08习题25 电场的性质
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一、选择题1.1003:下列几个说法中哪一个是正确的?(A) 电场中某点场强的方向,就是将点电荷放在该点所受电场力的方向 (B) 在以点电荷为中心的球面上,由该点电荷所产生的场强处处相同(C) 场强可由q F E / =定出,其中q 为试验电荷,q 可正、可负,F 为试验电荷所受的电场力(D) 以上说法都不正确 [ ]2.1405:设有一“无限大”均匀带正电荷的平面。
取x 轴垂直带电平面,坐标原点在带电平面上,则其周围空间各点的电场强度E 随距离平面的位置坐标x 变化的关系曲线为(规定场强方向沿x 轴正向为正、反之为负):[ B ]3.1551:关于电场强度定义式0/q F E=,下列说法中哪个是正确的?(A) 场强E 的大小与试探电荷q 0的大小成反比(B) 对场中某点,试探电荷受力F与q 0的比值不因q 0而变(C) 试探电荷受力F 的方向就是场强E的方向(D) 若场中某点不放试探电荷q 0,则F =0,从而E=0[ ]4.1558:下面列出的真空中静电场的场强公式,其中哪个是正确的? [ D ](A)点电荷q 的电场:204r qE επ=(r 为点电荷到场点的距离)(B)“无限长”均匀带电直线(电荷线密度λ)的电场:r r E 302ελπ=(r点的垂直于直线的矢量)(C)“无限大”均匀带电平面(电荷面密度σ)的电场:02εσ=E(D) 半径为R 的均匀带电球面(电荷面密度σ)外的电场:r r R E 302εσ=(r 为球心到场点的矢量)5.1035:有一边长为a 的正方形平面,在其中垂线上距中心O 点a /2处,有一电荷为q 的正点电荷,如图所示,则通过该平面的电场强度通量为(A) 03εq (B) 04επq (C) 03επq (D) 06εq[ D ]6.1056:点电荷Q 被曲面S 所包围,从无穷远处引入另一点电荷q (A)(C)( D (B) q1035图 q图所示,则引入前后:(A) 曲面S 的电场强度通量不变,曲面上各点场强不变 (B) 曲面S 的电场强度通量变化,曲面上各点场强不变 (C) 曲面S 的电场强度通量变化,曲面上各点场强变化(D) 曲面S 的电场强度通量不变,曲面上各点场强变化 [ ]7.1255:图示为一具有球对称性分布的静电场的E ~r 关系曲线。
电场力的性质习题及答一、选择题1.在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点.其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是( )A.甲图中与点电荷等距的a、b两点B.乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C.丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D.丁图中非匀强电场中的a、b两点2。
如图所示,A、B为两个固定的等量同号正电荷,在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C,现给电荷C一个垂直于连线的初速度v0,若不计C所受的重力,则关于电荷C以后的运动情况,下列说法中正确的是()A.加速度始终增大B.加速度先增大后减小C.速度先增大后减小D.速度始终增大3.如图所示,两个带同种电荷的带电球(均可视为带电质点),A球固定,B球穿在倾斜直杆上处于静止状态(B球上的孔径略大于杆的直径),已知A、B两球在同一水平面上,则B球受力个数可能为() A.3 B.4C.5 D.64.如图所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线,已知在a、b两点粒子所受电场力分别为F a、F b,若带电粒子q(|Q|≫|q|)由a点运动到b点,电场力做正功,则下列判断正确的是( )A.若Q为正电荷,则q带正电,F a〉F bB.若Q为正电荷,则q带正电,F a<F bC.若Q为负电荷,则q带正电,F a〉F bD.若Q为负电荷,则q带正电,F a〈F b5.如图所示,水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电介质小球a、b,左边放一个带正电的固定球+Q时,两悬球都保持竖直方向.下面说法中正确的是()A.a球带正电,b球带正电,并且a球带电荷量较大B.a球带负电,b球带正电,并且a球带电荷量较小C.a球带负电,b球带正电,并且a球带电荷量较大D.a球带正电,b球带负电,并且a球带电荷量较小6.如图所示,质量分别是m1、m2,电荷量分别为q1、q2的两个带电小球,分别用长为l的绝缘细线悬挂于同一点,已知:q1>q2,m1>m2,两球静止平衡时的图可能是()7.如图光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定,杆上套有一带正电的小球,质量为m,带电荷量为q。
