内容正文:
章末强化练(一) 静电场的描述
(时间:90分钟 满分:100分)
[对应学生用书P154]
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28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.在如图所示的四个电场中,均有相互对称分布的a、b两点,其中a、b两点电势和电场强度都相同的是( )
A B C D
C [因为电势是标量,并且a、b在题中的四个电场中具有对称性,故四个电场中a、b两点的电势都是相等的,而电场强度是矢量,A图中两对称点的电场强度大小相等、方向相反;B图中两个场强叠加后,a点的场强方向斜向右上方,b点的场强方向斜向右下方;C图中两对称点的场强大小相等,方向都是水平向右;D图中a点的场强方向向上,b点的场强方向向下,因此只有选项C正确.]
2.如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷,距离为d,电荷量分别为+Q和-Q.在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管,有一电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入,则小球( )
A.速度先增大后减小
B.受到的库仑力先做负功后做正功
C.受到的库仑力最大值为
D.管壁对小球的弹力最大值为
C [由等量的异种电荷形成的电场特点,根据小球的受力情况可知在细管内运动时,合力为重力,小球速度一直增大,A错误;库仑力水平向右,不做功,B错误;在连线中点处库仑力最大,F=+=,C正确;管壁对小球的弹力与库仑力是平衡力,所以最大值为,D错误.]
3.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.
B [由对称性及电场叠加原理可知,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E=.]
4.如图所示,A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点,电场方向与六边形所在平面平行,已知A、B、C三点的电势分别为1 V、6 V和9 V.则下列说法正确的是( )
A.D点的电势为7 V
B.电子在A点的电势能比在E点的低1 eV
C.电子从C点运动到F点,电场力做功为10 eV
D.UDF=-8 V
A [在匀强电场中,两长度相等且相互平行的线段两端的电势差相等,则φA-φD=2(φB-φC),得φD=7 V,A正确;同理可求得φF=-1 V、φE=2 V,电子在A点的电势能EpA=eφA=-1 eV,在E点的电势能EpE=eφE=-2 eV,所以电子在A点的电势能比在E点的高1 eV,B错误;电子从C点运动到F点,电场力做功为WCF=eUCF=e(φC-φF)=-10 eV,C错误;UDF=φD-φF=8 V,D错误.]
5.真空中有两点电荷q1、q2分别位于直角三角形的顶点C和顶点B上,∠ABC=30°,如图所示,已知A点电场强度的方向垂直AB向下,则下列说法正确的是( )
A.q1带正电,q2带正电
B.q1带负电,q2带正电
C.q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的二倍
D.q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的一半
D [根据题意,A点电场强度的方向垂直AB向下,由平行四边形定则可知,q1带正电,q2带负电,A、B错误;根据A点电场强度的方向垂直AB向下,可得sin30°=,E1=k,E2=k,又r2=2r1,联立解得q1=q2,C错误,D正确.]
6.(2021·浙江6月)某书中有如图所示的图,用来表示横截面是“<”形导体右侧的电场线和等势面,其中a、b是同一条实线上的两点,c是另一条实线上的一点,d是导体尖角右侧表面附近的一点.下列说法正确的是( )
A.实线表示电场线
B.离d点最近的导体表面电荷密度最大
C.“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同
D.电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零
D [处于静电平衡的导体,是个等势体,则整个导体为等势体,由于电场线方向总是与等势面垂直,所以实线不是电场线,而是等势面,A错误;等势面的疏密表示场强的强弱,而场强越大的地方电荷密度越大,从题图中可以看出d点的电场线最稀疏,因此d点的场强最弱,电荷密度最小,B错误;从题图中可以看出除拐角处外,导体右侧表面附近电场方向与导体表面垂直,所以角平分线上方和下方导体右侧表面附近的电场方向不相同,C错误;电场力做功与路径无关,取决于起点、终点的电势差,由于a、b是同一条等势线上的两点,所以电荷从a点到c点再到b点电场力做的总功为零,D正确.]
7.真空中Ox坐标轴上的某点有