内容正文:
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作业本
第1章 静电力与电场强度
第4节
点电荷的电场 匀强电场
《顶尖课课练·物理(必修 第三册)(鲁科版)》配套课件
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(限时30分钟)
1.(多选)真空中距点电荷(电荷量为)为的 点处,放一个电荷量
为的点电荷,受到的电场力大小为,则 点的场强为
( )
BD
A. B. C. D.
解析 中指的是试探电荷的电荷量,中 指的是场源电荷
的电荷量,故B、D正确。
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2.图中画了四个电场的电场线,其中图A和图C中小圆圈表示一个点电
荷,图A中虚线是一个圆,图B中几条直线间距相等且互相平行,则在
图A、B、C、D中、 两处电场强度相同的是( )
B
A. B. C. D.
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解析 电场强度为矢量,、 两处电场强度相同,则电场强度方向、
大小都要相同。图A中,、 两点的电场强度大小相同,方向不同;
图B中是匀强电场,、 两点的电场强度大小、方向都相同;图C中,
、两点的电场强度方向相同,大小不同;图D中, 两点的电场
强度大小、方向都不相同。故选B。
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3.(多选)如图所示,图甲中 是一个点电荷电场中的电场线,图乙
则是放在电场线上、 处的检验电荷的电荷量与所受静电力间的函数
图线,由此可知以下判断可能正确的是( )
AC
A. 场源是正电荷,位于 点的左侧
B. 场源是正电荷,位于 点的右侧
C. 场源是负电荷,位于 点的左侧
D. 场源是负电荷,位于 点的右侧
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解析 比值表示电场强度,根据图线,可知 。由点电荷电
场强度表达式可知, 。即无论是正电荷场源还是负电荷
场源,均应在 点的左侧。故选项A、C正确。
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4.(多选)、、、分别是一个菱形的四个顶点, 。
现将三个等量的正点电荷分别固定在、、 三个顶点上,下列说
法正确的有( )
AD
A. 点电场强度的方向由指向
B. 点电场强度的方向由指向
C. 点的电场强度大于 点的电场强度
D. 点的电场强度小于 点的电场强度
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解析 、两点的点电荷在 点的电场强度叠加后
方向是竖直向下的,点的点电荷在 点的电场强度
的方向是竖直向下的,所以 点的电场强度的方向
是由指向,选项A正确;同理, 点的场强的方
向也是由指向,选项B错误;设菱形的边长为,则、 两点的点电
荷在 点的电场强度沿竖直方向
的分量均为,故 点的电场强
度为;、 两点的点电荷
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在点的场强叠加后为0,故 点的电场强度为
,所以 ,选项C错误,D正
确。
5.如图所示,在水平向右、场强大小为的匀强电场中,在 点固定一
电荷量为的正点电荷,、、、为以为圆心、半径为 的同一圆
周上的四点,、连线与电场线平行,、 连线与电场线垂直。则
( )
A
A. 点的电场强度大小为
B. 点的电场强度大小为
C. 点的电场强度大小不可能为零
D. 、 两点的电场强度相同
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解析 正点电荷在点产生的电场强度沿方向,大小为,所以 点的
合电场强度大小为,A正确;同理, 点的电场强度大小为
,错误;如果,则 点的电场强度大小为零,C错误;
、 两点的电场强度大小相等,但方向不同,D错误。
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6.如图所示,、、 三点为一直角三角形的三个
顶点, ,现在、 两点放置两点电荷,
电荷量分别为、,测得 点电场强度的方向与
平行,则带____电, _____。
负
解析 因点场强与平行,则、 一定是异号
电荷,若带正电,带负电,则 点场强水平向
右,故 带负电,如图所示。
由几何关系知 。
故 。
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7.如图所示,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球、和 分别位于边
长为的正三角形的三个顶点上,、带正电,电荷量均为, 带负电。
整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为 。若三个小
球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为( )
B
A. B. C. D.
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解析 各小球都在力的作用下处于静止状态,分别对各小
球受力分析,列平衡方程可求解。以 球为研究对象,除
受、 两个小球的库仑力外还受匀强电场的静电力,如
图所示, 球处于平衡状态,据共点力平衡条件可知
,,解得 ,选项B正
确。
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8.经过探究,某同学发现:点电荷和无限大的接地金属平板间的电场
(如图甲所示)与等量异种点电荷之间的电场的分布情况(如图乙所示)
完全相同。图丙中点电荷到的距离长为,是以点电荷 为
圆心、为半径的圆上的一条直径,则 点电场强度的大小为( )
C
A. B. C. D.
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解析 由图知 点的电场强度方向垂直于金属平板向右,若等量异种点
电荷电荷量的大小均为,它们之间的距离为,乙图中右侧 处的
场强大小为,根据题意可知, 点的电场强度大小与
乙图中右侧处的场强大小相等,为 ,故A、B、D错误,C正确。
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9.如图所示,,, 、
两带电小球相距 ,在水平方向匀强电场作用下,
、保持静止,悬线竖直,求、 连线中点处的场强。
(两带电小球可看成质点)
答案 方向向右
解析 以为研究对象,对的库仑力和外电场对 的电场力平衡,有
,得 ,
方向水平向左,故、 中点的场强
,方向向右。
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10.在一个点电荷的电场中, 坐标轴与它的
一条电场线重合,坐标轴上、 两点的坐标分
别为和。已知放在、 两点的试探电
荷受到的电场力方向都跟 轴的正方向相同,电
场力的大小跟试探电荷所带电荷量大小的关系
图像如图中直线、所示,放在点的试探电荷带正电,放在 点的试
探电荷带负电。求:
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(1) 点的电场强度的大小和方向;
答案 ,方向沿 轴负方向
解析 由题图可得 点电场强度的大小
。
因点的试探电荷带负电,而受力指向 轴的正
方向,故点场强的方向沿 轴负方向。
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(2)试判断点电荷的电性,并确定点电荷 的位置坐标。
答案 带负电,位置坐标
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解析 因点的正电荷受力和 点的负电荷受力
均指向轴的正方向,故点电荷位于、 两
点之间,带负电。
设点电荷的坐标为 ,则
,
。
由题图可得 ,
则 。
解得或 (不符合题意舍去)。
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