内容正文:
9.3 电场力 电场强度(题型突破)
题型01 电场力和电场强度
题型02 电场线及其分布
题型03 带电物体(计重力)在电场中的平衡问题
▌题型01 电场力和电场强度
1.如图甲所示为点电荷电场中的一条电场线,a、b是电场线上的两点,试探电荷在a、b两点的静电力F与电荷量q的关系如图乙所示,a、b间的距离为L,则下列判断正确的是( )
A.场源电荷在b点右侧 B.场源电荷带正电
C.场源电荷到a点距离为0.5L D.场源电荷到b点距离为2L
【答案】D
【详解】AB.根据可知F-q图像的斜率等于场强,由图像可知,距离场源电荷越近则场强越大,则场源电荷在a点左侧,因场强方向向左,可知场源电荷带负电,AB错误;
CD.设场源电荷到a点距离为x,则根据点电荷场强公式可知,
解得x=L,即场源电荷到a点距离为L,场源电荷到b点距离为2L,C错误,D正确。
故选D。
2.(多选)如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷),三球沿一条直线摆放,它们之间仅在静电力的作用下静止,则以下判断正确的是( )
A.a对b的静电力可能是斥力
B.a对c的静电力一定是斥力
C.a的电荷量可能比b少
D.c的电荷量一定比b多
E.c点电场强度方向向右
【答案】BD
【详解】ABCD.根据库仑定律可知三个带电小球a、b、c满足电性“两同夹一异”,电量“两大夹一小”,距离“近小远大”的规律,所以a对b的静电力一定是吸引力,a对c的静电力一定是斥力,a、c的电荷量一定比b多,故AC错误,BD正确;
E.由于小球c处于静止状态,即所受电场力为零,c点电场强度为零,故E错误。
故选BD 。
3.两块面积较大的金属薄板组成一平行板电容器,其间距d较小,面积为S,金属板分别带有电荷量和,则两板所带的电荷间的相互作用力表达式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】单个极板的面电荷密度为
由高斯定理可得单个无限大带电平板产生的电场大小为
另一极板带电量为,处在上述电场中受到的作用力为
联立解得
4.如图所示在真空中O点放一个点电荷Q=+2.0×10-12C,今在M点放一个点电荷q=+2.0×10-12C,OM的距离r=0.6m,静电力常量k=9.0×109N・m2/C2。求:
(1)q在M点受到的作用力的大小;
(2)M点的场强。
【答案】(1)
(2)0.05N/C,方向从Q指向M
【详解】(1)根据库仑定律可知,q在M点受到的作用力的大小
(2)M点的场强,方向从Q指向M。
5.如图所示,一质量、电荷量的带电小球用长为的轻质绝缘细线悬挂于点,另一电荷量未知的小球固定在点正下方绝缘柱上(、均可视为点电荷。当小球平衡时,恰好与处在同一水平线上,此时细线与竖直方向的夹角。已知重力加速度,静电力常量,,,求:
(1)小球受到的静电力大小;
(2)小球所在位置的场强大小和方向;
(3)小球的电荷量。
【答案】(1)
(2),方向水平向右
(3)
【详解】(1)小球受重力、细线的拉力和球的库仑力作用,受力情况如图所示
由平衡条件可知,球受到水平向右的库仑力大小为
(2)根据电场强度定义式
解得电场强度大小为
小球带正电,受到库仑力水平向右,故小球所在位置的场强方向水平向右。
(3)根据库仑定律得
代入数据解得小球的电荷量为
▌题型02 电场线及其分布
6.(多选)电鳗瞬时放电时可产生高压,电流通过水介质传导足以击晕大型猎物或敌人。电鳗瞬时放电时周围的电场可简化为两个点电荷产生的电场如图,图中描述A、B两个点电荷电场的部分电场线,下列说法正确的是( )
A.A带正电,B带负电
B.A的电荷量小于B的电荷量
C.在M点由静止释放一个带正电的粒子,仅在静电力的作用下,粒子会沿电场线运动到N点
D.除无穷远处外,B的左侧还有一处的电场强度为0
【答案】AD
【详解】A.电场线是从正电荷出发,终止于负电荷。电场线从A出发,部分终止于B,所以A带正电,B带负电,故A正确;
B.由图可知,A附近的电场线比B附近的电场线密,则A附近的场强必比B附近的场强大,A的电荷量大于B的电荷量,故B错误;
