只受电场力三个条件，因电场中的电场线不一定是直线，所以带电粒子的运动轨迹不一定与电场线重合，B错误；带电粒子仅受电场力在电场中运动时，其动能与电势能的总量不变，EkM0，而EkN0，故EpMEpN，C正确；粒子运动轨迹的切线方向为速度方向，由于粒子运动轨迹不一定是直线，故N点电场力方向与轨迹切线方向不一定平行，D错误。【答案】AC27.(2019江苏卷)如图所
30、示，ABC为等边三角形，电荷量为q的点电荷固定在A点。先将一电荷量也为q的点电荷Q1从无穷远处(电势为0)移到C点，此过程中，电场力做功为W。再将Q1从C点沿CB移到B点并固定。最后将一电荷量为2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点。下列说法正确的有()A.Q1移入之前，C点的电势为B.Q1从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0C.Q2从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为2WD.Q2在移到C点后的电势能为4W【解析】根据电场力做功与电势能的变化关系知Q1在C点的电势能EpW，根据电势的定义知C点电势，A正确；在A点的点电荷产生的电场中，B、C两点处在同一等势面上，Q1从C移到B的过
31、程中，电场力做功为0，B正确；单独在A点固定电荷量为q的点电荷时，C点电势为，单独在B点固定点电荷Q1时，C点电势也为，两点电荷都存在时，C点电势为2，Q2从无穷远移到C点时，具有的电势能Ep2q24W，电场力做功WEp4W，C错误，D正确。【答案】ABD28.如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小质量为0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1 m的正方形，其有效电阻为0.1 .此时在整个空间加方向与水平面成30角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B(0.40.2t) T，图
32、示磁场方向为正方向框、挡板和杆不计形变则()At1 s时，金属杆中感应电流方向从C到DBt3 s时，金属杆中感应电流方向从D到CCt1 s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1 NDt3 s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2 N【答案】AC【解析】由于B(0.40.2 t) T，在t1 s时穿过平面的磁通量向下并减少，则根据楞次定律可以判断，金属杆中感应电流方向从C到D，A正确在t3 s时穿过平面的磁通量向上并增加，则根据楞次定律可以判断，金属杆中感应电流方向仍然是从C到D，B错误由法拉第电磁感应定律得ESsin 300.1 V，由闭合电路的欧姆定律得电路电流I1 A，在t1 s时，B0.2
33、T，方向斜向下，电流方向从C到D，金属杆对挡板P的压力水平向右，大小为FPBILsin 300.1 N，C正确同理，在t3 s时，金属杆对挡板H的压力水平向左，大小为FHBILsin 300.1 N，D错误29. (2018全国卷)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0 和B0，方向也垂直于纸面向外。则()A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0B.流经L1的电流在a
34、点产生的磁感应强度大小为B0C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0【解析】设L1在a、b两点产生的磁感应强度大小为B1，设L2在a、b两点产生的磁感应强度大小为B2，根据安培定则，结合题意B0(B1B2)B0，B0B2B1B0, 联立可得B1B0，B2B0，选项A、C正确。【答案】AC30. (2017全国卷，20)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标(ra，a)标出，其余类推
35、。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是()A.EaEb41 B.EcEd21C.WabWbc31 D.WbcWcd13【解析】由图可知，a、b、c、d到点电荷的距离分别为1 m、2 m、3 m、6 m，根据点电荷的场强公式Ek可知，故A正确，B错误；电场力做功WqU，a与b、b与c、c与d之间的电势差分别为3 V、1 V、1 V，所以，故C正确，D错误。【答案】AC31.(2017全国卷，21)某同学自制的简易电动机示意图如图11所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一
36、组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将()A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉【解析】若将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉，这样当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到水平方向的安培力而转动，转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动，选项A正确；若将左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，则当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到安培力而转动，
