内容正文:
1.3电场与电场强度
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A.在电场中某点不放电荷,则该点的电场强度一定为零
B.负电荷在电场中某点所受静电力的方向就是这点电场强度的方向
C.摩擦起电时,物体带正电荷是因为在摩擦过程中此物体失去了电子
D.等量的正、负电荷可以中和,说明电荷是可以被消灭的
2.如图所示:在光滑绝缘水平面上,分布在边长为L的正方形四个顶点。在A和D处分别固定电荷量为Q的正点电荷,B处固定电荷量为Q的负点电荷,O点为两对角线的交点,静电力常量为k。关于三个点电荷形成的静电场,下列说法中正确的是( )
A.O处电场强度大小为
B.C处电场强度大小为
C.从O到C的过程中电场强度大小逐渐增大
D.从O到C的过程中电场强度大小先减小后增大
3.如图所示,一均匀带电荷量为的细棒。在过中点垂直于细棒的直线上有、、三点,和,和,和之间的距离均为,在处有一电荷量为的固定点电荷,已知点处的电场强度为零,则点处的电场强度大小为(为静电力常量)( )
A. B. C. D.
4.真空中,固定的A、B两个同种点电荷相距d。现将第三个点电荷C放在A、B连线之间与B相距处,C恰好处于静止状态,则A、B两点电荷所带电荷量之比为( )
A.9 B.8 C.4 D.2
5.物理学家在研究带电粒子在特殊电场中运动规律时,设计了一种特殊的电场:在正方形四个顶点固定等量同种电荷,电场线如图,则正方形内部电场强度为零的点个数是( )
A.4个 B.5个 C.7个 D.9个
6.如图所示,在场强大小为E0的匀强电场中,当正方形abcd中心放一正电荷Q时,正方形的顶点a的场强为零,则正方形顶点b的场强大小为( )
A. B. C. D.
7.如图所示,A为带正电的点电荷,电量为Q,中间竖直放置一无限大的金属板,B为质量为m、电量为+q的小球,用绝缘丝线悬挂于O点,平衡时丝线与竖直方向的夹角为θ,且A、B两个小球在同一水平面上,间距为L,则金属板上的感应电荷在小球B处产生的电场强度大小E为( )
A.E=
B.E=
C.E=+
D.E=-
8.如图所示,有两个电荷量均为的光滑小球,其中一个固定于绝缘半球形容器的底部点,另一个小球置于容器右侧点(未固定),右侧小球恰处于静止状态。已知,容器的半径为,静电力常量为,两带电小球均可视为点电荷,下列说法正确的是( )
A.两个小球间的库仑力大小为
B.圆心处的电场强度大小为
C.若两个小球的电荷量缓慢减小,右侧小球所受弹力逐渐增大
D.若两个小球的电荷量缓慢减小,右侧小球所受弹力逐渐减小
二、实验题
9.为研究一均匀带正电球体A周围静止电场的性质,某同学在干燥的环境中先将球A放在一灵敏电子秤的绝缘托盘上,如图(a)所示,此时电子秤的示数为N1;再将另一小球B用绝缘细线悬挂在一绝缘支架上,使其位于球A的正上方点P,电子秤稳定时的示数减小为N2。缓慢拉动绝缘细线,使小球B从点P沿竖直方向逐步上升到点Q,用刻度尺测出点P正上方不同位置到点P的距离x,并采取上述方法确定该位置对应的场强E,然后作用E—x图像,如图(b)所示。已知点M和点Q到点P的距离分别为5x0和10x0。小球B所带电量为-q,且q远小于球A所带的电量,球A与球B之间的距离远大于两球的半径。忽略空气阻力的影响,重力加速度为g。
(1)在点M处,由球A所激发的电场的场强大小为________。
(2)小球B位于点M时,电子秤的示数应为__________。
10.演绎式探究——探究点电荷的电场强度
如果带电体间的距离比它们的大小大得多,这样的带电体可以看成是点电荷。
(1)实验发现,带电量分别为q1、q2的两个点电荷距离为r时,它们之间的作用力F=k,其中k为常量。当q1和r一定时,F与q2之间的关系图象可以用图甲中的图线________来表示。
