内容正文:
闵行中学2024学年高二物理10月月考
一、选择题(45分)
1. 点电荷周围的电场强度公式为,关于此公式下列说法正确的是( )
A. 和成正比 B. 采用了比值定义法
C. 和无关 D. 的方向和的正负无关
【答案】A
【解析】
【详解】ACD.根据点电荷电场强度公式
可知,在r一定时,和成正比,的方向和的正负有关,若是正电荷,则场强方向由点电荷指向外;若是负电荷,则场强方向指向负电荷,选项A正确,CD错误;
B.点电荷周围的场强与Q和r都有关,则该定义不是比值定义法,选项B错误。
故选A。
2. 下面是对点电荷的电场强度公式 的几种不同理解,正确的是( )
A. 当r→0时,E→∞
B. 当r→0时,该公式不适用
C. 某点的场强大小与距离r成反比
D. 以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强相同
【答案】B
【解析】
【详解】AB.点电荷场强公式是根据
推导产生的,其中F为场源电荷对试探电荷的库仑力,当r趋向0时,就不适用库仑力公式
中距离的要求
不适用,故A错误,B正确;
C.某点的场强大小与距离r的平方成反比,故C错误;
D.以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强大小相等,方向不同,故D错误。
故选B。
3. 一绝缘小球A(可视为质点),带+3Q的电荷量,在距A球为r的B点处电场强度为E; 现拿一同样大小的小球C(带-Q的电荷量)去接触A球后再移走C球,则此时B点处的电场强度为:
A. B. C. E D. 3E
【答案】A
【解析】
【详解】根据点电荷A周围的电场强度的决定式可知,B点的场强为;而当小球C和A接触移走后,两者的电量先中和后平分为+Q,则B点的场强为;可知;故B、C、D错误,A正确.
4. 固定在A、B两点的带电粒子,分别如下选项所示。在两带电粒子连线上的A点的左侧附近有一个负电荷。负电荷可能处于平衡状态的是下面的哪几种情况( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.设负电荷的电荷量为(),点左侧该处到的距离为,,则到的距离为。负电荷平衡时,来自两个固定电荷的库仑力必须方向相反且大小相等。由库仑定律,点电荷间作用力大小为
两项中处电荷量的绝对值为,处为,且两电荷异号,所以两力方向相反。两力大小相等要求
整理得
其正解为,故AB正确;
CD.两项中处电荷量的绝对值为,处为,且两电荷异号,所以两力方向相反。若能平衡,则应有
即
而
所以左边必大于,故CD错误。
故选AB。
5. M、N两点相距为d,各固定一正点电荷,两电荷所带电量分别为Q1和Q2,且Q1=2Q2,在M、N连线上A点(未画出)场强为零,则A、N之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设A、N之间的距离为x,根据点电荷场强公式则有
Q1=2Q2
联立解得
所以C正确;ABD错误;
故选C。
6. 如图所示,A、B是以O点为圆心的一条直径的两个端点,将的点电荷放置于O点时,B点的电场强度大小为E:若再将的点电荷放置于A点,则B点处的电场强度( )
A. 大小为E,方向沿OB方向 B. 大小为E,方向沿BO方向
C. 大小为,方向沿BO方向 D. 大小为,方向沿OB方向
【答案】D
【解析】
【详解】将的点电荷放置于O点时,B点的电场强度大小为E,根据点电荷场源的场强决定式有
方向沿OB水平向右,
若将的点电荷放置于A点,B点的场强为
方向沿BO水平向左,
则B的合场强为两场强的矢量和,为
方向沿OB水平向右。
故选D。
7. 如图,在电场强度的匀强电场中,取O点为圆心,r为半径,作一圆周,a、b、c、d为圆周上四点。在O点固定一带电荷量为的点电荷,则a、b、c、d各点电场强度的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据点电荷场强公式,则点电荷在圆上各点产生的场强大小均为,与外界竖直向上的匀强电场大小相等,由场强叠加可知,,,,故ABC错误,D正确。
故选D。
8. 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.
