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课时作业(4) 电场力的性质
[对应学生用书P119]
1.设某星球带负电,一电子粉尘悬浮在距星球表面1 000 km 的地方,若将同样的电子粉尘带到距星球表面2 000 km的地方,相对于该星球无初速度释放,则此电子粉尘( )
A.向星球下落 B.仍在新位置保持悬浮
C.被推向太空 D.无法判断
B [设星球球心到粉尘的距离为r,粉尘的质量为m,星球的质量为M,粉尘的电荷量为q,星球的电荷量为Q.粉尘原来能悬浮,说明它所受静电力与万有引力保持平衡,则有=,由等式可看出r增大时静电力变化,同样万有引力也变化,等式仍成立.]
2.某电场的电场线分布如图所示.下列说法正确的是( )
A.c点的电场强度大于b点的电场强度
B.若将一试探电荷+q由a点释放,它将沿电场线运动到b点
C.b点的电场强度大于d点的电场强度
D.a点和b点的电场强度的方向相同
C [电场线的疏密表示电场强度的大小,由题图可知Ea<Eb,Ed>Ec,Eb>Ed,Ea>Ec,故C正确,A错误;由于电场线是曲线,由a点释放的正电荷不可能沿电场线运动,故B错误;电场线的切线方向为该点电场强度的方向,a点和b点的切线不在同一条直线上,故D错误.]
3.(多选)将质量为m的正点电荷q在电场中从静止释放,在它运动过程中如果不计重力,那么下列说法正确的是( )
A.点电荷运动轨迹必与电场线重合
B.点电荷的速度方向必定和所在点的电场线的切线方向一致
C.点电荷的加速度方向必与其所在处的电场线的切线方向一致
D.点电荷的受力方向必与其所在处的电场线的切线方向一致
CD [正点电荷q由静止释放,如果电场线为直线,电荷将沿电场线运动,但如果电场线是曲线,点电荷一定不沿电场线运动(因为如果沿电场线运动,其速度方向与受力方向重合,不符合曲线运动的条件),故A错误;由于点电荷做曲线运动时,其速度方向与静电力方向不再一致(初始时刻除外),故B错误;而点电荷的加速度方向,即电荷所受静电力方向必与该点场强方向一致,即与其所在处的电场线的切线方向一致,故C、D正确.]
4.电场中有一点P,下列有关说法正确的是( )
A.若放在P点的电荷的电荷量减半,则P点场强减半
B.若P点没有试探电荷,则P点的场强为零
C.P点的场强越大,则同一电荷在P点所受的电场力越大
D.P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向
C [电场强度是由电场本身决定的,与是否放入试探电荷,放入电荷的电性、电荷量的多少均无关,A、B错误.电荷量一定时,由F=Eq可知,场强越大,电荷所受的电场力越大,C正确.若试探电荷是正电荷,它的受力方向就是该点的场强方向,若试探电荷是负电荷,它的受力方向的反方向才是该点场强的方向,D错误.]
5.一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的.关于b点电场强度E的方向,下列图示可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )
D [电荷做曲线运动,电场力与速度方向不在同一直线上,应指向轨迹弯曲的内侧,不可能沿轨迹的切线方向,则场强也不可能沿轨迹的切线方向,故A错误.负电荷受到的电场力方向与场强方向相反,B中电场力方向与速度方向的夹角为锐角,电场力做正功,电荷的速率增大,与题意不符,故B错误.C中场强方向指向轨迹的内侧,则电场力指向轨迹的外侧,电荷的轨迹应向上弯曲,不可能沿题图所示的轨迹运动,故C错误.选项D中场强方向指向轨迹的外侧,则电场力指向轨迹的内侧,而且电场力方向与电荷的速度方向成钝角、电场力做负功,电荷的速率减小,符合题意,故D正确.]
6.如图所示,一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速运动,电子的重力不计,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
B [由电场的叠加原理,等量异种点电荷在其连线的中垂线上的电场强度在O点最大.离O点越远场强越小,但各点的场强方向是相同的,都是水平向右(如图所示).电子沿中垂线匀速运动时,所受合力为零,电子受到的电场力方向与场强的方向相反,即水平向左,大小先变大后变小,因此另一个力先变大后变小,方向水平向右.]
7.(多选)某电场区域的电场线如图所示,a、b是其中一条电场线上的两点.下列说法正确的是( )
A.负电荷在a点受到的电场力一定小于它在b点受到的电场力
B.a点的场强方向一定沿着a点的电场线向右
C.正电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力
D.a点的场强一定大于b点的场强
BCD [电场线越密,场强越大,所以a点的场强一定大于b点的场强,根据F=Eq得电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力