习题课 电场力的性质1.电场力公式(1)F =Eq (适用于一切电场)(2)F =k q 1q 2r 2(适用于真空中静止两点电荷)2.电场强度的计算公式(1)E =Fq(电场强度的定义式,适用于一切电场)(2)E =k Qr 2(点电荷的电场强度公式,只适用于点电荷的电场)3.电场线 (1)电场线的特点①电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷; ②电场线在电场中不相交;③电场强度大的地方电场线较密,电场强度小的地方电场线较疏. (2)电场线描述电场①电场线的疏密描述电场的强弱;②电场线的切线方向即是该点电场强度的方向.类型一 等量电荷电场的分析(2020·华南师大附中高二检测)如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B 匀速飞过,电子重力不计,则电子除受电场力外,所受的另一个力的大小和方向变化情况是( )A .先变大后变小,方向水平向左B .先变大后变小,方向水平向右C .先变小后变大,方向水平向左D .先变小后变大,方向水平向右[解析] 等量异种电荷电场线分布如图甲所示,由图中电场线的分布可以看出,从A 点到O 点,电场线由疏到密;从O 点到B 点,电场线由密到疏,所以沿点A 、O 、B ,电场强度应先由小变大,再由大变小,方向为水平向右.由于电子做匀速直线运动,所受合外力必为零,故另一个力应与电子所受电场力大小相等、方向相反,电子受到电场力方向水平向左,且沿点A、O、B运动的过程中,电场力由小变大,再由大变小,故另一个力的方向应水平向右,其大小应先变大后变小,如图乙所示,故选B.[答案] B两个等量点电荷的叠加电场的特点(1)等量同种点电荷的电场①两点电荷连线上,中点处电场强度为零,向两侧电场强度逐渐增大.②两点电荷连线的中垂线上由中点到无限远,电场强度先变大后变小.(2)等量异种点电荷的电场①两点电荷连线上,沿电场线方向电场强度先变小再变大,中点处电场强度最小.②两点电荷连线的中垂线上电场强度方向都相同,总与中垂线垂直且指向负点电荷一侧.沿中垂线从中点到无限远处,电场强度一直减小,中点处电场强度最大.(多选)如图所示,A、B为两个固定的等量正点电荷,在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正点电荷C,现给电荷C一个垂直于连线的初速度v0,若不计电荷C所受的重力,则关于电荷C运动过程中的速度和加速度情况,下列说法正确的是()A.加速度始终增大B.加速度先增大后减小C.速度始终增大,最后趋于无穷大D.速度始终增大,最后趋于某一有限值解析:选BD.由电场的叠加原理,AB中垂线上由C向上电场强度为先增大后减小,故电荷C所受电场力向上先增大后减小,所以C的加速度先增大后减小,但速度始终增大,且有一有限值,可知B、D正确.类型二 求解电场强度的“巧法”如图所示选项中的各14圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各14圆环间彼此绝缘.坐标原点O 处电场强度最大的是( )[解析] 每个14圆环在O 点产生的电场强度大小相等,设为E .根据电场的叠加原理和对称性,得A 、B 、C 、D 各图中O 点的电场强度分别为E A =E 、E B =2E 、E C =E 、E D =0,故B 正确.[答案] B要善于利用对称观点,如无穷大平面导体表面感应电荷产生的电场,是关于表面对称分布的,即对称的两个位置的电场强度等大、反向.【针对训练】1.如图所示,一个均匀的带电圆环,所带电荷量为+Q ,半径为R ,放在绝缘水平桌面上.圆心为O 点,过O 点作一竖直线,在此线上取一点A ,使A 到O 点的距离为R ,在A 点放一检验电荷+q ,则+q 在A 点所受的库仑力为( )A .kQqR 2,方向向上B .2kQq4R 2,方向向上 C .kQq4R2,方向水平向左D .不能确定解析:选B .先把带电圆环分成若干个小部分,每一小部分可视为一个点电荷,各点电荷对检验电荷的库仑力在水平方向上的分力相互抵消,竖直方向上的分力大小为kqQ cos 45°(2R )2=2kQq4R 2,方向向上,故选B . 2.如图所示,一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点,a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ,在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷.已知b 点处的电场强度为零,则d 点处电场强度的大小为(k 为静电力常量)( )A .k 3q R 2B .k 10q 9R 2C .k Q +q R2D .k 9Q +q 9R 2解析:选B .由b 点处的合电场强度为零可得圆盘在b 点处的电场强度与点电荷q 在b 点处的电场强度大小相等、方向相反,所以圆盘在b 点处的电场强度大小为E b =k qR 2,再根据圆盘电场强度的对称性和电场强度叠加即可得出d 点处的电场强度为E d =E b +k q(3R )2=k 10q9R2,B 正确. 类型三 库仑力作用下带电体的平衡1.库仑力具有力的一切性质,可以与其他力合成、分解,两点电荷间的库仑力是一对作用力和反作用力,遵从牛顿第三定律.2.共点力的平衡条件:物体所受外力的合力为零,即F 合=0或⎩⎪⎨⎪⎧F x =0F y =0.3.处理平衡问题常用的数学知识和方法有直角三角形、相似三角形和正交分解法. 4.选取研究对象时,要注意整体法和隔离法的灵活运用.(2018·11月浙江选考)电荷量为4×10-6 C 的小球绝缘固定在A 点,质量为0.2 kg 、电荷量为-5×10-6 C 的小球用绝缘细线悬挂,静止于B 点.A 、B 间距离为30 cm ,AB 连线与竖直方向夹角为60°.静电力常量为9.0×109 N ·m 2/C 2,小球可视为点电荷.下列图示正确的是(g 取10 N/kg) ( )[解析] 两球之间的库仑力为F =k q A q Br 2=9.0×109×4×10-6×5×10-60.32N =2 N ,小球B受到的重力大小为G B =2 N ,且F 与竖直方向夹角为60°,F =G B ,故小球B 受到的库仑力、重力以及细线的拉力,组成的矢量三角形为等边三角形,所以细线与竖直方向的夹角为60°,B 正确.