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专题能力提升练(四)

A卷 电场和磁场 (45分钟 100分)

一、选择题(本大题共7小题,每小题8分,共56分。第1～5题只有一项符合题目要求,第6、7题有多项符合题目要求)

1.(2015·浙江高考)如图所示为静电力演示仪,两金属极板分别固定于绝缘支架上,且正对平行放置。工作时两板分别接高压直流电源的正负极,表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属极板中间,则( )

A.乒乓球的左侧感应出负电荷

B.乒乓球受到扰动后,会被吸在左极板上

C.乒乓球共受到电场力、重力和库仑力三个力的作用

D.用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触,放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞

【解析】选D。由题图可知,右侧金属板与电源正极相连接,带正电,左侧金属板带负电,根据静电感应规律,近端感应出异种电荷,因此乒乓球的左侧感应出正电荷,A项错误;乒乓球被扰动后,如果向右摆动会被吸到右板上,B项错误;乒乓球共受到悬线的拉力、重力和电场力

的作用,C项错误;用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触,乒乓球会带上正电,受到右极板的排斥,向左运动与左极板接触,又带上负电,被左极板排斥向右运动,这样小球就在两极板间来回碰撞,D项正确。 2.(2015·哈尔滨一模)负点电荷Q固定在正方形的一个顶点上,带电粒子P仅在该电荷的电场力作用下运动时,恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c,如图所示,则以下判断错误的是( )

A.粒子P带负电

B.a、b、c三点的电势高低关系是φa=φc<φb C.粒子P由a到b电势能增加,由b到c电势能减小 D.粒子P在a、b、c三点时的加速度大小之比是2∶1∶2

【解析】选A。粒子P仅受电场力作用,轨迹弯曲方向跟电场力方向一致,故粒子P带正电,A错误。沿电场线方向电势降低,故φa=φc<φ

b

,B正确。粒子P由a到b,电场力做负功,电势能增加;由b到c,电场

=ma,故粒子P在a、b、

力做正功,电势能减小,C正确。电场力F=k

c三点时的加速度大小之比是2∶1∶2,D正确。 【总结提升】电势能大小及其变化分析的两个思路

(1)做功角度：根据静电力做功与电势能变化的关系分析、判断带电粒子电势能及其变化。静电力做正功,粒子的电势能减少,静电力做负功,则粒子的电势能增加。

(2)转化角度：只有静电力做功时,电势能与动能可以相互转化,动能减小,电势能增加,动能增大,电势能减少。

3.(2015·湖州一模)如图所示,光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分,O点为圆弧的圆心。两金属轨道之间的宽度为0.5m,匀强磁场方向如图所示,大小为0.5T。质量为0.05kg、长为0.5m的金属细杆置于金属轨道上的M点。当在金属细杆内通以电流强度为2A的恒定电流时,金属细杆可以沿轨道由静止开始向右运动。已知MN=OP=1m,则( ) A.金属细杆开始运动时的加速度大小为5m/s2 B.金属细杆运动到P点时的速度大小为5m/s C.金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10m/s2 D.金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75N 【解析】选D。金属细杆在水平方向受到安培力作用,安培力大小为F

安

=BIL=0.5×2×0.5N=0.5N,金属细杆开始运动时的加速度大小为

=10m/s2,A错误;对金属细杆从M点到P点的运动过程,安培力做

a=

功W安=F安·(MN+OP)=1J,重力做功WG=-mg·ON=-0.5J,由动能定理得W

安

+WG=mv2,解得金属细杆运动到P点时的速度大小为v=m/s,B错

误;金属细杆运动到P点时的加速度可分解为水平方向的向心加速度和竖直方向的加速度,水平方向的向心加速度大小为a′==20m/s2,C错误;在P点金属细杆受到轨道水平向左的作用力F,水平向右的安培力F安,由牛顿第二定律得F-F安=

,解得F=1.5N,每一

条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75N,由牛顿第三定律可知金属