电场和磁场
一、选择题(1~5题为单项选择题,6~11题为多项选择题)
1.
如图所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线,A、B为该电场线上的两点,在电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中,其动能增加,则可以判断( )
A.场强大小EA>EB
B.电势φA>φB
C.电场线方向由B指向A
D.若Q为负电荷,则Q在B点的右侧
解析: 由于电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中,其动能增加,故电子所受的电场力方向与速度方向一致,由A指向B,因电子带负电,所以电子所受电场力的方向与场强方向相反,故场强方向由B指向A,即电场线方向由B指向A,根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知,φA<φB,选项B错误,C正确;结合点电荷周围电场线的分布特点可知,该点电荷可以是正点电荷且处在B点的右侧,也可以是负点电荷且处在A点的左侧,若点电荷为负点电荷,则有EA>EB,若点电荷为正点电荷,则有EA<EB,选项A、D错误。
答案: C
2.(2018·天津卷·3)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φM、φN,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.vM<vN,aM<aN
B.vM<vN,φM<φN
C.φM<φN,EpM<EpN
D.aM<aN,EpM<EpN
解析: 因为N点的电场线密,所以场强大,受到的电场力大,加速度大,即aM<aN。由虚线弯曲方向知,带负电粒子受力指向运动轨迹的凹侧,电场方向由电场线稀疏一侧指向电场线密集一侧,沿电场线方向电势降低,即φM>φN。又由Ep=qφ知,带负电粒子在电势越低的位置,具有的电势能越大,即EpM<EpN。若带负电粒子由M向N运动过程中电场力做负功,则动能减小,所以vM>vN。若带负电粒子由N向M。运动过程中电场力做正功,则动能增大,也可得vM>vN,故选D。
答案: D
3.(2018·岳阳一模)如图所示,一带电小球悬挂在平行板电容器内部,闭合开关S,电容器充电后,细线与竖直方向夹角为φ,则下列说法中正确的是( )
A.保持开关S闭合,使两极板靠近一些,φ将减小
B.保持开关S闭合,将滑动变阻器滑片向右移动,φ将减小
C.断开开关S,使两极板靠近一些,φ将不变
D.轻轻将细线剪断,小球将做斜抛运动
解析: 保持开关S闭合,即电容器两端电压不变,使两极板靠近些,由E=知,电场强度增大,φ将增大,A项错误;调节滑动变阻器滑片不影响电容器两极板间的电压,B项错误;断开开关S,电容器两极板所带电荷量不变,使两极板靠近一些,由C=、U=、E=知,E不变,即夹角φ不变,C项正确;轻轻将细线剪断,小球所受合力方向沿细线方向向下,所以小球将沿细线方向向下做匀加速直线运动,D项错误。
答案: C
4.
如图所示,28根通有同向等大电流的长直导线(彼此绝缘)正好紧密排列在以O为圆心的圆周上,直径BD水平,AC竖直,直导线中电流方向均垂直纸面向外,现将B处的长直导线撤走,而将C处的长直导线平移到圆心O处,则圆心O处的长直导线所受安培力的方向( )
A.沿∠COB的角平分线向下
B.沿∠AOB的角平分线向上
C.沿∠AOD的角平分线向上
D.沿∠COD的角平分线向下
解析: 因通电直导线的磁场是以导线为圆心的一层层的同心圆,由对称性可知O处的磁场为A处直导线的电流和D处直导线的电流在O点产生的磁场的叠加,由安培定则可知A处直导线的电流在O点产生的磁场方向水平向右,D处直导线的电流在O点产生的磁场方向竖直向上,且两处直导线的电流在O点产生的磁场大小相等,由矢量的合成法则知O处的磁场方向沿∠AOB的角平分线向上,由左手定则可知圆心O处的长直导线所受安培力的方向沿∠AOD的角平分线向上,C对。
答案: C