内容正文:
一、选择题
1.在电场中的某点放一个检验电荷,其电荷量为q,受到的电场力为F,则该点的电场强度为E=,下列说法正确的是( )
A.若移去检验电荷,则该点的电场强度为0
B.若检验电荷的电荷量变为4q,则该点的场强变为4E
C.若放置到该点的检验电荷变为-2q,则场中该点的场强大小不变,但方向相反
D.若放置到该点的检验电荷变为-2q,则场中该点的场强大小、方向均不变
解析:D [电场中某点场强的大小和方向由电场本身决定,与放入该点的检验电荷无关,与在该点是否放检验电荷无关,故选D.]
2.在电场中某点,当放入正电荷时受到的电场力方向向右;当放入负电荷时受到的电场力方向向左,则下列说法中正确的是( )
A.当放入正电荷时,该点场强方向向右;当放入负电荷时,该点场强方向向左
B.该点场强方向一定向右
C.该点场强方向一定向左
D.该点场强方向可能向右,也可能向左
解析:B [电场中某一点的电场方向取决于电场本身,其方向与放在该点的正电荷的受力方向一致,与负电荷的受力方向相反,故只有B正确.]
3.如图所示是点电荷Q周围的电场线,图中A到Q的距离小于B到Q的距离.以下判断正确的是( )
A.Q是正电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度
B.Q是正电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度
C.Q是负电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度
D.Q是负电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度
解析:A [正点电荷的电场是向外辐射状的,电场线密的地方电场强度大.所以A正确.]
4.(多选)如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用EA、EB表示A、B两处的电场强度,则( )
A.A、B两处的电场强度方向相同
B.因为A、B在一条电场线上,所以EA=EB
C.电场线从A指向B,所以EA>EB
D.负点电荷在A点所受的静电力方向与E的方向相反
解析:AD [由题,A、B两点所在的电场线是直线,A、B两点电场强度方向必定相同,故A正确;A、B在一条电场线上,电场线方向由A指向B,电场线的疏密表示电场强度的相对大小,由于无法判断电场线的疏密,也就无法判断A、B两点电场强度的大小,故B、C错误.电场强度的方向为正点电荷在该点受到的电场力的方向,与负点电荷在该点受到的电场力方向相反,故D正确.]
5.A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点,其v t图像如图所示.则此电场的电场线分布可能是选项中的( )
解析:A [从图像可以直接看出,粒子的速度随时间的增大逐渐减小;图线的斜率逐渐增大,说明粒子的加速度逐渐变大,电场强度逐渐变大,从A到B电场线逐渐变密.综合分析知,负电荷是顺着电场线运动,由电场线疏处到密处,正确选项是A.]
6.在真空中一匀强电场,电场中有一质量为0.01 g,带电荷量为-1×10-8 C的尘埃沿水平方向向右做匀速直线运动,取g=10 m/s2,则( )
A.场强方向水平向左
B.场强的方向竖直向上
C.场强的大小是5×104 N/C
D.场强的大小是1×104 N/C
解析:D [由题,尘埃在匀强电场中沿水平方向向右做匀速直线运动,受到的电场力与重力平衡,电场力方向竖直向上,而尘埃带负电,所以电场强度方向竖直向下,根据平衡条件得:mg=qE,得E== N/C=1×104 N/C,故选项D正确.]
7.如图为金属球放入匀强电场后电场线的分布情况.设该电场中A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB,则A、B两点( )
A.EA=EB,电场方向相同
B.EA<EB,电场方向相同
C.EA>EB,电场方向不同
D.EA<EB,电场方向不同
解析:D [电场线的疏密表示电场强弱,由题图可知,B点密集,A点稀疏,故EA<EB,又电场方向为电场线的切线方向,A、B两点的电场方向不同,故A、B、C错误,D正确.]
8.如图所示,在场强为E的匀强电场中有一个质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上,当小球静止时,细线与竖直方向成30°角,已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小,则小球所带的电荷量应为( )
A. B.
C. D.
解析:D [由题意电场方向恰使小球受的电场力最小可知,E的方向与细线垂直,受力如图所示.由平衡条件可得,
mg=qE,q=,故D正确.]
9.(多选)某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受静电力作用,由M运动到N,其运动轨迹如图中虚线所示,以下说法正确的是( )
A.粒子带正电荷
B.粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D.粒子在M点的动能小于它在N点的动能
解析:ACD [粒子所受静电力应指向轨迹的凹侧,又粒子所受静电力的方向沿电场线切线方向,可知此粒子带正电,选项A正确;由于电场线越密,场强越大,粒子所受静电力越大,根据牛顿第二定律可知加速度也越大,因此粒子在N点的加速度大于它在M点的加速度,选项B错误,C正确;粒子从M点到N点,静电力做正功,根据动能定理知此粒子在N点的动能大于它在M点的动能,选项D正确。]
10.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q到MN的距离OA长为L,AB是以点电荷q为圆心、L为半径的圆上的一条直径,则B点电场强度的大小为( )
A. B.
C. D.
解析:C [由图知B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q,它们之间的距离为2L,乙图中+q右侧L处的场强大小为E=-=,根据题意可知,B点的电场强度大小与乙图中+q右侧L处的场强大小相等,为,故A、B、D错误,C正确。]
二、计算题
11.如图所示,以O为圆心,r为半径的圆与坐标轴的交点分别为a、b、c、d,空间有与x轴正方向相同的匀强电场,同时在O点固定一个电荷量为+Q的点电荷.如果把一个电荷量为-q的试探电荷放在c点,则恰好平衡,那么匀强电场的场强大小为多少?a、d两点的实际场强大小为多少?
解析:空间存在匀强电场和点电荷形成的电场,任何一点的场强都是这两个电场在该处的场强的合场强.由电荷量为-q的试探电荷在c点处于平衡状态可得k=qE
解得匀强电场的场强为E=
由于正点电荷形成的电场的场强方向从圆心沿半径方向向外,故在a点,点电荷的场强方向沿x轴正方向;在d点,点电荷的场强方向沿y轴正方向.从而可知:a点的实际场强为两个等大、同方向场强的合成,即Ea=,d点的实际场强为两个等大、互相垂直的场强的合成,即Ed=.
答案:
12.如图所示,一质量为m的带电液滴,在大小为E,方向竖直向上的匀强电场中处于静止状态,求:
(1)这个液滴带什么电?电荷量为多少?
(2)当场强的大小突然变为原来的一半,方向保持不变时,液滴向什么方向运动?其加速度为多少?
解析:(1)液滴受重力、电场力处于静止状态,电场力方向竖直向上,电场方向竖直向上,故液滴带正电;
又重力与电场力平衡,qE=mg,解得:q=.
(2)当场强的大小突然变为原来的一半,方向保持不变时,电场力变为原来的一半,小于重力,故液滴向下运动;
mg-q=ma,
代入数据得:a=.
答案:(1)正电 (2)向下运动 g
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