内容正文:
专题八 静电场
考点1 电场力的性质
1.(2021·海南,4)如图,在(a,0)位置放置电荷量为q的正点电荷,在(0,a)位置放置电荷量为q的负点电荷,在距P(a,a)为a的某点处放置正点电荷Q,使得P点的电场强度为零.则Q的位置及电荷量分别为( B )
A.(0,2a),q B.(0,2a),2q
C.(2a,0),q D.(2a,0),2q
2.直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图.M、N两点各固定一负点电荷,一电量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k表示.若将该正点电荷移到G点,则H点处场强的大小和方向分别为( B )
A.,沿y轴正向 B.,沿y轴负向
C.,沿y轴正向 D.,沿y轴负向
3.(2023·湖南卷)如图,真空中有三个点电荷固定在同一直线上,电荷量分别为Q1、Q2和Q3,P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°、和30°.若P点处的电场强度为零,q > 0,则三个点电荷的电荷量可能为( D )
A.Q1= q,Q2=q,Q3= q
B.Q1= -q,Q2=-q,Q3= -4q
C.Q1= -q,Q2=q,Q3= -q
D.Q1= q,Q2=-q,Q3=4q
解析:选项AB的电荷均为正和均为负,则根据电场强度的叠加法则可知,P点的场强不可能为零,AB错误;对于选项C,设P、Q1间的距离为r,则Q1、Q3在P点产生的合场强大小有cos 120°=,解得E=
而Q2产生的场强大小为E=,则P点的场强不可能为零,C错误;对于选项D,设P、Q1间的距离为r,则Q1、Q3在P点产生的合场强大小有cos 120°=,解得E=,而Q2产生的场强大小为E=,则P点的场强可能为零,D正确.故选D.
4.(2021·山东,6)如图甲所示,边长为a的正方形,四个顶点上分别固定一个电荷量为+q的点电荷;在0≤x<a区间,x轴上电势φ的变化曲线如图乙所示.现将一电荷量为-Q的点电荷P置于正方形的中心O点,此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零.若将P沿x轴向右略微移动后,由静止释放,以下判断正确的是( C )
A.Q=q,释放后P将向右运动
B.Q=q,释放后P将向左运动
C.Q=q,释放后P将向右运动
D.Q=q,释放后P将向左运动
5.(2019·全国Ⅰ,15)如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则( D )
A.P和Q都带正电荷 B.P和Q都带负电荷
C.P带正电荷,Q带负电荷 D.P带负电荷,Q带正电荷
6.(2020·浙江1月选考,13)如图所示,在倾角为α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板,在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧,弹簧另一端与A球连接.A、B、C三小球的质量均为m,qA=q0>0,qB=-q0.当系统处于静止状态时,三小球等间距排列.已知静电力常量为k,则( A )
A.qC=q0 B.弹簧伸长量为
C.A球受到的库仑力大小为2mg D.相邻两小球间距为q0
7.(多选)如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点,A上带有Q=3.0×10-6 C的正电荷.两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度取g=10 m/s2;静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,A、B球可视为点电荷),则( BC )
A.支架对地面的压力大小为2.0 N
B.两线上的拉力大小F1=F2=1.9 N
C.将B水平右移,使M、A、B在同一直线上,此时两线上的拉力大小F1=1.225 N,F2=1.0 N
D.将B移到无穷远处,两线上的拉力大小F1=F2=0.866 N
8.(2020·上海,11)以下图中p表示质子,e表示电子,距离D>d,其中D点场强最大的排布方式是( C )
9.(2018·浙江11月选考,8)电荷量为4×10-6 C的小球绝缘固定在A点,质量为0.2 kg、电荷量为-5×10-6 C的小球用绝缘细线悬挂,静止于B点.A、B间距离为30 cm,AB连线与竖直方向夹角为60°.静电力常量为9.0×109 N·m2/C2,小球可视为点电荷,重力加速度g取10 m/s2.下列图示正确的是( B )
考点2 电场能的性质
1.(2021·广东,6)如图是某种静电推进装置的原理图,发射极与吸极接在高压电源两端,两极间产生强电场,虚线为等势面.在强电场作用下,一带电液滴从发射极加速飞向吸极,a、b是其路径上的两点.不计液滴重力.下列说法正确的是( D )
A.a点的电势比b点的低
B.a点