内容正文:
2021-2022年高二物理必修3专题特训(人教版2019)
专题06 电场强度
一、单项选择题:本题共9小题,每小题3分,共27分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.如图,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点处有一电荷量为的固定点电荷。已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】a点电荷量为q的点电荷在b处产生的电场强度为
方向向右,而半径为R均匀分布着电荷量为Q的圆盘,与a点处有一电荷量为的固定点电荷,在b点处的场强为零,可得圆盘在b点处产生的电场强度大小也为
方向向左,那么圆盘在d产生的电场强度的大小仍为
方向向右,而a处电荷量为q的点电荷在d处产生的电场强度为
方向向右,则d处的电场强度大小为
故B正确,ACD错误。
故选B。
2.如图所示,O是半径为R的正N边形(N为大于3的偶数)外接圆的圆心,在正N边形的一个顶点A放置一个带电荷量为+2q的点电荷,其余顶点分别放置带电荷量均为-q的点电荷(未画出)。则圆心O处的场强大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由对称性及电场叠加原理可知,除A处电荷以及与A关于D点对称的电荷外,其他电荷的分布关于O点对称,它们在O处产生的合场强为0,圆心O处的电场可等效为由正N边形的顶点A放置的一个带电荷量为+2q的点电荷与过该点直径的另一端的顶点放置的一个带电荷量为-q的点电荷共同产生的,由点电荷电场强度公式知圆心O处的场强大小为
故选项B正确,ACD错误。
故选B。
3.如图所示,以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f、等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时,在圆心O处产生的电场强度大小为E。现改变a处点电荷的位置,关于O点的电场强度变化,下列叙述正确的是( )
A.移至c处,O处的电场强度大小不变,方向沿Oe
B.移至b处,O处的电场强度大小减半,方向沿Od
C.移至e处,O处的电场强度大小减半,方向沿Oc
D.移至f处,O处的电场强度大小不变,方向沿Oe
【答案】C
【解析】A.由题意可得,正、负点电荷在O处产生的电场强度的大小都为,方向沿Od;当a处点电荷移至c处时,两点电荷在O处的电场强度方向的夹角为120°,合电场强度大小为,方向沿Oe,故A错误;
B.当a处点电荷移至b处时,O处的合电场强度大小为,方向沿Oe与Od的角平分线斜向上,故B错误;
C.当a处点电荷移至e处时,O处的合电场强度大小为,方向沿Oc,故C正确;
D.当a处点电荷移至f处时,O处的合场强大小为,方向沿Oc与Od的角平分线斜向下,故D错误。
故选C。
4.如图所示,电荷量为q的点电荷与均匀带电薄板相距2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。图中A点的电场强度为0,静电力常量为k,则带电薄板产生的电场在图中A点的电场强度大小为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】q在A点形成的电场强度的大小为
方向向左;
因A点场强为零,故薄板在A点的场强方向向右,大小也为。
故选A。
5.如图,在位置放置电荷量为的正点电荷,在位置放置电荷量为的负点电荷,在距为的某点处放置正点电荷Q,使得点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【解析】
根据点电荷场强公式
两点量异种点电荷在P点的场强大小为
,方向如图所示
两点量异种点电荷在P点的合场强为
,方向与+q点电荷与-q点电荷的连线平行如图所示
Q点电荷在p点的场强大小为
三点电荷的合场强为0,则方向如图所示,大小有
解得
由几何关系可知Q的坐标为(0,2a)
故选B。
6.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,半球面AB上均匀分布着正电荷,总电荷量为q,球面半径为为通过半球顶点与球心O的直线,在直线上有两点,。已知N点的场强大小为E,静电力常量为k,则M点的场强大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】假设在O点的右侧存在一个与半球面AB完全相同的半球面两球面组合成一个完整的球面,则完整球面在N点产生的电场强度大小为
根据电场的矢量叠加原理可得,半球面在N点产生的场强大小为,则根据对称性可知,半球面AB在M点的场强大小也为。
故选A。
7.如图所示,、、、四个点在同一条直线上,分别把两个正、负点电荷置于、两点。、两点间的电势差用表示,点的电场强度用表示。若只把点处的点电荷的电荷量减半,则( )
A.变大,变大 B.变小,变小
C.变小,变大 D.变大,变小
【答案】B
【解析】点处的正电荷和点处的负电荷在点