[答案] B当三力平衡时,能组成一个封闭的矢量三角形,再结合一个角为60°的等腰三角形为等边三角形即可求解.如图所示,所带电荷量分别为+q 和+4q 的两点电荷A 、B ,相距L ,问:(1)若A 、B 固定,在何处放置点电荷C ,才能使C 处于平衡状态? (2)在(1)中的情形下,C 的电荷量和电性对C 的平衡有影响吗?(3)若A 、B 不固定,在何处放一个什么性质的点电荷,才可以使三个点电荷都处于平衡状态?[解析] (1)由平衡条件,对C 进行受力分析,C 应在AB 的连线上且在A 、B 之间,设C 与A 相距r ,则k ·q ·q C r 2=k ·4q ·q C(L -r )2 解得:r =L3.(2)在(1)中的位置处,不论C 为正电荷还是负电荷,A 、B 对其作用力的合力均为零,故C 的电荷量大小和电性对其平衡无影响.(3)若将C 放在A 、B 电荷两边,A 、B 对C 同为向左(或向右)的力,C 都不能平衡;若将C 放在A 、B 之间,C 为正电荷,则A 、B 都不能平衡,所以C 为负电荷.设放置的点电荷的电荷量大小为Q ,与A 相距r 1,分别对A 、B 受力分析,根据平衡条件,对电荷A :有k ·4q ·q L 2=kQ ·qr 21对电荷B :有k ·4q ·q L 2=kQ ·4q (L -r 1)2联立可得:r 1=L 3,Q =49q (负电荷)即应在AB 连线上且在A 的右边,与点电荷A 相距L 3处放置一个电荷量为49q 的负电荷.[答案] 见解析(1)同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时,每个电荷受到的合力均为零,根据平衡条件可得,电荷间的关系为:“两同夹异”“两大夹小”“近小远大”.(2)对于三个自由电荷的平衡问题,只需对其中两个电荷列平衡方程,不必再对第三个电荷列平衡方程.【针对训练】1.(2019·高考全国卷Ⅰ)如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P 和Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则( )A .P 和Q 都带正电荷B .P 和Q 都带负电荷C .P 带正电荷,Q 带负电荷D .P 带负电荷,Q 带正电荷解析:选D .对P 、Q 整体进行受力分析可知,在水平方向上整体所受电场力为零,所以P 、Q 必带等量异种电荷,A 、B 错误;对P 进行受力分析可知,匀强电场对它的电场力应水平向左,与Q 对它的库仑力平衡,所以P 带负电荷,Q 带正电荷,D 正确,C 错误.2.(多选) (2020·江苏启东中学高二检测)有两个带有等量异种电荷的小球,用绝缘细线相连后悬起,并置于水平方向的匀强电场中,如图所示.当两小球都处于平衡时不可能的位置是选项中的( )解析:选BCD.若把两小球和两球之间的连线看成一个整体,因为两球所带电荷是等量异种电荷,所以两小球在水平方向上所受电场力的合力为零,竖直方向只受两球的重力和上段细线的拉力,重力竖直向下,所以上段细线的拉力必须竖直向上,则答案为B、C、D.1.(多选)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点电场强度的大小.如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点:O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称.则()A.B、C两点电场强度大小和方向都相同B.A、D两点电场强度大小相等,方向相反C.E、O、F三点比较,O点电场强度最小D.B、O、C三点比较,O点电场强度最小解析:选AD.根据等量异种点电荷的电场特点可知:两电荷连线上各点的电场强度方向向右且大小关于O点对称,中点电场强度最小,向两侧电场强度逐渐增大.两电荷连线中垂线上各点的电场强度方向相同,都向右,且大小关于O点对称,中点电场强度最大,向两侧电场强度逐渐减小,故A、D正确.2.(多选)如图所示,质量分别为m1、m2,电荷量分别为q1、q2的两小球,分别用绝缘轻丝线悬挂起来,两丝线与竖直方向的夹角分别为α和β(α>β),两小球恰在同一水平线上,那么()A.两球一定带异种电荷B .q 1一定大于q 2C .m 1一定小于m 2D .m 1所受的库仑力一定大于m 2所受的库仑力解析:选AC .由于两带电小球相互吸引,所以一定带异种电荷,A 正确.设轻丝线与竖直方向的夹角为θ,根据平衡条件可得两球之间的库仑力F =mg tan θ,因此m 1g <m 2g ,即m 1<m 2,C 正确.3.如图所示,A 、B 是两个带等量同种电荷的小球,A 固定在竖直放置的10 cm 长的绝缘支杆上,B 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A 等高,若B 的质量为30 3 g ,则B 所带电荷量是多少?(取g =10 m/s 2)解析:因为B 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A 等高,设A 、B 之间的水平距离为L ,绝缘支杆的长度为h .依据题意可得:tan 30°=h L,L =h tan 30°=1033cm =10 3 cm对B 进行受力分析如图所示,依据物体平衡条件解得库仑力 F =mg tan 30°=303×10-3×10×33N =0.3 N 依据F =k q 1q 2r 2得:F =k q 2L 2解得:q =FL 2k=0.39×109×103×10-2 C =1.0×10-6 C .