(2)磁体周围存在磁场,同样,电荷周围也存在电场。电场对放入其中的电荷产生电场力的作用。点电荷q1与q2之间的作用力实际是q1(或q2)的电场对q2(或q1)的电场力。物理学中规定:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值,叫做该点的电场强度,用E表示,则E=_______。
如图乙所示,在距离点电荷Q为r的A点放一个点电荷q,则点电荷q受到的电场力F=_______,点电荷Q在A点产生的电场强度EA=_______。
(3)如果两个点电荷同时存在,它们的电场会互相叠加,形成合电场。如图丙所示,两个互成角度的电场强度E1和E2,它们合成后的电场强度E用平行四边形的对角线表示。如图丁所示,两个点电荷Q分别放在A、B两点,AC=BC= ,AB=它们在C点产生的合电场强度为E合大小为_______
11.图示为探究影响电场力的因素的演示实验,A为大带电金属球,B为用绝缘细线连接的小带电球。
(1)当小带电球放在A周边的不同位置时,悬线的偏角不同,说明带电体激发的电场中的不同位置,电场的方向和强弱_______________;
(2)若在电场中同一位置改变q的大小,试探电荷受到的静电力F与其电荷量q的比值_____________;
(3)在电场中不同位置,试探电荷受到的静电力F与其电荷量q的比值_____________;
(4)在电场中同一位置,若改变场源电荷Q的大小试探电荷受到的静电力F与其电荷量q的比值____________;
(5)这个实验表明,在电场中某点的电场强度跟什么因素有关?_____________________。
三、解答题
12.用带电量为-2.0×10-6C的试探电荷测量电场强度。当把试探电荷放在电场中A点时,受到的静电力大小为0.14N方向指向正北。求A点的电场强度。
13.点电荷的电场 电场强度的叠加
(1)点电荷的电场:一个电荷量为的点电荷,在与之相距处的电场强度_______。根据上式可知,如果以电荷量为的点电荷为中心作一个球面,则球面上各点的电场强度大小_______。当为正电荷时,电场强度的方向沿半径_______,如图甲所示;当为负电荷时,电场强度的方向沿半径_______,如图乙所示。
(2)如图所示,计算半径为的均匀带电球体(或球壳)外某点的电场强度,图中是球心到该点的距离,为整个球体所带的电荷量。
14.如图所示,在某电场中的A点,电荷量q=+1.0×10-8C的试探电荷受到静电力的大小F=2.0×10-4N。
(1)求A点的电场强度大小E;
(2)若将该试探电荷取走,A点的电场强度是否发生变化?请说明理由。
15.如图真空中有一等边三角形ABC,边长d=0.30m。在A点固定一电量的点电荷,静电力常量,求
(1)点电荷q产生的电场在C处的场强E1大小;
(2)在B点固定另一个点电荷,则C处合场强E的大小及方向;
(3)在前两问基础上,试探电荷放在C处受到的电场力F大小。
四、多选题
16.下列说法正确的是( )
A.由点电荷的场强公式E=k知:E与Q成正比,与r2成反比
B.由电场强度公式E=知:E与F成正比,与q成反比
C.由电阻公式R=知:R与U成正比,与I成反比
D.由电阻公式R=知:R与ρ、l成正比,与S成反比
17.如图所示,真空中固定着一个直径为L的绝缘细圆环,圆环均匀带电。以圆心O为坐标原点,沿圆环中轴线建立x轴,在处固定着一个电荷量大小为Q的负点电荷。现将一带电粒子(不计重力)放在处的M点,恰好可以保持静止,下列说法正确的是( )
A.圆环带正电
B.圆环所带电荷量大小为
C.若移走负点电荷后带电粒子从M点向x轴正方向运动,则粒子经过O点时动能最大
D.若移走负点电荷后带电粒子从M点向x轴负方向运动,则运动的加速度将一直减小
