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专题跟踪检测(十五) 电场与磁场的基本性质
1.(2023·银川高三模拟)下列关于四幅插图的说法正确的是( )
A.图甲为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在线状电离器B上
B.图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器,其目的是导走加油枪上的静电
C.图丙中摇动起电机,烟雾缭绕的塑料瓶变得清澈透明,其工作原理为静电吸附
D.图丁的燃气灶中安装了电子点火器,点火应用了电磁感应原理
解析:选C 题图甲为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在两板A上,故A错误;题图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器,其目的是导走人身上的静电,故B错误;题图丙中摇动起电机,烟雾缭绕的塑料瓶变得清澈透明,其工作原理为静电吸附,故C正确;题图丁的燃气灶中安装了电子点火器,点火应用了尖端放电原理,故D错误。
2.(2023·广州调研)(多选)如图所示,雷雨云层可以形成几百万伏以上的电压,足以击穿空气产生几十万安培的瞬间电流,电流生热使空气发光,形成闪电;空气受热突然膨胀发出巨响,形成雷声。若雷雨云底部的电势较地面低1.5×108 V,闪电时,电子从雷雨云底部抵达地面,此过程( )
A.电场力对电子做正功
B.电子的电势能增加
C.电流方向由地面流向云层
D.雷雨云底部与地面的电势差为1.5×108 V
解析:选AC 电场方向由地面指向雷雨云层,电子从雷雨云底部抵达地面,电子所受电场力与运动方向相同,则电场力对电子做正功,电子电势能减小,A正确,B错误;电子带负电,从雷雨云底部抵达地面,则电流方向由地面流向云层,C正确;若雷雨云底部的电势较地面低1.5×108 V,雷雨云底部与地面的电势差为-1.5×108 V,D错误。
3.如图所示是全球首创超级电容储存式现代电车,该电车没有传统无轨电车的“辫子”,没有尾气排放,乘客上下车的30 s内可充满电并行驶5公里以上,刹车时可把80%以上的动能转化成电能回收储存再使用。这种电车的核心元器件是“3 V 12 000 F”石墨烯纳米混合型超级电容器,该电容器能反复充放电100 万次,使用寿命长达10年,这种电车被誉为“21世纪的绿色交通”。下列说法正确的是( )
A.电容器放电的过程中,电荷量逐渐减少,电容也逐渐减小
B.电容器充电的过程中,电荷量逐渐增加,电容保持不变
C.电容器放电的过程中,电荷量逐渐减少,电容器两极板间的电压不变
D.若标有“3 V 12 000 F”的电容器从电荷量为0到充满电用时30 s,则充电的平均电流为3 600 A
解析:选B 电容器的电容由本身结构决定,与充电、放电无关,与电荷量的多少无关,故放电过程中,电荷量减少,电容不变,充电过程中,电荷量增加,电容不变,故A错误,B正确;根据U=可知,放电过程中,电荷量Q减少,电容不变,则两极板间的电压减小,故C错误;标有“3 V 12 000 F”的电容器从电荷量为0到充满电,储存的电荷量Q=CU=36 000 C,根据电流的定义可知,I== A=1 200 A,即充电的平均电流为1 200 A,故D错误。
4.(2023·湖北高考)在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点,其电势分别为φM、φN,电场强度大小分别为EM、EN。下列说法正确的是( )
A.若φM>φN,则M点到电荷Q的距离比N点的远
B.若EM<EN,则M点到电荷Q的距离比N点的近
C.若把带负电的试探电荷从M点移到N点,电场力做正功,则φM<φN
D.若把带正电的试探电荷从M点移到N点,电场力做负功,则EM>EN
解析:选C 沿着电场线的方向电势降低,根据正点电荷产生的电场特点可知,若φM>φN,则M点到电荷Q的距离比N点的近,故A错误;电场线的疏密程度表示电场强度的大小,根据正点电荷产生的电场特点可知,若EM<EN,则M点到电荷Q的距离比N点的远,故B错误;若把带负电的试探电荷从M点移到N点,电场力做正功,则电势增加,故有φM<φN,故C正确;若把带正电的试探电荷从M点移到N点,电场力做负功,则电势增加,根据正点电荷产生的电场特点可知EM<EN,故D错误。
5.如图所示是用于离子聚焦的静电四极子场的截面图,四个电极对称分布,其中两个电极带正电荷,形成高电势+U,两个电极带负电荷,形成低电势-U。图中a、b、c、d四个点为电场中的四个位置,下列说法正确的是( )
A.图中虚线表示电场线
B.a点的电势高于b点的电势
C.电荷在四个电极的表面分布均匀
D.c点的电场强度大小与d点的电场强度大小相等
解析:选B 四个电极都是等势面,电场线与等势面垂直,则图中虚线表示等势面,不表示电场线,选项A错误;a点的电势为零,b点电势小于零,则a点电势高于b点的电势,选项B正确;每个电极附近的等势面分布的疏密不同,则电极表面的电场线疏密不同,则电荷在每个电极的表面分