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专题九 课时作业|电场和磁场的性质
1.某同学利用手机中的磁传感器测量地磁场的磁感应强度。在手机上建立直角坐标系,手机显示屏所在平面为xOy面,如图甲所示。某次测量中,测得沿坐标轴方向的磁感应强度分别为21.00 μT、-0.06 μT、-30.56 μT,如图乙所示。该处的磁感应强度大小约为( )
A.9 μT B.21 μT
C.37 μT D.51 μT
解析:选C 该处磁感应强度大小约为B=≈37 μT,故选C。
2.(2023·全国乙卷)(多选)在O点处固定一个正点电荷,P点在O点右上方。从P点由静止释放一个带负电的小球,小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动,其一段轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点,OP > OM,OM=ON,则小球( )
A.在运动过程中,电势能先增加后减少
B.在P点的电势能大于在N点的电势能
C.在M点的机械能等于在N点的机械能
D.从M点运动到N点的过程中,电场力始终不做功
解析:选BC 由题意知,OP>OM,OM=ON,则根据点电荷的电势分布情况可知φM=φN > φP,则带负电的小球在运动过程中,电势能先减小后增大,且EpP > EpM=EpN,则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能,A错误,B、C正确;从M点运动到N点的过程中,电场力先做正功后做负功,D错误。
3.(2023·广东高考)(多选)电子墨水是一种无光源显示技术,它利用电场调控带电颜料微粒的分布,使之在自然光的照射下呈现出不同颜色。透明面板下有一层胶囊,其中每个胶囊都是一个像素。如图所示,胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒。当胶囊下方的电极极性由负变正时,微粒在胶囊内迁移(每个微粒电量保持不变),像素由黑色变成白色。下列说法正确的有( )
A.像素呈黑色时,黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势
B.像素呈白色时,黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势
C.像素由黑变白的过程中,电场力对白色微粒做正功
D.像素由白变黑的过程中,电场力对黑色微粒做负功
解析:选AC 像素呈黑色时,胶囊下方的电极带负电,像素胶囊里电场线方向向下,所以黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势,故A正确;像素呈白色时,胶囊下方的电极带正电,像素胶囊里电场线方向向上,所以黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势,故B错误;像素由黑变白的过程中,白色微粒受到的电场力向上,位移向上,电场力对白色微粒做正功,故C正确;像素由白变黑的过程中,黑色微粒受到的电场力向上,位移向上,电场力对黑色微粒做正功,故D错误。
4.(2023·海南高考)(多选)如图所示,正三角形三个顶点固定三个带等量电荷的点电荷,其中A、B带正电,C带负电,O、M、N为AB边的四等分点,下列说法正确的是( )
A.M、N两点的电场强度相同
B.M、N两点的电势相同
C.负电荷在M点的电势能比在O点时要小
D.负电荷在N点的电势能比在O点时要大
解析:选BC 经分析可知M、N两点电场强度的大小相等,方向不同,A错误;M、N两点在A、B的电场中位于同一等势面上,比O点电势要高,同时M、N两点在C的电场中也是位于同一等势面上,也比O点电势要高,所以M、N两点位于同一等势面上,电势相等,B正确;由于M(N)点电势高于O点电势,根据Ep=qφ可知,负电荷在O点的电势能高于在M(N)点的电势能,C正确,D错误。
5.(2023·湖南高考)如图,真空中有三个点电荷固定在同一直线上,电荷量分别为Q1、Q2和Q3,P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°和30°。若P点处的电场强度为零,q>0,则三个点电荷的电荷量可能为( )
A.Q1=q,Q2=q,Q3=q
B.Q1=-q,Q2=-q,Q3=-4q
C.Q1=-q,Q2=q,Q3=-q
D.Q1=q,Q2=-q,Q3=4q
解析:选D 选项A、B中的电荷均为正和均为负,则根据电场强度的叠加法则可知,P点的场强不可能为零,A、B错误;设P、Q1间的距离为r,设C选项中Q1、Q3在P点产生的合场强大小为E,根据余弦定理有E2=2+2-2···cos 120°,解得E=,而Q2产生的场强大小为E′=,则P点的场强不可能为零,C错误;设D选项中Q1、Q3在P点产生的合场强大小为E,根据余弦定理有E2=2+2-2···cos 120°,解得E=,而Q2产生的场强大小为E′=,则P点的场强为零,D正确。
6.如图,小磁针放置在水平面内的O点,四个距O点相同距离的螺线管A、B、C、D,其中心轴线均通过O点,且与坐标轴的夹角均为45°。设小磁针的N极从y轴顺时针转动的角度为θ,在四个螺线管没有通电的情况下θ=0°。若四个螺线管中分别通有I、2I、3I、4I的电流,