18.如图所示,半径为R的绝缘光滑圆环竖直固定放置,甲、乙为套在圆环上的可视为点电荷的空心带电小球,其中小球甲固定在圆环的最低点a处,小球乙可以自由滑动。平衡时,小球乙静止在圆环上的b点。a、b连线与竖直方向成角。已知小球乙带正电,电荷量为,质量为m,重力加速度为g。则( )
A.小球甲一定带正电
B.小球甲在b点处产生的电场强度大小为
C.小球甲所带电荷量的绝对值为
D.小球甲所带电荷量的绝对值为
19.如图, 是等边三角形的三个顶点.在a点和b点放置两个点电荷,且a所带的电荷量比b所带的电荷量小.若c点的电场强度可用图中四条有向线段中的一条来表示,下列说法可能正确的是( )
A.若a点放正点电荷,b点放负点电荷,c点的电场强度为
B.若a点放正点电荷,b点放负点电荷,c点的电场强度为
C.若a点放负点电荷,b点放正点电荷,c点的电场强度为
D.若a点放负点电荷,b点放正点电荷,c点的电场强度为
20.下列叙述符合物理史实的是( )
A.爱因斯坦提出的相对论否定了经典力学理论
B.牛顿发现了万有引力定律,并算出了地球的质量
C.库仑在前人研究的基础上,通过扭秤实验研究得出了库仑定律
D.法拉第提出一种观点,认为在电荷的周围存在着由它产生的电场
21.如图,真空中有三个点电荷,带电量分别为、、,固定在边长为L的等边三三角形的三个顶点A、B、C上。对的静电力大小为,对的静电力大小为,、对的静电力的合力大小为F,则下列说法正确的是( )
A.在处产生的电场强度大小为
B.在处产生的电场强度大小为
C.、在处产生的电场强度大小为
D.、在处产生的电场强度方向与F的方向相同
22.已知均匀带电薄壳外部空间电场与其上电荷全部集中在球心时产生的电场一样,内部空间的电场处处为0。如图所示为一带电量为+Q,半径为R的均匀带电球壳,以球心为坐标原点,建立Ox轴,其中A点为壳内一点,B点坐标为2R,静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A.将+q的试探电荷由壳内A点移到O点,试探电荷的电势能不变
B.在圆心O处放一个电量为-2Q的点电荷,球壳外表面带电量仍为+Q
C.在+R处取走极小的一块面积ΔS,O点场强大小为
D.在圆心O正上方处取走极小一块面积ΔS,B点场强大小为
23.如图所示, 在真空中, 有一场强为E的匀强电场, 取某点O为圆心, 以r为半径作一圆, 在圆心O点固定一电荷量为Q的正点电荷。当把一试探正电荷q(不计重力), 放在b点处恰好平衡。则( )
A.匀强电场场强为, 方向沿OC方向
B.匀强电场场强为, 方向沿bd方向
C.a点的合场强大小为2E
D.a点的合场强大小为E
24.在直角坐标系O-xyz中有一四面体O-ABC,其顶点坐标如图所示.在原点O固定一个电荷量为-Q的负点电荷,下列说法正确的
A.A、B、C三点的电场强度不相同
B.A、B、C三点的电势相同,且A、B、C三点所在的平面为等势面
C.若在A、B、C三点放置三个点电荷,-Q所受电场力的合力可能为零
D.若将试探电荷-q(q>0)自A点沿着直线AB方向移动到B点的过程中,其电势能先增大后减小
25.直角三角形在竖直平面内,,,在A点和点分别固定两个点电荷,已知点的电场强度方向垂直于边向上,则( )
A.A点的点电荷带正电,点的点电荷带负电
B.A点的点电荷带负电,点的点电荷带正电
C.A点处电荷的电荷量是点处电荷的电荷量的一半
D.A点处电荷的电荷量是点处电荷的电荷量的二倍
26.如图所示,表示电荷A和电荷B通过电场传递相互作用力,针对这个情形,下列说法正确的是( )
A.电荷B受电场力的作用,自身也激发电场
B.撤去B,电荷A激发的电场就不存在了
C.电荷A所处的电场和电荷B所处的电场是不同的
D.电荷A和电荷B都可以激发电场,而且它们还可以叠加成一个新的电场
27.下列说法中正确的是( )
