山东省新高考2021年高三一轮冲刺训练——静电场、恒定电流、磁场(二)

山东省新高考2021年高三一轮冲刺训练——静电场、恒定电流、磁场（二）

一、选择题，在每小题给出的四个选项中，选出符合要求的。 1.一边长为r的正三角形的三个顶点，固定有3个点电荷，电荷量分别为＋q、＋q和－2q，如图，静电力常量为k，则三角形中心处O点

的电场强度大小和方向( )

A．

12kq

r2

，指向电荷量为－2q的点电荷 B.9kq

r2，指向电荷量为－2q的点电荷 C．

12kq

r2

，背离电荷量为－2q的点电荷 D.9kq

r

2，背离电荷量为－2q的点电荷 2.如图所示，边长为L的正六边形ABCDEF的5条边上分别放置5根长度也为L的相同绝缘细棒。每根细棒均匀带上正电。现将电荷量为＋Q的点电荷置于BC中点，此时正六边形几何中心O点的场强为零。若移走＋Q及AB边上的细棒，则O点强度大小为(k为静电力常量)(不考虑绝缘棒及＋Q之间的相互影响)( )

A．

kQ

L2 B．

4kQ3L2 C．23kQ

3L2

D．

43kQ

3L2

3.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电

荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球面顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R。已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为( )

A．

kq

2R2－E B．kq4R2

C．

kq

4R2

－E D．kq

4R

2＋E

4.如图所示，四幅有关电场说法正确的是( )

A．图甲为等量同种点电荷形成的电场线

B．图乙离点电荷距离相等的 a、b 两点场强相同 C．图丙中在 c 点静止释放一正电荷，可以沿着电场线运动到 d 点 D．图丁中某一电荷放在 e 点与放到 f 点，它们的电势能相同

5.如图所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1，负离子数为n2。设元电荷电荷量为e，则以下说法正确的是( )

A．溶液内电流方向从A到B，电流大小为n1e

t

B．溶液内电流方向从B到A，电流大小为n2e

t

C．溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消 D．溶液内电流方向从A到B，电流大小为?n1＋n2?e

t

6.在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是( )

A．

IΔl m

meS2eU B．

IΔle 2eU C．I

mmeS 2eU

D．ISΔle

2eU

7.在长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压，导体中就会产生匀强电场。导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动，然后与做热运动的阳离子碰撞而减速，如此往复……所以，我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动。已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比，即Ff＝kv(k是常量)，则该导体的电阻应该等于( )

A．

kl

neS

B．

klne2S

C．kS

D．kSnelne2l

8.把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用。关于安培力的方向，下列说法中正确的是( )

A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同

B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直 C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直 D．安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直 9.(多选)如图为通电螺线管。A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说法正确的是( )

A．磁感线最密处为A处，最疏处为B处 B．磁感线最密处为B处，最疏处为C处

C．小磁针在B处和A处N极都指向左方 D．小磁针在B处和C处N极都指向右方

10.两根材料相同的均匀导线x和y，其中，x长为l，y长为2l，串联在电路中时沿长度方向的电势φ随位置的变化规律如图所示，那么，x和y两导线的电阻和横截面积之比分别为( )

A．3∶1 1∶6 B．2∶3 1∶6 C．3∶2 1∶5

D．3∶1 5∶1

11.某同学研究小灯泡的伏安特性。所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表

(量程3 V，内阻3 kΩ)；电流表

(量程0.5 A，内阻0.5 Ω)；固定电阻

R0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干。

(1)实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻______(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(填“增大”“不变”或“减小”)。

(3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________ W，最大功率为________ W。(结果均保留2位小数)

12.某小组利用图(a)所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中和为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻值100 Ω)；S为开关，E为电源。实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图(b)是该小组在恒定电流为50.0 μA时得到的某硅二极管U-t关系曲线。回答下列问题：

图(a)

图(b)

(1)实验中，为保证流过二极管的电流为50.0 μA，应调节滑动变阻器R，使电压表的示数为U1＝________mV；根据图(b)可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻________(填“变大”或“变小”)，电压表示数______(填“增大”或“减小”)，此时应将R的滑片向______(填“A”或“B”)端移动，以使示数仍为U1。

(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系。硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为?ΔU?Δt??