37、转过半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止转动，选项B错误；左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，电路不能接通，故不能转起来，选项C错误；若将左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，这样当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到安培力而转动，转过半周后电路不导通，转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动，选项D正确。【答案】AD32.如图所示，一轨道由两等长的光滑斜面AB和BC组成，两斜面在B处用一光滑小圆弧相连接，P是BC的中点，竖直线BD右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，B处可认为处在磁场中，一带电小球从A点由静止释放后能沿轨道来回运动，C点为小球在BD右侧运动的最高
38、点，则下列说法正确的是()A.C点与A点在同一水平线上B.小球向右或向左滑过B点时，对轨道压力相等C.小球向上或向下滑过P点时，其所受洛伦兹力相同D.小球从A到B的时间是从C到P时间的倍【解析】小球在磁场运动过程中受重力、洛伦兹力和轨道支持力作用，因洛伦兹力永不做功，支持力始终与小球运动方向垂直，也不做功，即只有重力做功，满足机械能守恒，因此C点与A点等高，在同一水平线上，选项A正确；小球向右或向左滑过B点时速度等大反向，即洛伦兹力等大反向，小球对轨道的压力不等，选项B错误；同理小球向上或向下滑过P点时，洛伦兹力也等大反向，选项C错误；因洛伦兹力始终垂直BC，小球在AB段和BC段(设斜面倾角均
39、为)的加速度均由重力沿斜面的分力产生，大小为gsin ，由xat2得小球从A到B的时间是从C到P的时间的倍，选项D正确。【答案】AD33.电磁泵在生产、科技中得到了广泛应用。如图所示，泵体是一个长方体，ab边长为L1，两侧端面是边长为L2的正方形；流经泵体内的液体密度为，在泵头通入导电剂后液体的电导率为(电阻率的倒数)，泵体所在处有方向垂直向外的匀强磁场，磁感应强度为B，把泵体的上下两表面接在电压为U的电源上(内阻不计)，则()A.泵体上表面应接电源负极B.通过泵体的电流IC.增大磁感应强度可获得更大的抽液高度D.增大液体的电导率可获得更大的抽液高度【解析】当泵体上表面接电源的正极时，电流从上
40、向下流过泵体，这时受到的磁场力水平向左，拉动液体，故选项A错误；根据电阻定律，泵体内液体的电阻：R，因此流过泵体的电流IUL1，故选B错误；增大磁感应强度B，受到的磁场力变大，因此可获得更大的抽液高度，故选项C正确；若增大液体的电导率，可以使电流增大，受到的磁场力变大，因此可获得更大的抽液高度，故选项D正确。【答案】CD34.在下列图中图甲、图乙是电荷量相等的两点电荷，图丙、图丁中通电导线电流大小相等，竖直线为两点电荷、两通电导线连线的中垂线，O为连线的中点。下列说法正确的是()A.图甲和图丁中，在连线和中垂线上，O点的场强和磁感应强度都最小B.图甲和图丁中，在连线和中垂线上，关于O点对称的两
41、点场强和磁感应强度都相等C.图乙和图丙中，在连线和中垂线上，O点的场强和磁感应强度都最大D.图乙和图丙中，在连线和中垂线上关于O点对称的两点场强和磁感应强度相等【解析】在题图甲中根据场强公式Ek以及电场的叠加可以知道O点场强为零；在题图丁中根据安培定则以及磁场的叠加可以知道O点磁感应强度为零，都是最小的，故选项A正确；题图甲和题图丁中，在连线和中垂线上，关于O点对称的两点场强和磁感应强度只是大小相等，但是方向不同，故选项B错误；在题图乙中，在中垂线上O点场强最大，但是在连线上O点场强最小，故选项C错误；根据场的叠加，可以知道在题图乙和题图丙中，在连线和中垂线上关于O点对称的两点场强和磁感应强度
42、大小相等，方向相同，故选项D正确。【答案】AD35.如图所示，等量的异种点电荷Q、Q在x轴上并关于O点对称放置，虚线是其在空间中产生的电场的等势线，空间的点a、b、c连线与x轴平行，b点在y轴上，并且abbc，则下列说法正确的是()A.a、c两点的电势关系为acB.a、c两点的电场强度的大小关系为EaEcC.若在a点由静止释放一个质子，则质子经过y轴后一定不能通过c点D.若从O点以初速度v0沿y轴正方向射出一电子，则电子将沿y轴运动【解析】在等量异种点电荷的电场中，电场线从正电荷出发沿垂直于等势面方向指向负电荷，所以ac，选项A错误；a、c两点关于y轴对称，所以电场强度的大小相等，选项B正确；
43、质子从a点由静止释放，受到的电场力可以分解为沿x轴正方向的分力Fx和沿y轴正方向的分力Fy，所以质子沿x轴正方向做初速度为零的加速运动，同时沿y轴正方向也做初速度为零的加速运动，当质子经过y轴后受到的电场力的方向可以分解为沿x轴正方向的分力Fx和沿y轴负方向的分力Fy，所以质子沿x轴正方向继续做加速运动，沿y轴正方向则做减速运动，由于abbc，所以质子一定不会经过c点，选项C正确；若电子从O点以初速度v0沿y轴正方向射出，电子受到的电场力沿x轴负方向，不可能沿y轴运动，选项D错误。【答案】BC36.在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势在x轴上分布如图所示下列说法正确的有()Aq1和q2带有异种电荷Bx1处的电场强度为零C负电荷从x1移到x2，电势能减小D负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大【答案】AC【解析】 x图像的斜率表示电场强度，由图像可知，x2左侧电场强度方向向左，x2右侧电场强度向右，x1处电场强度大于零，x2处电场强度等于零，故q1和q2带有异种电荷，A正确，B错误负电荷从x1处移到x2处，电势升高，电场强度减小，故电势能减小，电场力减小，C正确，D错误