A.场强的定义式中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中电荷的电量
B.场强的定义式中,F是放入电场中电荷所受的电场力,q 是产生电场的电荷的电量
C.在库仑定律的表达式中,是电荷q2在点电荷q1处产生的电场强度的大小,此场对q1作用的电场力为
D.无论定义式还是,对任何电场均适用
五、综合题
法国物理学家库仑利用扭秤装置研究了静止点电荷间的相互作用力,并于1785年发现了库仑定律。1798年英国物理学家卡文迪许借鉴了库仑的扭秤实验,测定了万有引力常数。力学和电学存在联系,回答下列有关问题:
28.氢原子由带正电的原子核和核外电子组成,电子绕氢核做近似匀速圆周运动。氢原子内质子和电子间距离为,质子与电子的相关数据、引力常数、静电力常量见表。
线度(m)
质量(kg)
电量(C)
质子
10-15
1.67×10-27
1.6×10-19
电子
10-18
9.1×10-31
1.6×10-19
(1)电子受到原子核对其库仑力Fe,运动规律与卫星在行星的万有引力FG作用下绕行星的圆周运动规律类似,其原因是FG和Fe的大小都与相互作用物体间的_________成反比;
(2)在计算质子和电子间相互作用力的大小时_________(选填:“能”或“不能”)将二者视为质点和点电荷,依据是__________。
(3)质子与电子之间同时存在万有引力和库仑力,( )
A.>>1 B.>1 C.<1 D.<<1
29.关于扭秤实验的重要运用,下列说法正确的是( )
A.卡文迪许扭秤实验和库仑扭秤实验都用到了“微小量放大法”
B.两个实验的相似性,体现了“类比”是一种重要的思维方式
C.卡文迪许扭秤实验需要确保研究小球为电中性
D.万有引力定律和库仑定律的相似性,说明了他们是同一种基本相互作用
30.电场强度与受力平衡有着密不可分的关系。如图,在(a,0)放置电荷量为q的正点电荷,在(0,a)放置电荷量为-q的负点电荷,在距P(a,a)为的某点处放置正点电荷Q,使得P点的电场强度为零。则Q的位置为________,电荷量为________。
试卷第2页,共12页
试卷第3页,共12页
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参考答案
1.C
【详解】A.空间某点的电场强度由场源电荷与该点到场源电荷的间距有关,与该点放不放电荷无关,故A错误;
B.负电荷在电场中某点所受静电力的方向与该点的电场强度方向相反,故B错误;
C.摩擦起电时,物体带正电荷是因为在摩擦过程中此物体失去了电子,故C正确;
D.等量的正、负电荷可以中和,只是整体不显电性,不是电荷消失,故D错误。
故选C。
2.A
【详解】A.A、D两点点电荷在O点的场强相互抵消,故O点的场强大小等于B点的负点电荷Q在O点产生的场强,即
故A正确;
B.A、D两点点电荷在C处的合场强为
方向OC方向,B点的负点电荷Q在C点产生的场强为
方向沿CO方向,故C处的场强为
方向沿OC方向,故B错误;
CD.从O到C的过程中电场强度大小先减小后增大再减小,故CD错误。
故选A。
3.B
【详解】由d处场强为零可知,细棒在d点场强与点电荷在d点场强等大反向,即
由对称性知,细棒在b点产生的场强大小也为
方向水平向左。又点电荷在b点产生场强大小为,方向水平向左,故b点场强大小为
故选B。
4.C
【详解】设A、B两点电荷所带电荷量绝对值分别为、,有
推得
故选C。
5.B
【详解】根据点电荷场强公式
可知,四个等量同种电荷在正方形的中心点O处产生的合场强为0。
如图
在水平的两个点电荷的中垂线上取点A,则上面两个点电荷在A点产生的场强为和,下面两个点电荷在A点产生的场强为和,根据
可知
但和间的夹角大于和间的夹角,根据平行四边形定则和电场叠加原理,A点合场强可能为0,同理,B、C、D三点合场强也可能为0.