C.由于M点和N点在同一条电场线上且电场线为曲线,所以该粒子仅在静电力作用下不可能沿电场线运动,故C错误;
D.由于A带正电,B带负电,且A的电荷量大于B的电荷量,根据点电荷场强公式
结合场强叠加原理可知,除无穷远处外,B的左侧还有一处的电场强度是0,故D正确。
故选AD。
7.下列说法正确的是( )
A.点电荷就是体积很小的带电体
B.电场线越密的地方,电场越强
C.电荷在电场中受到的力越大,这点的电场强度越大
D.电场和电场线一样,是人为设想出来的,其实并不存在
【答案】B
【详解】A.点电荷是理想化模型,成立条件为带电体的形状、大小对所研究问题的影响可忽略,与带电体自身体积大小无必然关系,体积很大的带电体在研究远距离相互作用时也可视为点电荷,故A错误;
B.电场线的疏密程度是电场强度大小的直观表示,电场线越密的地方电场强度越大,即电场越强,故B正确;
C.电场强度的定义式为,电场强度由电场本身性质决定,与试探电荷的受力、电荷量均无关;若试探电荷电荷量很大,即使电场强度较小,受到的电场力也可能很大,故C错误;
D.电场是客观存在的特殊物质,电场线是人为假想的、用于直观描述电场分布的模型,实际并不存在,故D错误。
故选B。
8.如图中带箭头的实线表示某个电场的电场线,实线间距相等且相互平行,一个带电离子从处飞入这个电场,以下说法中正确的是( )
A.离子受的电场力方向一定向右 B.离子受的电场力不变
C.离子肯定向右偏转 D.离子一定做变加速曲线运动
【答案】B
【详解】AC.由于离子的电性未知,所以不能确定电场力的方向,无法得到偏转方向,故AC错误;
B.匀强电场中场强处处相同,由知电场力大小和方向都不变,故B正确;
D.离子受的电场力大小、方向都不变,加速度不变,必定做匀变速运动,故D错误。
故选B。
9.(多选)图甲为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线,A、B为电场线上的两点,一电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中,其速度一时间图像如图乙所示,则下列叙述正确的是( )
A.电场线方向由B指向A
B.电场强度大小
C.Q可能为负电荷,也可能为正电荷
D.Q在A的左侧且为负电荷
【答案】AD
【详解】A.根据速度—时间图像分析,电子做加速度减小的加速运动,所受静电力方向向右,电场线方向向左,即电场线方向由B指向A,A正确;
B.加速度减小,电子所受静电力减小,电场强度减小,则电场强度大小,B错误;
CD.根据点电荷形成的电场特点,Q只能在A的左侧且为负电荷,D正确,C错误。
故选AD。
10.用电场线可以形象地描述电场,下列电场线表示匀强电场的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】匀强电场的电场线应为一组方向相同、间距相等的平行直线,选项D符合此特征;A、B、C分别对应点电荷、等量异种电荷等非匀强电场,电场线疏密或方向发生变化。
故选D。
11.某同学分别画出了正点电荷、负点电荷、等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场线,如图所示,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.正点电荷周围的电场线应指向无穷远处,图中电场线指向正电荷,故A错误;
B.负点电荷周围的电场线应指向负电荷,图中电场线背离负电荷,故B错误;
C.等量同种正点电荷的电场线均发自正电荷指向无穷远处,分布对称,图中方向和分布均正确,故C正确;
D.等量异种点电荷的电场线应始于正电荷止于负电荷,图中电场线的箭头方向错误,故D错误。
故选C。
12.(多选)如图所示,空间中有两个电荷量相同的点电荷、,电荷周围的电场线分布如图所示。为两点电荷、连线的中垂线,且、点到点距离相同,、为某一条电场线上的两点。若规定无穷远处电势为零,则下列说法正确的是( )