答案:1.0×10-6 C4.如图所示,竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域,电场强度E =3×104 N/C .在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m =5×10-3 kg 的带电小球,静止时小球偏离竖直方向的角度θ=60°.g 取10 m/s 2.试求:(1)小球的电性和电荷量;(2)若小球静止时离右板d =53×10-2m ,剪断悬线后,小球经多长时间碰到右极板? 解析:(1)因为小球静止,即受力平衡,所以小球带正电荷,小球受力分析如图所示.由平衡条件有qE =mg tan θ解得q =533×10-6 C .(2)剪断细线后,小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动. a x =qE m ,d =12a x t 2解得t =0.1 s. 答案:(1)正电荷533×10-6 C (2)0.1 s。
电场力的性质周练卷一、选择题(不定项)1. 如图所示, 是电场中的一条电场线, 一电子只在电场力作用下从a点运动到b点速度在不断地增大, 则下列结论正确的是()A. 该电场是匀强电场B. 该电场线的方向由N指向MC. 电子在a处的加速度小于在b处的加速度D.因为电子从a到b的轨迹跟重合, 所以电场线实际上就是带电粒子在电场中的运动轨迹2.已知介子、介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克u或u d反夸克d)组成的, 它们的带电荷量如表中所示, 表中e为元电荷。
带电荷量-eB. 由d和组成A. 由u和组成D. 由d和组成C. 由u和组成3.如图所示, 竖直墙面与水平地面均光滑绝缘, 两个带有同种电荷的小球A.B分别处于竖直墙面和水平地面, 且共处于同一竖直平面内, 若用图示方向的水平推力F作用于小球B, 则两球静止于图示位置, 如果将小球B稍向左推过一些, 两球重新平衡时的受力情况与原来相比 ( )A. 推力F将增大B. 墙面对小球A的弹力减小C. 地面对小球B的弹力减小D. 两小球之间的距离增大4.如图所示, 原来不带电的金属导体, 在其两端下面都悬挂着金属验电箔;若使带负电的金属球A靠近导体的M端, 可能看到的现象是.. )A.只有M端验电箱张开, 且M端带正电B.只有N端验电箔张开, 且N端带负电C.两端的验电箔都张开, 且左端带负电, 右端带正电D.两端的验电箔都张开,且两端都带正电或负电5.如图所示, 有一带电物体处在一个斜向上的匀强电场E中, 由静止开始沿天花板向左做匀加速直线运动, 下列说法正确的是( )A. 物体一定带正电B. 物体一定带负电C. 物体不一定受弹力的作用D. 物体一定受弹力的作用6.已知如图, 带电小球A.B的电荷分别为、, , 都用长L的丝线悬挂在O点。
静止时A.B 相距为d。
为使平衡时间距离减为2, 可采用以下哪些方法()A. 将小球A.B的质量都增加到原来的2倍B. 将小球B的质量增加到原来的8倍C. 将小球A.B的电荷量都减半D.将小球A、B的电荷量都减半, 同时将小球B的质量增加到原来的2倍7.如图所示, 把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上, 在桌面的另一处放置带电小球B。
高二【电场的力的性质】练习题一、选择题(1~7题为单项选择,8~11题为多项选择)1.A、B、C三点在同一直线上,AB∶BC=1∶2,B点位于A、C之间,在B处固定一电荷量为Q的点电荷。
当在A处放一电荷量为+q的点电荷时,它所受到的电场力为F;移去A处电荷,在C处放一电荷量为-2q的点电荷,其所受的电场力为( )A.-F2B.F2C.-F D.F解析设A、B间距离为x,则B、C间距离为2x,根据库仑定律有F=k Qq x2,在C处放一电荷量为-2q的点电荷,其所受电场力为F′=k2Qq(2x)2=F2,考虑电场力方向易知B正确。
答案 B2.一负电荷从电场中的A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B 点,它运动的v-t图象如图1所示,则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的( )图1解析由v-t图象可知负电荷在电场中做加速度越来越大的加速运动,故电场线应由B指向A且A到B的方向场强变大,电场线变密,选项C正确。
答案 C3.如图2所示,内壁光滑绝缘的半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m,带电荷量为q的小滑块,静止于P点,整个装置处于沿水平方向的匀强电场中。
设滑块所受支持力为F N,OP与水平方向的夹角为θ。
下列关系正确的是( )图2A.qE=mgtan θB.qE=mg tan θC.F N=mgtan θD.F N=mg tan θ解析小滑块受重力、电场力和支持力作用,小滑块处于平衡状态,根据力的合成与分解,有qE=mgtan θ,F N=mgsin θ。
故正确答案为A。
答案 A4.如图所示,在正方形四个顶点分别放置一个点电荷,所带电荷量已在图中标出,则下列四个选项中,正方形中心处场强最大的是 ( )解析根据点电荷电场强度公式E=k Qr2,结合矢量合成法则求解。
设正方形顶点到中心的距离为r,则A选项中电场强度E A=0,B选项中电场强度E B=22k Qr2,C选项中电场强度E C=kQr2,D选项中电场强度E D=2kQr2,所以B正确。