如图
、
在正方形的对角线上取点P,根据
可知,四个点电荷在P点产生的场强分别为、、和,根据平行四边形定则,和电场叠加原理可知,P点场强可能为0,同理,Q、R、S处场强也可能为0,但是指向正方形中心,即正方形左上角点电荷产生的电场强度,则P点在正方形外部。
所以在正方形内部电场强度为零的点为5个。
故选B。
6.B
【详解】设点电荷在a点的电场强度为E1
匀强电场的方向为由a点指向c点,顶点b的场强大小为
解得
故选B。
7.D
【详解】设点电荷在B处产生的场强为E1,金属板在B处产生的场强为E2,B处的场强为E。矢量叠加
受力分析可求
根据点电荷场强公式
由以上式子联立可得
故选D。
8.A
【详解】A.由余弦定理可知,两小球之间的距离为
两小球之间的库仑力大小为
故A正确;
B.两小球在O点的电场强度大小均为
故合场强为
故B错误;
CD.由受力分析可知,右侧小球所受库仑力,重力,支持力构成的矢量三角形始终与三角形OAB相似,满足
故在两个小球的电荷量缓慢减小时,右侧小球所受弹力大小不变,故CD错误。
故选A。
9. 0.8N1+0.2N2
【详解】(1)[1] 小球位于P点时,所受静电力为
FP=N1-N2
故P点的电场强度大小为
E0=
由图像可知球A在M点所激发的电场的电场强度大小约为0.2 E0故M点的电场强度大小为
EM=0.2 E0=
(2)[2] 小球B在M点所受电场力为
FM=qEM=
故此时电子秤的示数为
NM=N1-FM=0.8N1+0.2N2
10. b
【详解】(1)[1] 作用力为
k是常数,q1和r一定时,F与q2成正比,所以是一条过原点的直线,b符合题意。
(2)[2] 根据题意,电场强度
[3]Q在A点对q的电场力
[4]所以点电荷Q在A点产生的电场强度
(3)[5] 由题意知,AB在C点电场强度的大小相等
且互相垂直,做出其合场强,如图所示
所以
11. 不同 不变 一般不同 改变 场源电荷和场点位置
【详解】(1)[1] 当小带电球放在A周边的不同位置时,悬线的偏角不同,说明带电体激发的电场中的不同位置,电场的方向和强弱不同;
(2)[2]由电场强度的定义知若在电场中同一位置改变q的大小,试探电荷受到的静电力F与其电荷量q的比值不变;
(3)[3] 在电场中不同位置,试探电荷受到的静电力F与其电荷量q的比值一般不同;
(4)[4] 在电场中同一位置,若改变场源电荷Q的大小试探电荷受到的静电力F与其电荷量q的比值发生变化;
(5)[5] 这个实验表明,在电场中某点的电场强度跟场源电荷以及该点到场源电荷的距离有关。
12.A点的电场强度方向指向正南,
【详解】负电荷受力方向与电场方向相反,所以A点的电场强度方向指向正南。根据场强公式得
13.(1) 相等 向外 向内
(2)
【详解】(1)[1][2][3][4]点电荷的电场:一个电荷量为的点电荷,在与之相距处的电场强度
根据上式可知,如果以电荷量为的点电荷为中心作一个球面,因为球面上各点到球心距离相同,所以球面上各点的电场强度大小相等。物理学规定,某点的电场强度方向跟正点电荷在该处受静电力方向相同,所以当为正电荷时,电场强度的方向沿半径向外。当为负电荷时,电场强度的方向沿半径向内。
(2)因为,可以把均匀带电球体(或球壳)看成电量集中在球心的点电荷,所以在距离球心处的电场强度为
14.(1);(2)见解析
【详解】(1)根据电场强度的定义式可知A点的电场强度大小为
(2)若将该试探电荷取走,A点的电场强度不变,因为空间某点的电场强度只和场源电荷有关,与试探电荷无关。
15.(1)1×105N/C;(2)1×105N/C,方向水平向左;(3)5×10-4N
【详解】(1)设点电荷q产生的电场在C处的场强E1,由点电荷场强公式
代入数据解得
E1=1×105N/C
(2)点电荷q2在C处产生的电场强度大小E2,根据点电荷场强公式可得
E2=E1C点场强如图所示
根据平行四边形定则有
E=2E1cos60°
代入数据得
E=1×105N/C
方向水平向左;
(3)电荷q3在C处受到的电场力
F=qE
代入数据得
F=5×10-4N
16.AD
【详解】A.公式E=k是点电荷场强的决定式,可知,E与Q成正比,与r2成反比,A正确;
B.公式E=是电场强度的定义式,场强E与F、q无关,B错误;
