内容正文:
9.3电场 电场强度 同步练习
一、单选题
1.如图所示,两个点电荷所带电荷量分别为和,固定在直角三角形的、两点,其中。若长度为,则点电场强度大小为( )
A. B. C. D.
2.如图所示,O为半径为R的正六边形外接圆的圆心,在正六边形的一个顶点放置一带电荷量为+q的点电荷,其余顶点分别放置带电荷量均为-q的点电荷。则圆心O处的场强大小为( )
A. B. C. D. 0
3.在静电场中有a、b两点,试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图所示的关系,请问a、b两点的场强大小关系是( )
A. B. C. D.
4.在光滑的水平绝缘面上,有A、B、C、D四个带电小球,A、B、C处于一个正三角形的顶点上,电荷量都为q1;D在该三角形的中心,电荷量为q2 ,四个小球都处于静止状态,则q1:q2为( )
A. 1:1 B. :1 C. : D. :1
5.如图所示,Rt△ABC中∠CAB=37°,D为AB边上一点,AD∶DB=2∶3,两个正点电荷固定在A、B两点,电荷量大小为q的试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直,大小为F,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则D点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
6.如图所示,真空中X轴上有两个带正电的点电荷,位置分别位于原点O和X0处,电荷量分别为Q1和Q2,且Q1>Q2,规定沿x轴正方向为电场强度正方向.在0~X0之间,电场强度E随位置坐标x的变化图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
二、多选题
7.甲、乙两固定的点电荷产生的电场的电场线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙带同种电荷
B. 甲、乙带异种电荷
C. 若将甲、乙接触后放回原处,则甲、乙间的静电力变大
D. 若将甲、乙接触后放回原处,则甲、乙间的静电力变小
8.如图所示,在正方形的四个顶点各放一电荷量为Q的点电荷(电性如图所示),a、b、c、d是正方形边长的中点,则以下说法中正确的是( )
A. a、b、c、d四点的场强相同
B. a、c两点的场强一定等大且反向
C. b、d两点的场强一定等大且同向
D. a、d连线中点的场强方向一定垂直于该连线
三、计算题
9.在点电荷Q的电场中,OX轴与它的一条电场线重合,A、B两点的坐标分别为和。在A、B两点分别放置试探电荷(电荷量可调),试探电荷受到的静电力F跟电荷量q的关系如图所示,规定沿x轴正方向为静电力的正方向,已知静电力常量为,求点电荷Q的电荷量及位置坐标xQ。
10.如图,相距为2d的A和B两点上固定着等量异种点电荷,电荷量分别为+Q和-Q.在AB连线的中垂线上取一点P,垂足为O,∠PAO=α,静电力常量为k,求:
(1)-Q在P点产生的电场强度的大小和方向;
(2)P点的电场强度大小和方向;
(3)α为何值时,P点电场强度最大,其最大值是多少?
答案
一、单选题
1.【答案】C 【解析】两个点电荷在C点产生的电场强度的方向如图所示
根据点电荷场强公式,正点电荷在点产生的场强大小为,负点电荷在点产生的场强大小为,由于夹角,由平行四边形定则可知C点电场强度大小为,故选C。
2.【答案】B 【解析】根据点电荷的电场强度公式得,点电荷2、5在O点的合电场强度等于零,点电荷3、6在O点的合电场强度等于零,点电荷1、4在O点的合电场强度为,则圆心O处的场强大小为。故选B。
3.【答案】D 【解析】根据电场力公式,可知图像的斜率表示电场强度,由图可知a点所在直线的斜率大于b点所在直线的斜率,则,由于无法比较a点所在直线的斜率与b点所在直线的斜率的两倍大小,无法判断与的大小关系。故选D。
4.【答案】D 【解析】四个小球都处于静止状态,故 ,以B为研究对象有:受到A、C的库仑斥力作用,同时受到D点点电荷的库仑引力作用,设三角形边长为L,根据受力平衡得,由几何关系,则q1:q2为:1,故D正确
5.【答案】B 【解析】设A、B两点电荷量分别为QA、QB,则试探电荷C受到A、B两点电荷的电场力分别为 , 假设C带负电,其受力如图所示,合力为F,垂直于AB,由几何关系 ,解得QA∶QB=4∶3,,因为AD+BD=AB=AC,AD∶BD=2∶3,所以AD=AC,BD=AC,则A、B在D点产生的场强分别为,所以,故B正确.
6.【答案】A【解析】因为Q1>Q2,根据电场叠加原理,电场强度为0的位置在~x0之间,在电场强度为0的位置前电场方向沿x轴正方向,在电场强度为0的位置后电场方向沿x轴负方向.故选A.
二、多选题
7.【答案】AC 【解析】类比等量异种电荷、等量同种电荷电场线可知,甲、乙应带同种电荷,且乙的带电量较大,A正确,B错误;
设甲、乙带电量为q1、q2,原来两电荷间的静电力为,接触后放回原处,电荷量总和平分,两电荷间的静电力变为,由于,联立可得,即静电力变大,C正确,D错误。故选AC。
8.【答案】BD【解析】a、b、c、d四点的场强大小相等、方向不同,所以A错误;a、c两点的场强一定等大反向,所以B正确;b、d两点的场强一定等大反向,所以C错误;两个负电荷在a、d连线中点的合场强方向指向靠近的负电荷,两个正点电荷在a、d连线中点的场强方向也是指向靠近的负电荷,则该点的合场强方向一定垂直于该连线,所以D正确.
三、计算题
9.【答案】;
【解析】A、B两点的电场力方向均沿x轴正方向,但A、B两点试探电荷电性相反,因此,可以判定A、B两点的电场强度方向相反,点电荷位于A、B两点之间,F-q图中图线斜率的绝对值就是该点电场强度的大小,由此可得
根据点电荷电场强度的公式有
联立以上各式,解得
10.【答案】(1),方向由P指向B
(2),方向水平向右 (3)0
【解析】(1)由点电荷电场强度公式可知,-Q在P点产生的电场强度的大小
,方向由P指向B.
(2)根据电场的叠加原理,如图所示
,方向水平向右.
(3)当P在O点,即α=0时,P点电场强度最大,其最大值.
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