习题课1电场的性质(教师用书独具)[学习目标] 1.理解描述电场力的性质物理量——场强及电场线。
2.理解描述电场能的性质的物理量——电势、电势能、电势差及等势线。
一、电场线、等势面和运动轨迹的综合1.已知等势面的形状分布,根据电场线和等势面相互垂直可以绘制电场线。
2.由电场线和等差等势面的疏密,可以比较不同点的电场强度大小,电场线或等势面密集处,电场强度较大。
3.根据电荷的运动轨迹可以判断电荷受力方向和做功的正负,从而判断电势能的变化情况,注意静电力与电场线相切,且指向曲线的凹侧。
【例1】(多选)某同学在研究电子在电场中的运动时,得到了电子由a点运动到b点的轨迹(如图中实线所示),图中未标明方向的一组虚线可能是电场线,也可能是等势面,则下列说法正确的是()A.如果图中虚线是电场线,电子由a点运动到b点,动能减少,电势能增加B.如果图中虚线是等势面,电子由a点运动到b点,动能增加,电势能减少C.不论图中虚线是电场线还是等势面,a点的电场强度都大于b点的电场强度D.不论图中虚线是电场线还是等势面,a点的电势都高于b点的电势BC[若虚线是电场线,从轨迹弯曲方向可知电场力沿着电场线向左,ab曲线上每一点的瞬时速度与电场力方向均成钝角,故电子做减速运动,所以A错误;若虚线为等势面,根据等势面与电场线处处垂直可大致画出电场线,显然可看出曲线上每个位置电子受到的电场力与速度成锐角,电子加速运动,所以B正确;若虚线是电场线,由电场线的密集程度可看出a点的场强较大,由沿着电场线方向电势越来越低可判断a处的电势较高,若虚线是等势面,从电子曲线轨迹向下弯曲可知电场线方向垂直虚线向上,沿着电场线方向电势越来越低,故a点电势较小,可判断D错误;而等差等势面密集处电场线也越密集,故a处场强较大,因此无论虚线是电场线还是等势面,均有a点的场强大于b点的场强,所以C正确。
故选B、C。
]已知等势面的形状分布,根据电场线和等势面相互垂直绘制电场线,再根据轨迹弯曲方向找电荷的受力方向,结合运动轨迹或路径,判断功的正负;由静电力做功正负确定动能及电势能的变化。
电场力的性质练习题(带详细答案)命题人:审核人:物理组试做人:时间:45分钟满分:100分编号:084一、选择题1.在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点.其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是()A.甲图中与点电荷等距的a、b两点B.乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C.丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D.丁图中非匀强电场中的a、b两点—2. 如图所示,A、B为两个固定的等量同号正电荷,在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C,现给电荷C一个垂直于连线的初速度v0,若不计C所受的重力,则关于电荷C以后的运动情况,下列说法中正确的是()A.加速度始终增大B.加速度先增大后减小C.速度先增大后减小D.速度始终增大3. 如图所示,两个带同种电荷的带电球(均可视为带电质点),A球固定,B球穿在倾斜直杆上处于静止状态(B球上的孔径略大于杆的直径),已知A、B两球在同一水平面上,则B球受力个数可能为()A.3 B.4 C.5 D.64. 如图所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线,已知在a、b两点粒子所受电场力分别为F a、F b,若带电粒子q(|Q|≫|q|)由a点运动到b点,电场力做正功,则下列判断正确的是()A.若Q为正电荷,则q带正电,F a>F b B.若Q为正电荷,则q带正电,F a<F bC.若Q为负电荷,则q带正电,F a>F b D.若Q为负电荷,则q带正电,F a<F b5. 如图所示,水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电介质小球a、b,左边放一个带正电的固定球+Q时,两悬球都保持竖直方向.下面说法中正确的是()A.a球带正电,b球带正电,并且a球带电荷量较大~B.a球带负电,b球带正电,并且a球带电荷量较小C.a球带负电,b球带正电,并且a球带电荷量较大D.a球带正电,b球带负电,并且a球带电荷量较小6. 如图光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定,杆上套有一带正电的小球,质量为m,带电荷量为q.为使小球静止在杆上,可加一匀强电场.所加电场的场强满足什么条件时,小球可在杆上保持静止()A.垂直于杆斜向上,场强大小为mg cos θqB.竖直向上,场强大小为mgqC .垂直于杆斜向下,场强大小为mg sin θq D.水平向右,场强大小为mg cot θq7. 如图1所示,A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,除A点处的电量为-q外,其余各点处的电量均为+q,则圆心O处()A.场强大小为,方向沿OA方向B.场强大小为,方向沿AO方向C.场强大小为,方向沿OA方向D.场强大小为,方向沿AO方向)8. 匀强电场的电场强度E=×103V/m,要使一个电荷量为×10-15C的负点电荷(不计重力)沿着与电场强度方向成60°角的方向做匀速直线运动,则所施加外力的大小和方向应是()A.×10-11 N,与场强方向成120°B.