电场的力的性质_精品文档.doc
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(二十八) 电场的力的性质
1.(2017·陕西西安检测)关于静电场的电场强度和电场线,下列说法正确的是( )
A.在一个以点电荷为中心,r为半径的球面上,各处的电场强度都相同
B.E=仅适用于真空中点电荷形成的电场
C.电场强度的方向就是放入电场中的电荷受到的电场力的方向
D.当初速度为零时,放入电场中的电荷在电场力作用下的运动轨迹一定与电场线重合
2.(2017·重庆名校联盟第一次联考)真空中有两个相同的带电金属小球(可看成点电荷),带电荷量分别为9Q、-Q,当它们静止于空间某两点时,静电力大小为F.现用绝缘手柄将两球接触后再放回原处,则它们间静电力的大小为( )
A.F B.F
C.F D.F
3.(2017·河南六市第一次联考)库仑定律是电学中被发现的第一个定量规律,它的发现受到万有引力定律的启发.实际问题中有时需要同时考虑万有引力和库仑力.现有一质量分布均匀的星球带有大量负电荷且电荷也均匀分布,将一个带电微粒在离该星球表面一定高度处无初速度释放,发现微粒恰好能静止.若给微粒一个如图所示的初速度,不计阻力作用,则下列说法正确的是( )
A.微粒将做圆周运动
B.微粒将做平抛运动
C.微粒将做匀速直线运动
D.微粒将做匀变速直线运动
4.(2017·河北邯郸三校期中联考)A、B是一条电场线上的两个点,一带正电的粒子仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点,其vt图象如图所示.则该电场的电场线分布可能是下列选项中的( )
5.(2017·浙江统练)用等长的轻质细线把两个质量相等的带电小球a、b悬挂起来,a球带电荷量为-3q,b球带电荷量为+q,整个装置处在水平向右的匀强电场中,最后达到平衡时的状态可能是( )
6.(2017·山西太原三模)如图所示,MN为很大的不带电薄金属板(可认为无限大),金属板接地.在金属板的左侧距离为2d的位置固定一电荷量为Q的正点电荷,由于静电感应产生了如图所示的电场.过正点电荷Q所在的点作MN的垂线,P为垂线段的中点,已知P点电场强度的大小为E0,则金属板上感应电荷在P点激发的电场强度E的大小为( )
A.E0- B.
C. D.0
7.(2017·湖北十堰月考)如图所示,A、B两小球带等量同种电荷,A固定在竖直放置的L=10cm长的绝缘支杆上,B受A的斥力作用静止于光滑的绝缘斜面上与A等高处,斜面倾角为θ=30°,B的质量为m=10g.求:
(1)B球对斜面的压力大小;
(2)B球带的电荷量大小(取g=10m/s2,结果保留两位有效数字).
8.一段均匀带电的半圆形细线在其圆心O处产生的场强为E,把细线分成等长的圆弧、、,则圆弧在圆心O处产生的场强为( )
A.E B.
C. D.
9.(2017·陕西渭南教学质量检测)如图所示,在x轴上放置两正点电荷Q1、Q2,当空间存在沿y轴负向的匀强电场时,y轴上A点的场强等于零,已知匀强电场的电场强度大小为E,两点电荷到A的距离分别为r1、r2,则在y轴上与A点对称的B点的电场强度大小为( )
A.0 B.E
C.2E D.E+k+k
10.(多选)如图所示,带电小球A、B的电荷分别为QA、QB,OA=OB,都用长L的丝线悬挂在O点.静止时A、B相距为d.为使平衡时A、B间距离减为,可采用以下哪些方法( )
A.将小球A、B的质量都增大到原来的2倍
B.将小球B的质量增大到原来的8倍
C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半
D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球B的质量增大到原来的2倍
11.(2017·广东四校联考)如图所示,ABCD为等腰梯形,∠A=∠B=60°,AB=2CD,在底角A、B分别放上一个点电荷,电荷量分别为qA和qB,在C点的电场强度方向沿DC向右,A点的点电荷在C点产生的场强大小为EA,B点的点电荷在C点产生的场强大小为EB,则下列说法正确的是( )
A.放在A点的点电荷可能带负电
B.在D点的电场强度方向沿DC向右
C.EA>EB
D.|qA|=|qB|
12.(2017·江西南昌调研)如图甲所示,倾角θ=30°的光滑固定斜杆底端固定一电荷量为Q=2×10-4C的正点电荷,将一带正电小球(可视为点电荷)从斜杆的底端(与Q未接触)由静止释放,小球沿斜杆向上滑动过程中能量E随位移s变化的图象如图乙所示,其中线1为重力势能随位移变化图象,线2为动能随位移变化图象.(取g=10m/s2,静电力常量k=9×109N·m2/C2)
甲
乙
(1)求小球的质量m;
(2)小球向上滑行多远其加速度为零?