A.点附近的电场强度为零
B.点的电场强度小于点的电场强度
C.点的电场强度和点的电场强度相同
D.把电子从点移动到点,电场力先做正功,后做负功
【答案】BD
【详解】A.设点电荷、带电量为,与点的距离为,则、在点的电场强度大小相等,方向相反,满足
由于场强是矢量,故、在点的合场强为零,但点附近其余位置的场强矢量叠加后不为0,故A错误;
B.电场线的疏密表示场强大小,点比点更靠近点电荷,处电场线更密,因此点场强大小小于点,故B正确;
C.电场强度是矢量,点场强方向沿中垂线向上,点场强方向沿中垂线向下,二者方向不同,因此电场强度不同,故C错误;
D.电场线的方向为正试探电荷的受力方向,电子受力方向与电场线方向相反;从点到点,电场强度方向竖直向上,从点到点,电场强度方向竖直向下;把电子从点移动到点,电场力先向下后向上,故电场力先做正功,后做负功,故D正确。
故选BD。
13.(多选)在M、N两点放置等量异种点电荷如图所示,MN是两电荷的连线,HG是两电荷连线的中垂线,O是垂足。下列说法正确的是( )
A.OM中点的电场比ON中点的电场强
B.O点的电场与MN上各点相比是最弱的
C.正电荷从O点移动到H点,电场力先增大后减小
D.若将处换为+Q,由静止释放的电子从运动到电场力先做正功后做负功
【答案】BD
【详解】A.根据等量异种点电荷电场线的分布规律,利用对称性可知,OM中点电场线分布的密集程度与ON中点电场线分布的密集程度相同,则OM中点的电场强度与ON中点的电场强度相同,故A错误;
B.根据等量异种点电荷电场线的分布规律可知,在MN连线上,O点电场线分布的密集程度最小,则O点的电场与MN上各点相比是最弱的,故B正确;
C.根据等量异种点电荷电场线的分布规律可知,从O点到H点,电场线分布的密集程度逐渐减小,则电场强度逐渐减小,正电荷从O点移动到H点,电场力逐渐减小,故C错误;
D.若将处换为+Q,根据等量同种点电荷电场线的分布规律可知,从到,电场强度方向先向上后向下,则静止释放的电子从运动到所受电场力方向先向下后向上,则电场力先做正功后做负功,故D正确。
故选BD。
14.(多选)两个带等量正电的点电荷,固定在图中A、B两点,O是它们连线的中点,N、P是中垂线上的两点,,一带负电的试探电荷q,从P点由静止释放,只在静电力作用下运动,则试探电荷q( )
A.运动到O点时的加速度为零
B.运动到O点时的动能最小
C.经过关于O对称的两点时加速度相同
D.若试探电荷的电荷量增大,试探电荷在P点所受电场力与其电荷量的比值不变
【答案】AD
【详解】A.两个等量正点电荷周围部分电场线分布情况如图所示
根据等量同种电荷电场分布规律,连线中点处电场强度为零,试探电荷在点所受电场力为零,由牛顿第二定律可知加速度为零,故A正确;
B.试探电荷从到过程中,电场力方向指向点,电场力做正功,动能增大,运动到点时速度最大,动能最大,故B错误;
C.关于对称的两点电场强度大小相等、方向相反,试探电荷所受电场力方向相反,加速度方向相反,故加速度不同,故C错误;
D.电场中某点的电场强度由场源电荷决定,与试探电荷无关,根据可知,试探电荷在点所受电场力与其电荷量的比值等于该点电场强度,保持不变,故D正确。
故选AD。
15.如图所示,平面内直线和垂直相交于点,、关于点对称,、关于点对称,是的中点,是的中点,则下列说法正确的是( )
A.若将电荷量为的点电荷放置在点,则、、、四点的电场强度相同
B.若在点和点分别放置等量异种点电荷,则、、三点电场强度最大的是点
C.若在点和点分别放置等量的负点电荷,从点由静止释放的质子将在间做往返运动
D.若在点和点分别放置等量的正点电荷,质子从点沿直线运动到点的过程中静电力一直增大
【答案】C
【详解】A.电场强度是矢量,点放正点电荷时,四点场强方向各不相同(方向向上、向左、向下、向右),因此场强不同,故A错误;
B.若在点、点分别放置等量异种点电荷,设,则点场强
点场强
因此三点中点场强比点大,点的电场强度不是最大的,故B错误;