×10-11 N,与场强方向成60°C.×10-11 N,与场强方向相同D.×10-11 N,与场强方向相反-11在10的右上角9. 如图所示,倾角为θ的绝缘斜面固定在水平面上,当质量为m、带电荷量为+q的滑块沿斜面下滑时,在此空间突然加上竖直方向的匀强电场,已知滑块受到的电场力小于滑块的重力.则A .若滑块匀速下滑,加上竖直向上的电场后,滑块将减速下滑B .若滑块匀速下滑,加上竖直向下的电场后,滑块仍匀速下滑C.若滑块匀减速下滑,加上竖直向上的电场后,滑块仍减速下滑,但加速度变大D.若滑块匀加速下滑,加上竖直向下的电场后,滑块仍以原加速度加速下滑10.如图6-1-23所示,两个带等量的正电荷的小球A、B(可视为点电荷),)被固定在光滑的绝缘的水平面上,P、N是小球A、B的连线的水平中垂线上的两点,且PO=ON.现将一个电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点),由P点静止释放,在小球C向N点的运动的过程中,下列关于小球C的速度图象中,可能正确的是()11.如图所示,在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O 处放一个点电荷,将一个质量为m 、带电荷量为q 的小球从圆弧管的端点A 处由静止释放,小球沿细管滑到最低点B 处时,对管壁恰好无压力,则处于圆心O 处的电荷在AB 弧中点处的电场强度的大小为( ) A .E =mgq B .E =2mgqC .E =3mgqD .无法计算12.( 2014新课标)如图,在正点电荷Q 的电场中有M 、N 、P 、F 四点,M 、N 、P 为直角三角形的三个顶点,F 为MN 的中点,∠M=30°,M 、N 、P 、F 四点的电势分别用M ϕ、N ϕ、P ϕ、F ϕ表示。
一:电场力的性质1.带电荷量分别为+2Q 和-4Q 的两个相同的金属小球,相距一定距离时,相互作用力大小为F 若把它们接触一下后,再放回原处,它们的相互作用力大小变为 A.F/8 B.F/4 C.F/12 D.F/22.真空中两个同性点电荷q 1、q 2,它们相距较近,保持静止状态.今释放q 2,且q 2只在q l 的库仑力作用下运动,则q 1在运动过程中受到的库仑力A.不断减小B.不断增大C.始终保持不变D.先增大后减小3.带电量分别为+4Q 和-6Q 的两个相同的金属小球,相距一定距离时,相互作用力的大小为F.若把它们接触一下后,再放回原处,它们的相互作用力的大小变为 ( )A.F 24B. F 16C. F 8D. F 44.两相同带电小球,带有等量的同种电荷,用等长的绝缘细线悬挂于0点,如图所示.平衡时,两小球相距r ,两小球的直径比r 小得多,若将两小球的电量同时各减少一半,当它们重新平衡时,两小球间的距离 A.大于r/2 B.小于r/2 C.等于r/2 D.等于r5.下列有关电场强度的叙述中,错误的是 ( ) A .电场强度是描述电场力的性质的物理量,B .电场强度在数值上等于放入该点的电荷所受到的电场力跟它电量的比值,C .点电荷Q 形成的电场中,强度跟Q 成正比,与距离r 的平方成反比,D .在匀强电场中,场强等于两点间的电势差与两点间的距离之比。
6.下面各种情况中,a 、b 两点的电势相等,电场强度也相同的是 A.如图甲,离点电荷等距的a 、b 两点B.如图乙,达到静电平衡时导体内部的a 、b 两点C.如图丙,带电平行板电容器中,与正极板不等距的a 、b 两点D.如图丁,两个等量异种电荷连线的中垂线上,与连线中点O 等距的a 、b 两点7.图中a 、b 是两个点电荷,它们的电量分别为Q1、Q 2,MN 是ab 连线的中垂线,P 是中垂线上的一点,下列哪种情况能使P 点场强方向指向MN 的左侧A.Q 1、Q 2都是正电荷,且Q 1<Q 2B.Q 1是正电荷,Q 2是负电荷,且Q 1>∣Q 2∣C.Q 1是负电荷,Q 2是正电荷,且∣Q 1∣<Q 2D.Q 1,Q 2都是负电荷,且∣Q 1∣>∣Q 2∣8.如图7—35所示,氢原子核外有一个电子绕原子核做匀速率圆周运动。
齐齐哈尔实验中学校本习题电场能的性质电势能:知识点提要:1、匀强电场中,电场力做功等于电场力乘以沿电场力方向上的分位移。
W=qEL。
只有垂直于电场力方向的位移时,电场力不做功。
2、电场力做功与路径无关。
3、只有电场力做功时,电势能和动能相互转化,而它们的总量保持不变。
4、正试探电荷的电势能越大的地方, 负试探电荷在该处的电势能就越小5、离正场源电荷越近, 正试探电荷的电势能越大, 负试探电荷的电势能越小6、正试探电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐减小,逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;负试探电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大,逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小7、无论正负试探电荷,电场力做正功,电势能就一定减小;电场力做负功,电势能就一定增加。
电场力所做的功等于电势能的减少。
或电场力所做的功等于电势能变化的相反数。
W AB=E PA-E PB。
8、零势能处可任意选择,但常取无限远处或大地的电势能为0。
电势能有正有负,电势能为正,表示比零电势能处电势能大,电势能为负,表示比零电势能处电势能小。
电势能-5J比8J小13J。
