内容正文:
专题跟踪检测(十五) 电场与磁场的基本性质
1.(2023·浙江名校协作体模拟)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.(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.(2023·湖南永州二模)电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分,在电子显微镜中电子枪发射电子束,通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散。电子透镜的电场分布如图所示,虚线为等势线。一电子仅在电场力作用下运动,运动轨迹如图中实线所示,a、b、c、d是轨迹上的四个点,下列说法正确的是( )
A.b处的电场强度与c处的电场强度相同
B.电子从a到d运动时,加速度不断增大
C.电子在a处受到的电场力方向与a处虚线相切
D.电子从a到b运动时,电势能逐渐减小
解析:选D 根据电场线与等势线垂直,且电场线上该点的切线方向为该点的场强方向,由题图可知b处电场线的切线方向斜向左上方,c处电场线的切线方向斜向左下方,所以b、c点的电场强度不相同,故A错误;等差等势线的疏密可以反映电场的强弱,根据电子运动轨迹由a到d等势线先变密后变疏,所以电场强度先增大后减小,则电子的加速度先增大后减小,故B错误;a处电场线与虚线垂直,所以电子受到的电场力方向与虚线垂直,故C错误;电子从a到b运动时,电势逐渐升高,根据Ep=qφ可知,电子的电势能逐渐减小,故D正确。
4.(2023·广东广州质检)中医药文化是我国优秀传统文化的重要组成部分,中药的保存常常需要做干燥处理。如图所示是利用高压电场干燥中药的基本原理,在大导体板MN上铺一薄层中药材,针状电极O和平板电极MN接高压直流电源,其间产生非匀强电场E;水分子是极性分子,可以看成棒状带电体,一端带正电荷,另一端带等量负电荷;水分子在电场力的作用下会加速从中药材中分离出去,在鼓风机的作用下飞离电场区域从而达到快速干燥的目的。已知虚线ABCD是某一水分子从A处由静止开始的运动轨迹,则下列说法正确的是( )
A.水分子在B处时,上端带正电荷,下端带负电荷
B.水分子在B处时,带负电荷一端受到的电场力大于带正电荷一端受到的电场力
C.水分子运动轨迹上B、C和D点的电势大小关系为φD>φB>φC
D.如果把高压直流电源的正负极反接,水分子从A处开始将向下运动
解析:选B 水分子在B处时,电场方向向下,正电荷受到向下的电场力,负电荷受到向上的电场力,故水分子下端带正电荷,上端带负电荷,故A错误;由于电场的分布不均匀,由图可知,上端的电场强度大于下端电场强度,根据F=qE并结合以上分析可知,水分子带负电荷一端受到的电场力大于带正电荷一端受到的电场力,故B正确;电场线与等势线垂直,并且沿电场线方向电势降低,故有φC>φD>φB,故C错误;如果把高压直流电源的正负极反接,产生的电场方向发生反转,但水分子是一端带正电,另一端带等量负电,故水分子的正负端发生反转,水分子还是从A处开始将向上运动,故D错误。
5.(2023·江苏泰州中学模拟)如图所示,一半径为R、均匀带正电的圆环水平放置,环心为O。质量为m的带正电的小球从O点正上方h高度处的A处由静止释放,并穿过带电圆环,A′为A关于O的对称点。取O点为坐标原点,向下为正方向,O点所在平面为重力势能参考平面,无穷远处电势为零。小球从A处运动到A′处的过程中,电势能Ep电、重力势能EpG、机械