C.若在点、点分别放置等量的负点电荷,根据对称性,为两点电荷连线的中垂线,点场强为零;段合场强方向指向点,段合场强方向也指向点。质子带正电,从点静止释放后,向点加速运动,经过点后向点运动,受力指向点,做减速运动,速度减为零后返回,因此会在间做往返运动,故C正确;
D.若在点、点分别放置等量的正点电荷,点场强为零,无穷远处场强也为零,因此从点沿直线运动到点,电场强度可能一直增大,则质子受到的静电力一直增大;电场强度也可能先增大后减小,则静电力先增大后减小,故D错误。
故选C。
▌题型03 带电物体(计重力)在电场中的平衡问题
16.如图,水平面上有一水平均匀带电圆环,带电量为+Q,其圆心为O点。有一带电量为-q、质量为m的小球,在电场力和重力作用下恰能静止在O点正下方的P点。OP间距为L,P和圆环边缘上任一点的连线与PO间的夹角均为θ。静电力常量为k,重力加速度为g。则带电圆环在P点处产生的场强大小为( )
A.k B.k C. D.
【答案】B
【详解】取圆环上一带电微元,其电荷量记为,后文均以表示该微元电荷量。由题设几何关系,微元到点的距离满足
其中为微元到点的距离。由库仑定律,微元在点产生的场强大小满足
其中表示该微元场强大小。为表示微元场强的方向分解以及圆环对称性下水平方向分量的抵消,示意图如下:
圆环各微元在点的水平方向场强相互抵消,竖直方向分量同向,因此由场强叠加得
其中为圆环在点的合场强大小。又因圆环上各微元的相同且,所以
方向沿向下。
故选B。
17.如图,PO为光滑绝缘竖直墙壁,OQ为光滑绝缘水平地面,地面上方有一水平向左的匀强电场E,带正电荷的A、B两小球(均视为质点)均紧靠接触面而处于静止状态。若在小球A上加竖直向下的推力F,小球A沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后,适当移动B球,小球A与B重新处于静止状态,假设两小球所带电荷量保持不变,则有推力F的新平衡状态与原平衡状态比较( )
A.A球对竖直墙壁的作用力增大 B.两球之间的距离不变
C.A球与B球间的静电力增大 D.地面对B球的弹力不变
【答案】C
【详解】AD.设小球A的质量为,电量为,小球B的质量为,电量为,则以A、B两小球整体为研究对象进行受力分析可知,整体在水平方向受到向左的电场力大小为
则根据共点力平衡的规律可得,竖直墙壁对小球A向右的弹力大小为
所以根据牛顿第三定律可知,A球对竖直墙壁的作用力保持不变;同理可知整体在竖直方向上施加力F之前,地面对小球B的支持力为
施加力F之后,地面对小球B的支持力为
即与原平衡状态相比,有推力F的新平衡状态下,地面对小球B的弹力变大,故AD错误;
BC.对小球A进行受力分析,则施加力F之前受力分析图如图1所示:
根据共点力的平衡规律可得,此时小球B对小球A的库仑力为
施加力F之后,小球A的受力如图2所示:
同理可得,此时小球B对小球A的库仑力变为
即与原平衡状态相比,有推力F的新平衡状态下,小球A与小球B间的静电力变大;再根据库仑定律可知,两球之间的距离一定减小,故B错误,C正确。
故选C。
18.如图所示,用细绳悬挂两个质量为,电荷量分别为的小球。现在该装置所在区域施加一斜向右上方的匀强电场,平衡后小球位置可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】对两球构成的整体进行受力分析
两小球受电场力等大反向,可知绳子拉力和重力等大反向,故上面绳应该处于竖直方向。
故选C。
19.如图所示,在轻质绝缘细绳两端分别系一可看作点电荷且带异种电荷的小球1、2,轻质细绳绕过光滑的定滑轮,两小球处在水平向右的匀强电场中,稳定时,滑轮左侧细绳长度小于右侧细绳长度,小球1、2处在同一水平线上,则( )
A.两小球质量可能相等
B.小球1可能带正电,小球2可能带负电
C.两小球所带电荷量的绝对值可能相等
D.小球1所带电荷量的绝对值小于小球2所带电荷量的绝对值
【答案】D
【详解】A.对1、2两球受力分析如图所示
由两球竖直方向受力平衡可得
因
故
因此
故A错误;
B.对小球1受力分析可知,若小球1带正电,则小球1不可能受力平衡,故B错误;
C.小球1带负电,小球2带正电,由两球水平方向受力平衡可知