练习题:1、如图所示,在匀强电场中有A、B两点,将一电量为q的正电荷从A点移到B点,第一次沿直线AB移动该电荷,电场力做功为W1;第二次沿路径ACB移动该电荷,电场力做功W2;第三次沿曲线AB移动该电荷,电场力做功为W3,则2、如图所示,在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,分别把+q和-q的试验电荷依次放在三点上,关于它所具有的电势能的正确说法是A.放上+q时,它们的电势能E PA>E PB>E PC B.放上+q时,它们的电势能E PA<E PB<E PCC.放上-q时,它们的电势能E PA>E PB>E PC D.放上-q时,它们的电势能E PA<E PB<E PC3、下列说法中,正确的是A.当两个正点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力增大,它们的电势能也增大B.当两个负点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力增大,它们的电势能也增大C.一个正点电荷与一个负点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力增大,它们的电势能也增大D.一个正点电荷与一个负点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力减小,它们的电势能也减小4、如图所示的电场中,将带电的粒子从电场中的A点无初速地释放,只受电场力的作用而运动,则下列说法中正确的是A.若为带正电粒子,动能一定增大B.若为带正电粒子,电势能一定增大C.若为带负电粒子,动能一定增大D.若为带负电粒子,加速度一定增大5、下列说法中正确的是A.无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,电场力做的正功越多,电荷在该点的电势能就越大B.无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,电场力做的正功越少,电荷在该点的电势能越大C.无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点时,克服电场力做功越多,电荷在该点的电势能越大D.无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点时,电场力做功越多,电荷在该点的电势能越大6、实线为三条未知方向的电场线,从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子,a、b只受电场力作用的运动轨迹如右图中的虚线所示,则A.a一定带正电,b一定带负电 B.电场力对a做正功,对b做负功C.a、b的电势能都减小 D.a的加速度将减小,b的加速度将增大7、如图所示,实线是匀强电场的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上两点,若带电粒子在运动中只受电场力作用,则由此图可作出的正确判断是A.带电粒子带负电荷 B.带电粒子所受电场力的方向向左C.带电粒子做匀变速运动 D.带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能8、如下图为一匀强电场,某带电物体从A点运动到B点。
1、(2015·浙江)如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的MN两点,A上带有Q=3.0×10-6C的正电荷。
两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为和。
A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2kg(重力加速度取g=10m/s2;静电力常量k=9.0×109Nm2/C2,AB球可视为点电荷)则()A.支架对地面的压力大小为2.0NB.两线上的拉力大小F1= F2=1.9NC.将B水平右移,使M、A、B在同一直线上,此时两线上的拉力大小为F1=1.225N, F2=1.0ND.将B移到无穷远处,两线上的拉力大小F1= F2=0.866N2、(多选)如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑绝缘,两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面,且共处于同一竖直平面内,若用如图所示方向的水平推力F作用于小球B,则两球静止于如图所示位置,如果将小球B 稍向左推过一些,两球重新平衡时的受力情况与原来相比( )A.推力F将增大B.墙面对小球A的弹力减小C.地面对小球B的弹力减小D.两小球之间的距离增大3、(多选)放在水平地面上的光滑绝缘圆筒内有两个带正电小球A、B,A位于筒底靠在左侧壁处,B在右侧筒壁上受到A 的斥力作用处于静止,如图所示.若A的电荷量保持不变,B由于漏电而下降少许重新平衡,下列说法正确的是( )A.A对筒底的压力不变B.B对筒壁的压力变大C.A、B间的库仑力变小D.A、B间的电势能减小4、如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ。
一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行。
小球A的质量为m、电量为q。
小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同、间距为d。
静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷。