＝________×10－3

V/℃(保留2位有效数字)。

1.[解析] O点是三角形的中心，到三个电荷的距离为l＝23r×sin 60°＝3

3r，两个＋q电荷

在O处产生的场强大小均为Eq

1＝E2＝kl2；根据对称性和几何知识得知：两个＋q在O处产生

的合场强为E＝Eq

121＝kl2；再与－2q在O处产生的场强合成，得到O点的合场强为E＝E12＋

Eq2q3q9kq

3＝kl2＋kl2＝kl2＝r

2，方向指向电荷量为－2q的点电荷，故选B。

[答案] B

2.[解析] 根据对称性，AF与CD上的细棒在O点产生的电场强度叠加为零，AB与ED上的细棒在O点产生的电场强度叠加为零。BC中点的点电荷在O点产生的电场强度为

kQ?Lsin 60°?2＝

4kQ

3L2

，因EF上的细棒与BC中点的点电荷在O点产生的电场强度叠加为零，EF上的细棒在O点产生的电场强度为4kQ4kQ

3L2，故每根细棒在O点产生的电场强度为3L2，移走＋Q及AB边上的

细棒，O点的电场强度为EF与ED上的细棒在O点产生的电场强度叠加，这两个场强夹角为60°，所以叠加后电场强度为24kQ43kQ

3L2cos 30°＝3L2

。故选D。

[答案] D

3.[解析] 左半球面AB上的正电荷产生的电场等效为带正电荷量为2q的整个球面的电场和带电荷量为－q的右半球面的电场的合电场，则E＝k2q

?2R?2－E′，E′为带电荷量为－q的右

半球面在M点产生的场强大小。带电荷量为－q的右半球面在M点的场强大小与带正电荷量为q的左半球面AB在N点的场强大小相等，则EqN＝E′＝k

2?2R?

2－E＝kq

2R2－E，A正确。 [答案] A

4.解析：选D 由图可知，甲为等量异种电荷形成的电场线，故A错误；乙为正的点电荷所形成的电场线分布，离点电荷距离相等的a、b两点场强大小相同，场强方向不同，故B错误；只有电场线为直线时，粒子才有可能沿着电场线运动。曲线电场线中，粒子不会沿着电场线运动，故C错误；图丁中e点与f点电势相同，它们的电势能相同，故D正确。

5.解析：选D 电解液中通过一截面的电荷量应为n＝q?n1＋n2?e

1e＋n2e，则电流为It＝t。

电流方向为正电荷定向移动方向，为A→B，选项D正确。

6.解析：选B 在加速电场中有eU＝1

mv2，得v＝

2eU

2

m。在刚射出加速电场时，一小

段长为Δl的电子束内电荷量为q＝IΔt＝IΔlqIΔl

m

v，则电子个数n＝e＝e

2eU

，B正确。 7.解析：选B 电子定向移动，由平衡条件得，kv＝eU

l，则U＝kvle，导体中的电流I＝neSv，

电阻R＝UI＝kl

ne2S

，选项B正确。

8.解析：选D 根据左手定则可知，安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直，故D正确。

9.解析：选BC 根据安培定则可知，A、B两处磁场方向向左，C处磁场方向向右；根据通电螺线管周围的磁感线分布情况可知，B处磁感线最密，C处磁感线最疏。

10.解析：选A 由题图可知，两导线两端的电压之比为3∶1，电流相同，则电阻之比为3∶1，由电阻定律R＝ρlρlSxlxRy111

S得横截面积S＝R，横截面积之比Sy＝ly·Rx＝2×3＝6

，A正确。

11.[解析] (1)要实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，则滑动变阻器需要设计成分压接法；电压表○V 应与固定电阻R0串联，将

量程改为4 V。由于小灯泡正常发光时电阻约为12 Ω，所以需将电流表外