两式相减有
因
故两小球所带电荷量绝对值不可能相等,故C错误;
D.由
可知,因
故
故D正确。
故选D。
20.两个带电小球A、B,分别用等长的绝缘细线悬挂在天花板下方,平衡时如图甲所示,细线与竖直方向夹角均为α,此时细线对A的拉力大小为T1。施加一水平向左的匀强电场后,两小球再次平衡时如图乙所示,细线与竖直方向夹角均为β,且α<β,此时细线对A的拉力大小为T2。下列说法正确的是( )
A.A带负电, B带正电 B.A的电荷量小于B的电荷量
C.A的质量大于B的质量 D.T1<T2
【答案】D
【详解】A.根据图甲可知,小球A、B之间的库仑力为引力,则小球A、B带异种电荷,根据图乙可知,小球A所受匀强电场的电场力方向向左,与匀强电场的电场强度方向相同,则A带正电,B带负电,故A错误;
C.图甲中,对小球A进行分析,根据平衡条件有
,
图甲中,对小球B进行分析,根据平衡条件有
,
解得
,
故C错误;
B.图乙中,对小球A进行分析,根据平衡条件有
,
图乙中,对小球B进行分析,根据平衡条件有
,
解得
,
故B错误;
D.结合上述可知
,
由于
则有
故D正确。
故选D。
21.如图,带等量同种正电荷的小球a、b通过绝缘细线悬挂于天花板上的O点,平衡时,小球a、b处于同一水平线上且相距L,细线与竖直方向的夹角分别为已知小球a的质量为m,重力加速度大小为g,静电力常量为k,不计小球a、b的大小。
(1)求小球b的质量 及所带的电荷量q;
(2)若仅在虚线的左侧空间布置一个匀强电场,平衡时连接小球a的细线上的拉力为0,小球a的位置始终没变,求匀强电场的电场强度E。
【答案】(1),
(2),方向斜向右上方
【详解】(1)对球a,有,
即
对球b,有,
即
联立,解得,
(2)由题意,小球a所受重力和库伦斥力的合力为,方向斜向左下方
则其所受匀强电场的电场力与平衡,即
解得,方向斜向右上方。
22.如图所示,长的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角;已知小球的质量,所带电荷量,取重力加速度,,。求:
(1)求匀强电场的场强大小;
(2)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。
【答案】(1)
(2)2m/s
【详解】(1)小球受力情况如图所示
根据小球受力平衡可得
即
(2)电场撤去后小球运动过程中机械能守恒,则
解得
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9.3电场力电场强度(题型突破)
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题型01电场力和电场强度
题型02电场线及其分布
题型03带电物体(计重力)在电场中的平衡问题
题型01电场力和电场强度
1.如图甲所示为点电荷电场中的一条电场线,a、b是电场线上的两点,试探电荷在a、b两点的静电力F与电
荷量9的关系如图乙所示,a、b间的距离为L,则下列判断正确的是()
个R
产
甲
乙
A.场源电荷在b点右侧
B.场源电荷带正电
C.场源电荷到a点距离为0.5L
D.场源电荷到b点距离为2L
2.(多选)如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、C(可视为点电荷),三球沿一条直线摆放,
它们之间仅在静电力的作用下静止,则以下判断正确的是()
77777777777777777777777777777
A.a对b的静电力可能是斥力
B.a对c的静电力一定是斥力
C.a的电荷量可能比b少
D.c的电荷量一定比b多
E.c点电场强度方向向右
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3.两块面积较大的金属薄板组成一平行板电容器,其间距d较小,面积为S,金属板分别带有电荷量+0和-Q,
则两板所带的电荷间的相互作用力表达式正确的是()
O'd
A.28S
B.28S
C.
