内容正文:
第1节 电场力的性质
课时作业
基础巩固
一、选择题
1.(2023·四川遂宁训练)(多选)如图所示是闪电击中广州塔的画面,广州塔的尖顶是一避雷针,雷雨天气时,底端带负电的云层经过避雷针上方时,避雷针尖端放电形成瞬间强电流,乌云所带的负电荷经避雷针导入大地,在此过程中,下列说法正确的是( AD )
A.云层靠近避雷针时,针尖感应出正电荷
B.避雷针上的电流方向从尖端流向底端
C.避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度小
D.避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度大
解析:根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,可知云层靠近避雷针时,尖端感应出正电荷,A正确;负电荷从尖端流向底端,而电流的方向为正电荷运动的方向,因此电流的方向从底端流向尖端,B错误;由于电荷更容易集中到尖端,从而避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度大,C错误,D正确。
2.把检验电荷放入电场中的不同点a、b、c、d,测得的检验电荷所受电场力F与其电荷量q之间的函数关系图像如图所示,则a、b、c、d四点场强大小的关系为( D )
A.Ea>Eb>Ec>Ed B.Ea>Eb>Ed>Ec
C.Ed>Ea>Eb>Ec D.Ec>Ea>Eb>Ed
解析:由E=知,F-q图像斜率的绝对值越大,代表场强的大小越大,故D正确。
3.(2022·江苏七市联考)当空气中的电场强度超过E0时,空气会被击穿。给半径为R的孤立导体球壳充电,球壳所带电荷量的最大值为Q,已知静电力常量为k,则Q为( B )
A. B.
C. D.
解析:均匀带电球壳对壳外某点的场强,可以看成集中在球壳中心的点电荷对球外某点的场强,由E0=,可得Q=,A、C、D错误,B正确。
4.(2022·四川成都二模)如图甲所示真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2 m和0.7 m。在A点放一个带正电的检验电荷,在B点放一个带负电的检验电荷,A、B两点的检验电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同,静电力的大小F跟检验电荷电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示。忽略A、B间的作用力。下列说法正确的是( C )
A.B点的电场强度大小为0.25 N/C
B.A点的电场强度的方向沿x轴负方向
C.点电荷Q的位置坐标为0.3 m
D.点电荷Q是正电荷
解析:由A处检验电荷的Fq图线可得,该处的电场强度为E1==
4×105N/C,方向水平向右,同理可得,B处的电场强度为E2==0.25×
105 N/C,方向水平向左,A、B错误;由A、B的分析可知,点电荷Q应为负电荷,且在A、B之间,设Q到A点的距离为l,由点电荷电场强度公式可得E1=k=4×105N/C,E2=k=0.25×105N/C,联立解得l=0.1 m,故点电荷Q的位置坐标为0.3 m,C正确,D错误。
5.(2022·广东茂名二模)(多选)电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是电场中的一些点,O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上关于O对称的两点,B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两点。则( AC )
A.E、F两点场强相同
B.A、D两点场强不同
C.B、O、C三点中,O点场强最小
D.从E点向O点运动的电子加速度逐渐减小
解析:等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线,电场强度方向与等势线垂直,因此E、F两点场强方向相同,由于E、F是连线中垂线上关于O对称的两点,则其场强大小也相等,A正确;根据对称性可知,A、D两点处电场线疏密程度相同,则A、D两点场强大小相等,由题图看出,A、D两点场强方向都向左,B错误;由题图看出,B、O、C三点比较,O点处的电场线最稀疏,场强最小,C正确;由题图可知,电子从E点向O点运动过程中,场强逐渐增大,则静电力逐渐增大,由牛顿第二定律可知电子的加速度逐渐增大,D错误。
6.(2022·全国乙卷,19)(多选)如图,两对等量异号点电荷+q、-q(q>0)固定于正方形的4个顶点上。L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点,O为内切圆的圆心,M为切点。则( AB )
A.L和N两点处的电场方向相互垂直
B.M点的电场方向平行于该点处的切线,方向向左
C.将一带正电的点电荷从M点移动到O点,电场力做正功
D.将一带正电的点电荷从L点移动到N点,电场力做功为零
解析:两个正点电荷在N点处产生的场强方向由N指向O,N点处于两负点电荷连线的中垂线上,则两负点电荷在N点处产生的场强方向由N指向O,则N点处的合场强方向由N指向O,同理可知,两负点电荷在L点处产生的场强方向由O指向L,L点处于两正点电荷连线的中垂线上,两正点电荷在L点处产生的场强方向由O指向L,则L点处的合场强方向