C.公式R=是电阻、电压、电流的关系式,电阻R与电压U、电流I无关,C错误;
D.公式R=是电阻的决定式,R与成正比,与S成反比,D正确。
故选AD。
17.BCD
【详解】A.由于带电粒子在M点保持静止,则M点电场强度为零,负点电荷与圆环在M点产生的电场强度大小相等、方向相反,所以圆弧带负电,故A错误;
B.设圆环所带电荷量大小为Q1,将圆环无限分割,每一小段都可以看成一个点电荷,电荷量大小为
则整个带电圆环在M点产生的电场强度大小为
负点电荷在M点的电场强度为
联立解得
故B正确;
C.移走负点电荷,圆环在MO间的电场方向沿x轴正方向,在O点右侧电场方向沿x轴负方向,O点电场强度为零,带电粒子从M点向x轴正方向运动,粒子带正电,在MO间电场力对粒子做正功,到O点右侧,电场力对粒子做负功,在O点粒子的动能最大,故C正确;
D.若移走负点电荷后带电粒子从M点向x轴负方向运动,x轴负方向的电场强度大小为
根据数学知识可得时,电场强度达到最大,所以带电粒子从M点向x轴负方向运动,则电场强度一直减小,粒子运动的加速度将一直减小,故D正确。
故选BCD。
18.ABD
【详解】A.乙能静止在图示位置,可知甲对乙一定有静电斥力作用,即小球甲一定带正电 ,选项A正确;
B.对乙受力分析,由平衡条件可知
解得小球甲在b点处产生的电场强度大小为
选项B正确;
CD.由库仑定律
小球甲所带电荷量的绝对值为
选项C错误,D正确。
故选ABD。
19.BC
【详解】AB.若a点放正点电荷,b点放负点电荷,若ab两处点电荷的电量相等,c处场强方向平行于ab向右,现由于a所带的电荷量比b所带的电荷量小,a在c处产生的场强比b在c处产生的场强小,由平行四边形定则可知c点的电场强度为E2,故A错误,B正确.
CD.若a点放负点电荷,b点放正点电荷,若ab两处点电荷的电量相等,c处场强方向平行于ab向左,现b在c处产生的场强较大,由平行四边形定则可知c点的电场强度为E3,故C正确,D错误.
故选BC.
考点:电场强度
20.CD
【详解】A.爱因斯坦提出的相对论,但相对论并没有否定经典力学,而是在其基础上发展起来的,只是说明了经典力学的局限性,故A错误;
B.牛顿提出了万有引力定律,卡文迪许用实验测出了引力常量,卡文迪许算出了地球的质量,被称为第一个测量地球质量的人,故B错误;
C.库仑在前人研究的基础上通过扭秤实验研究得出了库仑定律,故C正确;
D.19世纪30年代,法拉第提出一种观点,认为在电荷的周围存在着由它产生的电场,故 D正确;
故选CD。
21.BC
【详解】A.对的静电力大小为,根据电场强度的定义式
为试探电荷的电荷量。知在处产生的电场强度大小为
故A错误;
B.由点电荷的场强公式知在处产生的电场强度大小为
故B正确;
C.、对的静电力的合力大小为F,根据电场强度的定义式
得、在处产生的电场强度大小为
故C正确;
D.由于带负电,所以、在处产生的电场强度方向与F的方向相反,故D错误。
故选BC。
22.AC
【详解】A.壳内场强处处为0,故移动试探电荷不做功,A正确;
B.在圆心处放一个电量为的点电荷,由于静电感应,球壳内表面感应出的电荷,则球壳外表面的电荷量为,B错误;
C.在处取走极小一块面积,根据对称性,在处极小一块面积的电荷产生的电场,C正确;
D.整个球壳在点的电场水平向右,在圆心正上方处取走极小一块面积在点的场强为
方向斜向右下,与矢量作差即为点电场强度,D错误。
故选AC。
23.BD
【详解】AB.把一试探正电荷q, 放在b点处恰好平衡,则
解得
方向沿bd向上,A错误,B正确;
CD. a点的合场强大小为
C错误,D正确;
故选BD。
24.AD
【详解】A、根据点电荷电场线的分布情况可知:A、 B、C三点的电场强度大小相同,方向不同,而场强是矢量,则A、 B、 C三点的电场强度不同,故A正确;
B、A、B、C三点处于同一等势面上,电势相同,由于A、 B、C三点所在的等势面为球面,所以平面ABC不是等势面,故B错误;
C、若在A、 B、C三点放置三个点电荷,任意两个点电荷对−Q的电场力的合力与第三个电荷对−Q的电场力不在同一直线上,所以三个点电荷对−Q的合力不可能为零,故C错误;
D、根据,若将试探电荷−q自A点沿着直线AB方向移动到B点的过程中,其电势能先增大后减小,故D正确;
故选AD.