280S
D.26Sd
4.如图所示在真空中O点放一个点电荷Q-+2.0×1012C,今在M点放一个点电荷+2.0×101℃,OM的距离
1=0.6m,静电力常量=9.0×10N.m2/C2。求:
O
M
(I)q在M点受到的作用力的大小:
(2)M点的场强。
5.如图所示,一质量m=2×I0kg、电荷量9=+3×10C的带电小球A用长为10cm的轻质绝缘细线悬挂于O
点,另一电荷量未知的小球B固定在O点正下方绝缘柱上(A、B均可视为点电荷)。当小球A平衡时,恰好
与B处在同一水平线上,此时细线与竖直方向的夹角0-37°。已知重力加速度g=10m/s2,静电力常量
k=9.0×10Nm2/C2,sin37°=0.6,cos37-0.8,求:
(I)小球A受到的静电力大小:
(2)小球A所在位置的场强大小和方向;
(3)小球B的电荷量。
题型02电场线及其分布
6.(多选)电鳗瞬时放电时可产生高压,电流通过水介质传导足以击晕大型猎物或敌人。电鳗瞬时放电时周围
的电场可简化为两个点电荷产生的电场如图,图中描述A、B两个点电荷电场的部分电场线,下列说法正确的
是()
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A.A带正电,B带负电
B.A的电荷量小于B的电荷量
C.在M点由静止释放一个带正电的粒子,仅在静电力的作用下,粒子会沿电场线运动到N点
D.除无穷远处外,B的左侧还有一处的电场强度为0
7.下列说法正确的是()
A.点电荷就是体积很小的带电体
B.电场线越密的地方,电场越强
C.电荷在电场中受到的力越大,这点的电场强度越大
D.电场和电场线一样,是人为设想出来的,其实并不存在
8.如图中带箭头的实线表示某个电场的电场线,实线间距相等且相互平行,一个带电离子从P处飞入这个电场,
以下说法中正确的是()
A,离子受的电场力方向一定向右
B.离子受的电场力不变
C.离子肯定向右偏转
D.离子一定做变加速曲线运动
9.(多选)图甲为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线,A、B为电场线上的两点,一电子以某一速度沿
电场线由A运动到B的过程中,其速度一时间图像如图乙所示,则下列叙述正确的是()
乙
A.电场线方向由B指向A
B.电场强度大小E4<EB
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C.Q可能为负电荷,也可能为正电荷
D.Q在A的左侧且为负电荷
10.用电场线可以形象地描述电场,下列电场线表示匀强电场的是()
11.某同学分别画出了正点电荷、负点电荷、等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场线,如图所示,其中正
确的是()
12.(多选)如图所示,空间中有两个电荷量相同的点电荷A、B,电荷周围的电场线分布如图所示。MN为
两点电荷A、B连线的中垂线,且M、N点到O点距离相同,C、D为某一条电场线上的两点。若规定无穷
远处电势为零,则下列说法正确的是()
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A,O点附近的电场强度为零
B.C点的电场强度小于D点的电场强度
C.M点的电场强度和N点的电场强度相同
D.把电子从M点移动到N点,电场力先做正功,后做负功
I3.(多选)在M、N两点放置等量异种点电荷如图所示,MN是两电荷的连线,HG是两电荷连线的中垂线,
O是垂足。下列说法正确的是()
iH
+O
-0
M
N
G
A.OM中点的电场比ON中点的电场强
B.O点的电场与N上各点相比是最弱的
C.正电荷从O点移动到H点,电场力先增大后减小
D.若将N处换为+Q,由静止释放的电子从H运动到G电场力先做正功后做负功
14,(多选)两个带等量正电的点电荷,固定在图中A、B两点,O是它们连线的中点,N、P是中垂线上的两
点,ON=OP,一带负电的试探电荷4,从P点由静止释放,只在静电力作用下运动,则试探电荷q()
◆W
⊕
⊕
A
B
D
A.运动到O点时的加速度为零
B.运动到O点时的动能最小
C.经过关于O对称的两点时加速度相同
D.若试探电荷的电荷量增大,试探电荷在P点所受电场力与其电荷量的比值不变
15.如图所示,平面内直线AB和CD垂直相交于O点,A、B关于O点对称,C、D关于O点对称,M是AO
