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- 2021-05-28 发布
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1.下列关于点电荷的场强公式的几种不同的理解,正确的是: ( )
A.以点电荷Q为中心,r为半径的球面上各处的场强相同
B.当r→0时,E→∞;当r→∞时,E→0
C.点电荷Q产生的电场中,各点的场强方向一定是背向点电荷Q
D.在点电荷Q的电场中,某点的场强大小与Q成正比,与r2成反比
【答案】D
【名师点睛】本题主要考查点电荷的场强公式的适用条件及范围,正、负点电荷的场强方向、大小等等。尤其是在当r→0时,带电体已不能看成点电荷了,所以再用点电荷的场强公式讨论场强已经没有意义了。在正点电荷产生的电场中,各点的场强方向是背向点电荷Q向外,负点电荷产生的电场中,各点的场强方向是指向点电荷Q向内.
2.下列各图中,正确描绘两个等量正点电荷电场的电场线分布的是: ( )
【答案】D
【解析】
电场线不相交,AB错误;电场线从正电荷出发,到负电荷终止,C错误,D正确;故选D。
【名师点睛】
本题考查了电场线的基本特点:电场线从正电荷出发,到负电荷终止,电场线不相交,不闭合,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
3.如图,在匀强电场中将一质量为m带电量为q的带电小球,由静止释放,带电小球运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向夹角为θ,不能忽略小球的重力,则匀强电场的场强大小为: ( )
A.唯一值是 B.最大值是
C.最小值是 D.最小值是
【答案】C
【名师点睛】带电粒子在电场的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程,本题采用动态三角形求极值较方便.带电小球受到电场力与重力作用,小球沿合力方向做加速直线运动,根据图示位置可确定电场力的方向即可求出相应场强的大小,由电场线的方向可得出带电小球的电性及电量大小.
4.点电荷A和B,分别带正电荷负电,电荷量分别为4Q和-Q,在A、B连线上,如图所示,
电场强度为零的地方在: ( )
A.A和B之间 B.A的右侧 C.B的左侧 D.A的右侧及B的左侧
【答案】C
【名师点睛】对于异种电荷,合场强为零的位置在两电荷的连线上电量少的外侧;对于同种电荷,合场强为零的位置在两电荷的连线上两电荷之间,靠近电量少的电荷。
5.如图所示,图甲中A、B是一条电场线,图乙则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受的电场力大小的函数关系,由此可判断: ( )
A.电场方向一定由A指向B B.若场源为正电荷,位置在A侧
C.若场源为负电荷,位置在B侧 D.若场源为正电荷,位置在B侧
【答案】B
【解析】
由电场强度的定义式得知:F-q图象的斜率表示电场强度大小,图线a的斜率大于b的斜率,说明a处场强大于b处的场强,而该电场是由点电荷产生的,说明a距离场源较近,即场源位置在A侧,由于检验电荷的电性未知,电场线的方向不能确定,故场源电荷可能是正电荷,也可能是负电荷.故ACD错误,B正确.故选B.
【名师点睛】本题关键从F-q图象斜率的物理意义进行分析判断.掌握电场强度的定义式,并能用来分析实际问题.
6.如图所示匀强电场E的区域内,在O点处放置一点电荷+Q。a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点,aecf平面与电场平行,bedf平面与电场垂直,则下列说法中正确的是: ( )
A.b、d两点的电场强度相同
B.a点的电势等于f点的电势
C.点电荷+q在球面上任意两点之间移动时,电场力一定做功
D.将点电荷+q在球面上任意两点之间移动,从a点移动到c点电势能的变化量一定最大
【答案】D
【名师点睛】本题中电场可以看作是由匀强电场和点电荷的电场叠加而成,在判断电场力做功、电场强度时再进行合成即可.
7.(多选)如图所示,A、B、C三个小球(可视为质点)的质量分别为m、2m、3m,B小球带负电,电荷量为q,A、C两小球不带电(不考虑小球间的静电感应),不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O点,三个小球均处于竖直向上的匀强电场中,电场强度大小为E,以下说法正确的是: ( )
A.静止时,A、B两小球间细线的拉力为5mg+qE
B.静止时,A、B两小球间细线的拉力为5mg-qE
C.剪断O点与A小球间细线的瞬间,A、B两小球间细线的拉力为qE
D·剪断O点与A小球间细线的瞬间,A、B两小球间细线的拉力为qE
【答案】AC
【名师点睛】本题主要是剪断OA线瞬间,对A、B、C三个球的运动状态的确定及受力分析,知道绳子一旦剪断之后,绳子的拉力立即为零,难度适中。
8.(多选)如图所示,在场强大小为E的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细线一端栓一个质量为m、电荷量为q的带负电的小球,另一端固定在O点;把小球拉到使细线水平的位置A,然后将小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平成θ=60°的位置B时速度为零.以下说法正确的是: ( )
A.小球重力与电场力的关系是Eq=mg B.小球重力与电场力的关系是Eq=mg
C.球在B点时,细线拉力为T= mg D.球在B点时,细线拉力为T=mg
【答案】BC
【解析】
根据动能定理得,mgLsinθ-qEL(1-cosθ)=0,解得qE=mg,故A错误,B正确.小球到达B点时速度为零,则沿细线方向合力为零,此时对小球受力分析可知:FT=qEcos60°+mgsin60°,故细线拉力FT=mg,故C正确,D错误.故选BC.
【名师点睛】本题考查了动能定理、牛顿第二定律与圆周运动的综合,知道在B点速度为零,径向的合力为零。
9.一质量为m,电荷量为q的带电粒子(不计重力),以平行于电场线的初速度v0射入匀强电场,经过时间t,带电粒子具有的电势能与刚射入到电场时具有的电势能相同,则此匀强电场的场强大小为_____,带电粒子在电场中所通过的路程为_____.
【答案】;
【名师点睛】本题关键是分析电子的运动情况,电子以初速度v0与电场线平行束射入匀强电场,经时间t电子具有的电势能与刚进入电场时相同,速度大小相等,说明电子在匀强电场中做一去一回的匀变速直线运动,根据对称性,往返时间相等.根据牛顿第二定律和速度公式结合,求出场强.由平均速度公式求出电子匀减速运动的位移大小,再求解路程.
10.如图所示,长度为Ɩ的绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的小球。现将此装置在水平向右的匀强电场中,小球静止在A点,此时细线与竖直方向成370角,重力加速度为g,sin370=0.6 cos370=0.8
(1) 判断小球的带点性质
(2) 求该匀强电场的电场强度E的大小
(3) 若将小球向左拉起至O点处于同一水平高度且细线刚好张紧,将小球由静止释放,求小球运动到最低点时的速度大小。
【答案】(1)小球带负电;(2)(3)
【解析】(1)由图可知,小球受到的电场力方向向左,电场方向向左,所以小球带负电。
(2) 小球受三个力作用处于平衡状态,有
【名师点睛】此题是电荷的平衡及动能定理的应用问题;关键是分析电荷的受力情况,根据平衡条件列得方程求解场强;对物理过程由动能定理列方程比较简单。