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08习题25 电场的性质
1.设电子在运动过程中只受电场力作用,则下列说法中正确的是
A.在电场中的任意一点由静止释放电子,都将沿电场线运动
B.在任何电场中电子都都不可能沿某个等势面运动
C.给电子一定的初速度,它可能沿正点电荷电场中的某个等势面运动
D.给电子一定的初速度,它可能沿匀强电场中的某个等势面运动
2.已知M 是等量同种点电荷连线的中点,N 是等量异种点电荷连线的中点。
取无穷远处为零电势点。
则下列说法中正确的是
A.M 点场强不为零,电势为零
B.M 点场强、电势都为零
C.N 点场强不为零,电势为零
D.N 点场强、电势都为零
3.如图所示,实线表示匀强电场的电场线,虚线表示一个带电粒子射入该电场后的运动轨迹,a 、b 是轨迹上的两个点。
不计重力.下列说法中正确的是
A.该带电粒子一定是从下向上通过该匀强电场的
B.该匀强电场的场强方向一定是从左向右
C.该带电粒子在a 点的电势能一定大于在b 点的电势能
D.该带电粒子在a 点的动能一定大于在b 点的动能
4.如图所示,实线为某电场的电场线,虚线为该电场的等势面.已知a 、b
-50V 和-20V ,则a 、b 连线中点c 的电势应该是
A.等于-35V
B.高于-35V
C.低于-35V
D.无法确定
5.如图所示,A 、B 两点固定有等量负点电荷。
C 、D 是A 、B 连线的垂直平分线上的两个点。
下列说法中正确的是
A.C 点和D 点在同一等势面上
B.C 点的场强一定比D 点小
C.C 点的电势可能比D 点高
D.C 点的场强可能比D 点大
6.在静电场中,将一电子从A 点移到B 点,电场力做了正功,则 A.电场强度的方向一定是由A 点指向B 点 B.电场强度的方向一定是由B 点指向A 点
C.电子在A 点的电势能一定比在B 点高
D.电子在B 点的电势能一定比在A 点高
7.如图所示,真空中有一个固定的点电荷,电荷量为+Q 。
虚线表
示该点电荷电场中的等势面。
两个一价离子M 、N (不计重力和它们之间的电场力)先后从a 点以相同的速率v 0射入该电场,运动轨迹分别为曲线apb 和aqc ,其中p 、q 分别是它们离固定点电荷最近的位置。
下列说法中正确的是
A.M 是正离子,N 是负离子
B.M 在p 点的速率大于N 在q 点的速率
C.M 在b 点的速率大于N 在c 点的速率
- 57 - D.M 从p →b 过程电势能的增量等于N 从a →q 电势能的增量
8.在场强为E 的匀强电场中固定放置两个小球1和2,它们的质量相等,电荷分别为q 1和- q 2(q 1≠q 2)。
球1和球2的连线平行于电场线,如图。
现同时放开1球和2球,它们开始在电场力的作用下运动,如果球1和球2之间的距离可以取任意有限值,则两球刚被
放开时,它们的加速度不可能是
A.大小不等,方向相同
B.
大小不等,方向相反
C.大小相等,方向相同
D.大小相等,方向相反
9.图中a
、b 是两个点电荷,它们的电量分别为Q 1、Q 2,MN 是ab 连线的中垂线,P 是中垂
线上的一点。
下列哪种情况能使P 点场强方向指向MN 的右侧?
A.Q 1、Q
2都是正电荷,且Q 1<Q 2 B.Q 1是正电荷,Q 2是负电荷,且Q 1>|Q 2|
C.Q 1是负电荷,Q 2是正电荷,且|Q 1|< Q 2
D.Q 1、Q 2都是负电荷,且|Q 1|>|Q 2| 10.一带电油滴在匀强电场E 中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下。
若不计空气阻力,则此带电油滴从a 运动到b 的过程中,能量变化情况为 A.动能减小 B.电势能增加
C.动能和电势能之和减小
D.重力势能和电势能之和增加
11.带电粒子M 只在电场力作用下由P 点运动到Q 点,在此过程中克服电场力做了2.6×10-8J 的功。
那么下列说法正确的是
A.M 在P 点的电势能一定高于它在Q 点的电势能
B.P 点的场强一定小于Q 点的场强
C.P 点的电势一定高于Q 点的电势
D.M 在P 点的动能一定大于它在Q 点的动能
12.ab 是长为l 的均匀带电细杆,P 1、P 2是位于ab 所在直线上的两点,位置如图所示。
ab 上电荷产生的静电场在P 1处的场强大小为E 1,在P 2处的场强大小为E 2。
则以下说法正确的是
A.两处的电场方向相同,E 1>E 2
B.两处的电场方向相反,E 1>E 2
C.两处的电场方向相同,E 1<E 2
D.两处的电场方向相反,E 1<E 2
13.如图所示,平行四边形ABCD 处于一个匀强电场中,已知A 、B 、C
各点的电势依次为5V 、-2 V 、8 V ,则D 点的电势为______V 。
14.如图所示,有三根长度皆为l =1.00 m 的不可伸长的绝缘轻线,其中两根的一端固定在天花板上的 O 点,另一端分别栓有质量皆为m =1.00×10-2kg 的带电小球A 和B ,它们的电量分别
为-q 和+q ,q =1.00×10-7C .A 、B 之间用第三根线连接起来.空间中存在大小为E =1.00×106N/C 的匀强电场,场强方向沿水平向右,平衡时 A 、B 球的位置如图所示.现将O 、B 之间的线烧断,由于有空气阻力,A 、B 球最后会达到新的平衡位置.求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断
前相比改变了多少.(不计两带电小球间相互作用的静电力)
1 2 E
2
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