《2023年高考物理毕业班二轮热点题型归纳与变式演练（全国通用）》专题05 能量观点和动量观点在电磁学中的应用 【练】（解析版）

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专题 05 能量观点和动量观点在电磁学中的应用
一、单选题
1．（2022·浙江·高考真题）某种气体—电子放大器的局部结构是由两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜构
成，其上存在等间距小孔，其中相邻两孔截面上的电场线和等势线的分布如图所示。下列说法正确的是
（　　）
A．a点所在的线是等势线
B．b点的电场强度比 c点大
C．b、c两点间的电势差的值比 a、c两点间的大
D．将电荷沿图中的线从 d→e→f→g移动时电场力做功为零
【答案】C
【详解】A．因上下为两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜，则 a点所在的线是电场线，选项 A 错误；
B．因 c处的电场线较 b点密集，则 c点的电场强度比 b点大，选项 B 错误；
C．因 bc 两处所处的线为等势线，可知 b、c两点间的电势差的值比 a、c两点间的大，选项 C 正确；
D．因 dg 两点在同一电场线上，电势不相等，则将电荷沿图中的线从 d→e→f→g移动时电场力做功不为
零，选项 D 错误。
故选 C。
2．（2022·湖南·高考真题）如图，四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边
a、b、c、d上。移去 a处的绝缘棒，假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。关于长方体几何中心 O点处电
场强度方向和电势的变化，下列说法正确的是（　　）
A．电场强度方向垂直指向 a，电势减小
B．电场强度方向垂直指向 c，电势减小
C．电场强度方向垂直指向 a，电势增大
D．电场强度方向垂直指向 c，电势增大
【答案】A
【详解】根据对称性可知，移去 a处的绝缘棒后，电场强度方向垂直指向 a，再根据电势的叠加原理，单
个点电荷在距其 r处的电势为
（取无穷远处电势为零）
现在撤去 a处的绝缘棒后，q减小，则 O点的电势减小。
故选 A。
3．（2022·江苏·高考真题）如图所示，正方形 ABCD 四个顶点各固定一个带正电的点电荷，电荷量相等，
O是正方形的中心。现将 A点的电荷沿 OA 的延长线向无穷远处移动，则（　　）
A．在移动过程中，O点电场强度变小
B．在移动过程中，C点的电荷所受静电力变大
C．在移动过程中，移动的电荷所受静电力做负功
D．当其移动到无穷远处时，O点的电势高于 A点
【答案】D
【详解】A．O是等量同种电荷连线的中点，场强为 0，将 A处的正点电荷沿 OA 方向移至无穷远处，O
点电场强度变大，故 A 不符合题意；
B．移动过程中，C点场强变小，正电荷所受静电力变小，故 B 错误；
C．A点电场方向沿 OA 方向，移动过程中，移动电荷所受静电力做正功，故 C 错误；
D．A点电场方向沿 OA 方向，沿电场线方向电势降低，移动到无穷远处时，O点的电势高于 A点电势，
故 D 正确。
故选 D。
4．（2022·湖北·天门市教育科学研究院二模）如图所示，空间有一带正电的点电荷，图中的实线是以该
点电荷为圆心的同心圆，这些同心圆位于同一竖直平面内， 为一粗糙直杆，A、B、C、D是杆与实线
圆的交点，一带正电的小球（视为质点）穿在杆上，以速度 从 A点开始沿杆向上运动，到达 C点时的
速度为 v，则小球由 A点运动到 C点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球减少的机械能一定等于克服摩擦力做的功
B．小球减少的机械能一定大于克服摩擦力做的功
C．小球的机械能可能增加
D．以上都有可能
【答案】B
【详解】AB．小球由 A点运动到 C点，重力做负功，重力势能增加，电场力做负功，电势能增加，摩擦
力做负功，产生热量，由能量守恒定律知，小球减少的机械能等于增加的电势能与产生的热量之和，故 A
错误，B 正确；
CD．电场力和摩擦力都做负功，机械能一定减少，故 CD 错误。
故选 B。
5．（2022·重庆·高考真题）如图 1 所示，光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上，轨道间连接一可变电
阻，导体杆与轨道垂直并接触良好（不计杆和轨道的电阻），整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强
磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，两次运动中拉力大小与
速率的关系如图 2 所示。其中，第一次对应直线①，初始拉力大小为 F0，改变电阻阻值和磁感应强度大
小后，第二次对应直线②，初始拉力大小为 2F0，两直线交点的纵坐标为 3F0。若第一次和第二次运动中
的磁感应强度大小之比为 k、电阻的阻值之比为 m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为 n，则
k、m、n可能为（）
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