的中点,N是OB的中点,则下列说法正确的是()
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C
AM0B
D
A.若将电荷量为+Q的点电荷放置在O点,则C、M、D、N四点的电场强度相同
B.若在A点和B点分别放置等量异种点电荷,则C、O、N三点电场强度最大的是O点
C.若在M点和N点分别放置等量的负点电荷,从C点由静止释放的质子将在CD间做往返运动
D.若在M点和N点分别放置等量的正点电荷,质子从O点沿直线运动到C点的过程中静电力一直增大
题型03带电物体(G计重力)在电场中的平问题
16.如图,水平面上有一水平均匀带电圆环,带电量为十Q,其圆心为0点。有一带电量为一4、质量为心的小
球,在电场力和重力作用下恰能静止在O点正下方的P点。OP间距为L,P和圆环边缘上任一点的连线与PO
间的夹角均为8。静电力常量为k,重力加速度为8。则带电圆环在P点处产生的场强大小为()
A号
B.Ocos
mg coso
D.
mgcos20
2
9
17.如图,PO为光滑绝缘竖直墙壁,OQ为光滑绝缘水平地面,地面上方有一水平向左的匀强电场E,带正电
荷的A、B两小球(均视为质点)均紧靠接触面而处于静止状态。若在小球A上加竖直向下的推力F,小球A
沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后,适当移动B球,小球A与B重新处于静止状态,假设两小球所带电荷
量保持不变,则有推力F的新平衡状态与原平衡状态比较()
E
OB
O
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A.A球对竖直墙壁的作用力增大
B.两球之间的距离不变
C.A球与B球间的静电力增大
D.地面对B球的弹力不变
18.如图所示,用细绳悬挂两个质量为m、2m,电荷量分别为一4+q的小球1、2。现在该装置所在区域施加一斜
向右上方的匀强电场,平衡后小球位置可能为()
B
19.如图所示,在轻质绝缘细绳两端分别系一可看作点电荷且带异种电荷的小球1、2,轻质细绳绕过光滑的定
滑轮,两小球处在水平向右的匀强电场中,稳定时,滑轮左侧细绳长度小于右侧细绳长度,小球1、2处在同一
水平线上,则()
2
A.两小球质量可能相等
B.小球1可能带正电,小球2可能带负电
C.两小球所带电荷量的绝对值可能相等
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D.小球1所带电荷量的绝对值小于小球2所带电荷量的绝对值
20.两个带电小球A、B,分别用等长的绝缘细线悬挂在天花板下方,平衡时如图甲所示,细线与竖直方向夹角
均为α,此时细线对A的拉力大小为T。施加一水平向左的匀强电场后,两小球再次平衡时如图乙所示,细线
与竖直方向夹角均为B,且心阝,此时细线对A的拉力大小为T。下列说法正确的是()
liee121
OB
甲
A.A带负电,B带正电
B.A的电荷量小于B的电荷量
C.A的质量大于B的质量
D.T<B
21.如图,带等量同种正电荷的小球4、b通过绝缘细线悬挂于天花板上的O点,平衡时,小球a、b处于同一
水平线上且相距L,细线与竖直方向的夹角分别为a=45°,B=60°。已知小球α的质量为,重力加速度大小为
8,静电力常量为k,不计小球a、b的大小。
ad
ob
(1)求小球b的质量m及所带的电荷量q:
(2)若仅在虚线的左侧空间布置一个匀强电场,平衡时连接小球a的细线上的拉力为0,小球a的位置始终没变,
求匀强电场的电场强度E。
22.如图所示,长1=1m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的
匀强电场中,绳与竖直方向的夹角0=37°;己知小球的质量m=0.04kg,所带电荷量9=1.0×10C,取重力加
速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
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(1)求匀强电场的场强大小:
(2)将电场撤去,小球回到最低点时速度V的大小。
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