内容正文:
限时规范训练(23) 电场力的性质
[基础巩固题组]
1.(多选)如图所示的四种电场中均有a、b两点,其中a、b两点的电场强度相同的是( )
A.甲图中,与点电荷等距的a、b两点
B.乙图中,两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C.丙图中,两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D.丁图中,匀强电场中的a、b两点
解析:BD 根据点电荷的电场的特点可知题图甲中a、b两点的电场强度大小相等,但方向不同,则电场强度不同,故A错误;题图乙中a、b两点的电场强度大小相等,场强方向都与中垂线垂直向左,则a、b两点的电场强度相同,故B正确;题图丙中a、b两点电场强度方向不同,故C错误;题图丁的匀强电场中a、b两点电场强度大小相等,方向相同,故D正确。
2.(2023·云南省昆明市一中月考)如图所示,真空中有A、B、C、D四个点在同一直线上,AB=BC=CD=d,在A、C两点各放置一个点电荷,其中位于C点的点电荷带电量为q(q<0),已知D点的电场强度为零,静电力常量为k,则B点的电场强度为( )
A.,方向由C指向B
B.,方向由B指向C
C.,方向由C指向B
D.,方向由B指向C
解析:D 由于D点的电场强度为零
k=k,可知Q=9q,则B点的电场强度
EB=k+k=k,方向由B指向C,故D正确。
3.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,在半球面AB上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,==2R,已知M点的场强大小为E,则N点的场强大小为( )
A.-E B.
C.-E D.+E
解析:A 设在O点的球壳为完整的带电荷量为2q的带电球壳,则在M、N两点产生的场强大小为E0==。题图中左半球壳在M点产生的场强为E,则右半球壳在M点产生的场强为E′=E0-E=-E,由对称性知,左半球壳在N点产生的场强大小为-E,A正确。
4.(多选)反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类,沿着它身体的长度方向分布着电器官,这些器官能在鱼周围产生电场,如图为反天刀周围的电场线分布示意图,A、B、C为电场中的点,下列说法正确的是( )
A.头部带负电
B.A点电场强度大于B点电场强度
C.负离子运动到A点时,其加速度方向向右
D.图中从A至C的虚线可以是正离子的运动轨迹
解析:BD 电场线从正电荷或无穷远处出发,终止于无穷远处或负电荷,根据电场线由鱼的头部出发可知,头部带正电,故A错误;电场线疏密程度表示电场强度大小,A点电场线比B点密,所以A点电场强度大于B点电场强度,故B正确;负离子在A点受到的电场力向左,其加速度方向向左,故C错误;正离子所受的电场力方向沿着电场线的方向,且指向运动轨迹的凹侧,故图中有可能是正离子从A至C的运动轨迹,D正确。
5.(2023·山西临汾市高三月考)如图所示,竖直平面内固定一个光滑绝缘的大圆环。一带正电的小球固定在大圆环的最高点,另一质量为m的带负电小环套在大圆环上,在库仑力的作用下恰好静止于大圆环上某处,此时小球与小环连线与竖直方向的夹角为30°,重力加速度为g,则小球与小环之间的库仑力为( )
A.mg B.mg
C.mg D.2mg
解析:C 小圆环处于静止状态,设小圆环所受库仑力为F,对小圆环受力分析如图所示,根据平衡条件可得Fcos θ=mg+FNsin θ,Fsin θ=FNcos θ,联立可得F===mg,故选项C正确。
6.(多选)如图所示,在光滑的水平桌面上有三个点电荷A、B、C,电荷量为+q1、-q2、+q3。若要保证三个点电荷在库仑力作用下保持静止,则它们电荷量应满足的关系是( )
A.q1>q2 B.q2>q3
C.+= D.+=
解析:AC 设A、B之间的距离为r1,B、C之间的距离为r2,则对于A有k=k,对于C有k=k,整理后得= ,= , 故q1>q2,q3>q2,+=,所以A、C正确,B、D错误。
7.(2023·浙江名校第一次联考)如图所示,水平面上有一均匀带电圆环,带电荷量为Q,其圆心为O点。有一带电荷量为q的小球恰能静止在O点正上方的P点,O、P间距为L,P与圆环上任一点的连线与PO间的夹角为θ,静电力常量为k。以下说法正确的是( )
A.P点电场强度大小为
B.P点电场强度大小为
C.P点电场强度大小为
D.P点电场强度大小为
解析:D 将圆环分为n等份(n很大),每等份均可看成点电荷,则圆环上每份电荷量q′在P点产生的电场强度的大小为E===,由对称性可知,所有点电荷在P点水平方向上合场强为0,竖直方向上的合场强大小为E′=cos θ=,选项D正确,A、B、C错误。
[能力提升题组]
8.(2022·广东珠海市上学期期