【答案】B
【解析】
【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。
9. 如图,两个完全相同的金属小球a、b位于等边三角形的两个顶点上,c点位于第三个顶点。a带正电,b带负电,a所带电量的大小比b的小。则c点的电场强度可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小球a在c点产生的场强方向沿ac直线指向右下方,小球b在c点产生的场强方向沿cb直线指向右上方,且小球b在c点产生的场强大于小球a在c点产生的场强,故合场强应斜向右上方。
故选 B。
二、填空题(25分)
10. 如图所示,在真空中用等长的绝缘细线分别悬挂正电荷A和负电荷B,其电荷量皆为q。在水平方向的匀强电场作用下,两细线保持竖直,此时A、B间的距离为,静电力常量为。则该匀强电场的电场强度大小为__________,方向向__________。
【答案】 ①. ②. 左
【解析】
【详解】[1][2]对A分析有
解得,方向向左。
11. 如图,在x轴上的和两点分别固定电荷量为和的点电荷,则x轴上电场强度为零的点坐标__________。
【答案】
【解析】
【详解】取轴正方向向右,两电荷之间,两电荷产生的电场方向均向左,不能抵消。若考察区域,距场点更近且电荷量更大,其场强始终大于的场强,也不能抵消。因此零场点在区域。以米为长度单位,设零场点的坐标数值为,由点电荷场强公式,将两距离的数值代入并约去相同的单位因子,有
取正平方根得
解得
12. 如图所示,带电荷量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距2d,点电荷到带电薄板的垂线通过薄板的几何中心,若图中a点处的电场强度为零,根据对称性,带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为___________,方向___________(静电力常量为k)。
【答案】 ①. ②. 水平向左
【解析】
【详解】[1][2] 因为,故薄板与+q产生的场强在该处大小相等、方向相反,即
同时可知薄板也带正电,根据薄板形成电场的对称性,薄板在b点的场强也为,方向水平向左。
13. 在一个点电荷Q的电场中,坐标轴Ox与它的一条电场线重合,A、B是坐标轴上的两点。放在A、B两点的均带负电的试探电荷受到力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电荷量的关系图像如图中a、b直线所示。求:
(1) A点的电场强度的大小和方向;
(2)A、B两点到点电荷Q的距离之比。
【答案】(1)40N/C,方向沿x轴负方向;(2)
【解析】
【详解】解:(1)由图线可知, A点的电场强度
代入数据解得:
EA= 40N/C
方向沿x轴负方向
(2) B点的电场强度
点电荷在A点激发的场强
点电荷在B点激发的场强
代入数据解得
14. 如图所示,用一根绝缘细线悬挂一个带电小球,小球的质量为,所带的电荷量为。现加一水平向右的匀强电场,平衡时绝缘细线与竖直方向成30°角,则:
(1)该匀强电场的电场强度为多大?
(2)若改变所加电场的方向,使小球在图中位置仍保持平衡,所加的最小电场的电场强度大小为多大?方向如何?
【答案】(1)
(2),方向垂直于细线斜向右上方
【解析】
【小问1详解】
带电小球受力分析如图所示
由平衡条件可知
【小问2详解】
为使小球在图中位置仍保持平衡,当小球所受电场力的方向与细线方向垂直时,所加电场强度的大小最小,设最小电场强度为
解得
方向垂直于细线斜向右上方。
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闵行中学2024学年高二物理10月月考
一、选择题(45分)
1. 点电荷周围的电场强度公式为,关于此公式下列说法正确的是( )
A. 和成正比 B. 采用了比值定义法
C. 和无关 D. 的方向和的正负无关
2. 下面是对点电荷的电场强度公式 的几种不同理解,正确的是( )
A. 当r→0时,E→∞
B. 当r→0时,该公式不适用
C. 某点的场强大小与距离r成反比
D. 以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强相同
3. 一绝缘小球A(可视为质点),带+3Q的电荷量,在距A球为r的B点处电场强度为E; 现拿一同样大小的小球C(带-Q的电荷量)去接触A球后再移走C球,则此时B点处的电场强度为:
A. B. C. E D. 3E
4. 固定在A、B两点的带电粒子,分别如下选项所示。在两带电粒子连线上的A点的左侧附近有一个负电荷。负电荷可能处于平衡状态的是下面的哪几种情况( )
A. B.
C. D.
5. M、N两点相距为d,各固定一正点电荷,两电荷所带电量分别为Q1和Q2,且Q1=2Q2,在M、N连线上A点(未画出)场强为零,则A、N之间的距离为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,A、B是以O点为圆心的一条直径的两个端点,将的点电荷放置于O点时,B点的电场强度大小为E:若再将的点电荷放置于A点,则B点处的电场强度( )
A. 大小为E,方向沿OB方向 B. 大小为E,方向沿BO方向
C. 大小为,方向沿BO方向 D. 大小为,方向沿OB方向
7. 如图,在电场强度的匀强电场中,取O点为圆心,r为半径,作一圆周,a、b、c、d为圆周上四点。在O点固定一带电荷量为的点电荷,则a、b、c、d各点电场强度的大小为( )
A. B. C. D.
8. 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.
9. 如图,两个完全相同的金属小球a、b位于等边三角形的两个顶点上,c点位于第三个顶点。a带正电,b带负电,a所带电量的大小比b的小。则c点的电场强度可能是( )
A. B. C. D.
二、填空题(25分)
10. 如图所示,在真空中用等长的绝缘细线分别悬挂正电荷A和负电荷B,其电荷量皆为q。在水平方向的匀强电场作用下,两细线保持竖直,此时A、B间的距离为,静电力常量为。则该匀强电场的电场强度大小为__________,方向向__________。
11. 如图,在x轴上的和两点分别固定电荷量为和的点电荷,则x轴上电场强度为零的点坐标__________。
12. 如图所示,带电荷量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距2d,点电荷到带电薄板的垂线通过薄板的几何中心,若图中a点处的电场强度为零,根据对称性,带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为___________,方向___________(静电力常量为k)。
13. 在一个点电荷Q的电场中,坐标轴Ox与它的一条电场线重合,A、B是坐标轴上的两点。放在A、B两点的均带负电的试探电荷受到力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电荷量的关系图像如图中a、b直线所示。求:
(1) A点的电场强度的大小和方向;
(2)A、B两点到点电荷Q的距离之比。
14. 如图所示,用一根绝缘细线悬挂一个带电小球,小球的质量为,所带的电荷量为。现加一水平向右的匀强电场,平衡时绝缘细线与竖直方向成30°角,则:
(1)该匀强电场的电场强度为多大?
(2)若改变所加电场的方向,使小球在图中位置仍保持平衡,所加的最小电场的电场强度大小为多大?方向如何?
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