小球所带的电荷量为多少?
12答案:
(1)4kg
(2)1m 1.11×10-5C
解析:
(1)由线1可得Ep=mgh=mgssinθ
则斜率k=mgsin30°,由题图知k=20
解得m=4kg.
(2)当达到最大速度时带电小球受力平衡,其加速度为零,由题图可知:
s=s0=1m时,小球加速度为零,此时有
mgsinθ=
解得q==1.11×10-5C.
1答案:
B 解析:
在一个以点电荷为中心,r为半径的球面上,各处的电场强度大小都相等,但方向不同,选项A错误;E=仅适用于真空中点电荷形成的电场,选项B正确;电场强度的方向就是放入电场中的正电荷受到的电场力的方向,选项C错误;若电场线是曲线,则电荷受到的力将发生方向的变化,则其轨迹不可能与电场线重合,选项D错误.
2答案:
C 解析:
接触前F=,接触后两金属小球带等量的同种电荷,各带+4Q电荷量,相互作用力F′=,则F′=F,C正确.
3答案:
C 解析:
微粒处于悬浮状态,受力平衡,说明库仑力和万有引力大小相等、方向相反,由于库仑力与万有引力的大小都是与距离的平方成反比,所以改变微粒的高度对库仑力和万有引力的二力平衡没有影响,微粒将做匀速直线运动,C正确,A、B、D错误.
4答案:
D 解析:
根据vt图象,带电粒子的加速度逐渐增大,速度逐渐减小,故带正电的粒子应该逆着电场线且向着电场线密的方向运动,选项D正确.
5答案:
D 解析:
对a、b整体受力分析,整体受到竖直向下的重力2mg和水平向左的电场力2qE,可知上面细线的拉力方向为斜向右上方,设上面细线与竖直方向的夹角为α,则tanα==;同理,对b受力分析,下面细线的拉力方向为斜向左上方,设下面细线与竖直方向的夹角为β,则tanβ=,所以α=β,b球位于虚线上.故D项正确.
6答案:
A 解析:
点电荷在P点产生的场强E′=,方向水平向右;设感应电荷在P点激发的场强为E,则E′+E=E0,解得E=E0-,A正确.
7答案:
(1)0.2N
(2)×10-6C
解析:
(1)令B球对斜面的支持力为FN,带的电荷量为Q,A、B相距r.对B球受力分析如图示,则有FNcosθ=mg解得:
FN=0.2N
由牛顿第三定律可得B球对斜面的压力为F′N=0.2N.
(2)由库仑定律和平衡条件得:
F==mgtanθ
L=rtanθ;代入数据得Q=×10-6C.
8答案:
B 解析:
如图所示,B、C两点把半圆环等分为三段.设每段在O点产生的电场强度大小为E′,E′相等,AB段和CD段在O处产生的场强夹角为120°,它们的合场强大小为E′,则O点的合场强E=2E′,则E′=,故圆弧在圆心O处产生的场强为,B正确.
9答案:
C A点场强为零,说明两点电荷在A点的合场强与匀强电场的场强等大反向,即竖直向上,大小为E,根据对称性,两点电荷在B处产生的合场强竖直向下,大小为E,所以B点的场强大小为2E,方向竖直向下,C正确.
10答案:
BD 解析:
如图所示,B受重力、丝线的拉力及库仑力,将拉力及库仑力合成,其合力应与重力大小相等、方向相反,由几何关系可知=,而库仑力F=,即==,mgd3=kQAQBL,d=,要使d变为,可以将小球B的质量增大到原来的8倍而保证上式成立,故B正确;或将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球B的质量增大到原来的2倍,也可保证等式成立,故D正确.
11答案:
C 解析:
由于两点电荷在C点产生的合场强方向沿DC向右,由平行四边形定则,可知两点电荷在C点产生的场强方向如图所示,由图中几何关系可知EB 12
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