2022届高考物理二轮复习 第1讲 电场、磁场的基本性质

第一篇 专题知能突破
专题三 电场和磁场
第1讲 电场、磁场的基本性质
1 如图3－1－14所示为点电荷a 、b 所形成的电场线分布，以下说
法正确的是
A ．a 、b 为异种电荷
B ．a 、b 为同种电荷
C ．A 点场强大于B 点场强
D ．A 点电势高于B 点电势
解析：本题考查点电荷的电场线特点．电场线从正电荷或无穷远出发，终止于负电荷或者无穷远，所以a 应为正电荷b 为负电荷，故A 选项正确．电场线越密集，场强越大，故C 选项错误．沿电场线方向电势逐渐降低，故D 选项正确．本题难度较低． 答案：AD
2 2022·南京市一中月考通有电流的导线L 1、L 2处在同一平面纸面内，
L 1是固定的，L 2可绕垂直纸面的固定转轴O 转动O 为L 2的中心，各
自的电流方向如图3－1－15所示．下列哪种情况将会发生
A ．因L 2不受磁场力的作用，故L 2不动
B ．因L 2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L 2不动
C ．L 2绕轴O 按顺时针方向转动
D ．L 2绕轴O 按逆时针方向转动
解析：由右手螺旋定则可知导线L 1上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L 1的距离越远的地方，磁场越弱，导线L 2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O 点的下方磁场较强，则安培力较大，因此L 2绕固定转轴O 按逆时针方向转动，D
图3－1－14 图3－1－15
正确．
答案：D
3．在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中a、b两点电势和场强都相同的是
解析：本题考查电场的叠加．因为电势是标量，并在题中的四个电场中具有对称性，故四个电场中a、b两点的电势都是相等的；而电场强度则是矢量，所以A图中点电荷的电场对称点的电场强度大小相等方向相反；B图中叠加后a点斜向右上方，b点斜向右下方；C图中叠加后都是水平向右；D图中叠加后a点向上，b点向下，因此只有选项C正确．
答案：C
4 某专家设计了一种新型电磁船，它不需螺旋桨推进器，航行
时平稳而无声，时速可达100英里．这种船的船体上安装一组
强大的超导线圈，在两侧船舷装上一对电池，导电的海水在磁
场力作用下即会推动船舶前进．如图3－1－16所示是超导电
图3－1－16磁船的简化原理图，AB和CD是与电池相连的导体，磁场由
超导线圈产生．以下说法正确的是
A．船体向左运动
B．船体向右运动
C．无法断定船体向哪个方向运动
D．这种新型电磁船会由于良好的动力性能而提高船速
解析：本题考查通电导线在磁场中所受的安培力的应用．导电的海水的电流方向垂直
AB 方向从CD 板流向AB 板，海水所受的安培力方向水平向左，故船体上的超导线圈所受的作用力向右，故推动船体向右运动，B 、D 正确．本题难度中．
答案：BD
5 如图3－1－17所示，真空中有两个等量异种点电荷A 、B ，M 、N 、
O 是AB 连线的垂线上的点，且AO >OB 一带负电的试探电荷仅受
电场力作用，运动轨迹如图中实线所示，设M 、N 两点的场强大
小分别为E M 、E N ，电势分别为φM 、φN 下列判断中正确的是
A ．点电荷
B 一定带正电
B ．E M 小于E N
C ．φM 大于φN
D ．此试探电荷在M 处的电势能小于在N 处的电势能
解析：由试探电荷运动轨迹的弯曲方向可知，点电荷A 带负电，点电荷B 带正电，选项A 正确；根据等量异种电荷电场线的特点，可得E M 小于E N ，选项B 正确；根据等量异种电荷等势线的特点，可得φM 小于φN ，由于试探电荷是负电荷，所以试探电荷在M 处的电势能大于在N 处的电势能，选项C 、D 错误．
答案：AB
6 如图3－1－18所示，匀强磁场的边界为平行四边形ABDC ，其
中AC 边与对角线BC 垂直，一束电子以大小不同的速度沿BC
从B 点射入磁场，不计电子的重力和电子之间的相互作用，关
于电子在磁场中运动的情况，下列说法中正确的是
A ．入射速度越大的电子，其运动时间越长
B ．入射速度越大的电子，其运动轨迹越长
C ．从AB 边出射的电子的运动时间都相等
D ．从AC 边出射的电子的运动时间都相等
图3－1－17
图3－1－18
解析：电子以不同的速度沿BC 从B 点射入磁场，若电子从AB 边射出，画出其运动轨迹由几何关系可知在AB 边射出的粒子轨迹所对的圆心角相等，在磁场中的运动时间相等，与速度无关，C 对，A 错；从AC 边射出的电子轨迹所对圆心角不相等，且入射速度越大，其运动轨迹越短，在磁场中的运动时间不相等，B 、D 错．
答案：C
7 如图3－1－19所示，O 点为均匀带正电的导体棒AB 的中点，，可得圆心在O 点左边距O 点为2d ，设粒子由A 点射出磁场，如图所示，由几何关系可知AO ′＝2
－错误!d ，所以B 、C 错误；所以电子在磁场中运动的时间为：
t ＝错误!·T ＝错误!×错误!＝错误!，D 正确．
答案：D
12．2022·天津模拟在图3－1－23甲中，带正电粒子从静止开始经过电势差为U 的电场加
速后，从G 点垂直于MN 进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN 为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B ，带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片上的H 点，如图甲所示，测得G 、H 间的距离为d ，粒子的重力可忽略不计．
图3－1－23
1设粒子的电荷量为q ，质量为m ，求该粒子的比荷错误!；
2若偏转磁场的区域为圆形，且与MN 相切于G 点，如图3－1－23乙所示，其他条件
图3－1－19
图3－1－20
图3－1－21 图3－1－22
不变．要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上MN足够长，求磁场区域的半径应满足的条件．
解析：1带电粒子经过电场加速，进入偏转磁场时速度为v，由动能定理
qU＝错误!m v2 ①
进入磁场后带电粒子做匀速圆周运动，轨道半径为r，
q v B＝m错误!②
打到H点有r＝错误!③
由①②③得错误!＝错误!
2要保证所有带电粒子都不能打到MN边界上，带电粒子在磁场中运动偏角小于90°，临界状态为90°
如图所示，磁场区半径R＝r＝错误!
所以磁场区域半径满足
R≤错误!
答案：1错误!2R≤错误!。