【点睛】A、B、C三点的电场强度大小相同,方向不同;A、B、C三点的电势相同,A、B、C三点所在的等势面为球面;若将试探电荷-q自A点沿着直线AB方向移动到B点的过程中,其电势能先增大后减小,若在A、B、C三点放置三个点电荷,-Q所受电场力的合力不可能为零.
25.BC
【详解】AB.若A点的点电荷带正电,则在C点产生的电场强度沿着AC方向,点的点电荷带负电,则在C点产生的电场强度沿着CB方向,由平行四边形定则可知,C点的电场强度不可能垂直BC边向上;若A点的点电荷带负电,则在C点产生的电场强度沿着CA方向,点的点电荷带正电,则在C点产生的电场强度沿着BC方向,由平行四边形定则可知,C点的电场强度可能垂直BC边向上,故B正确,A错误;
CD.由A可知,A点的点电荷带负电,点的点电荷带正电,如图所示
由几何关系得
设AC为L,则
由库仑定律得
联立得
可知A点处电荷的电荷量是点处电荷的电荷量的一半,故C正确,D错误。
故选AC。
26.ACD
【详解】AB.任何电荷放在电场之中都会受到电场力的作用,同时自身也会产生电场,A正确,B错误;
C.电荷A所处的电场是B产生的,而电荷B所处的电场是A产生的,即电荷A所处的电场和电荷B所处的电场是不同的,C正确;
D.电荷A和电荷B都可以激发电场,A和B产生的电场可以叠加,D正确;
故选ACD。
27.AC
【详解】AB.场强的定义式中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中电荷的电量,选项A正确,B错误;
C.在库仑定律的表达式中,是电荷q2在点电荷q1处产生的电场强度的大小,此场对q1作用的电场力为,选项C正确;
D.定义式对任何电场均适用,仅适用点电荷电场,选项D错误。
故选AC。
28. 距离的平方 能 质子和电子间的距离远远大于质子和电子的线度,此时质子和电子的体积和大小可以忽略 D 29.ABC 30. (0,2a) 2
【解析】28.[1]根据库仑力与万有引力公式,FG和Fe的大小都与相互作用物体间的距离的平方成反比;
[2] [3]质子和电子间的距离远远大于质子和电子的线度,此时质子和电子的体积和大小可以忽略,因此在计算质子和电子间相互作用力的大小时,能将二者视为质点和点电荷;
[4] 根据表中数据可得,
则
故选D。
29.A.库仑扭秤实验和卡文迪什扭秤实验都用到了“微小量放大法”,故A正确;
B.库仑受到卡文迪什扭秤实验的启发,发明了库仑扭秤实验,是依据两个实验都是因为物体间相互作用而使细银丝发生形变这样的共同点,体现了“类比”是一种重要的思维方式,故B正确;
C.卡文迪什精确测量引力常量的前提是确保研究小球为电中性,排除两小球之间受库仑力作用,故C正确;
D.静电力和万有引力的公式在形式上很相似,都与距离的平方成反比,但静电力和万有引力本质不同,是两种不同的相互作用,静电力是电磁相互作用,万有引力是引力相互作用,故D错误。
故选ABC。
30.[1][2](a,0)处的正点电荷在P处产生的电场的电场强度大小为
方向沿轴正方向,(0,a)处的负点电荷在P处产生的电场的电场强度大小
方向沿轴负方向,根据电场的叠加原理,P点的合场强为
方向为斜向上与轴负方向夹角为。P点的电场强度为0,则正点电荷Q在P点产生电场的电场强度与(a,0)、(0,a)处点电荷在P点的合场强等大反向,有
解得
正点电荷Q在P点产生电场的电场强度方向为斜向下与轴正方向夹角为,根据几何关系,有,
Q的位置为(0,2a)。
答案第14页,共14页
答案第13页,共14页
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