第六章單元小結練庫侖定律及電場力的性質

2021-09-27 20:22:10 字數 4293 閱讀 1350

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1.在點電荷q形成的電場中的某點p,放一電荷量為q的檢驗電荷,q受到的電場力為f.如果將q移走,那麼p點的電場強度大小為

abc.qfd.0

答案 a

解析電場中的電場強度是由電場本身決定的,與有無檢驗電荷無關,因此e=不變,選項a正確.

2.如圖1所示,在x軸座標為+1的點上固定乙個電荷量為4q的正點電荷,座標原點o處固定乙個電荷量為q的負點電荷,那麼在x座標軸上,電場強度方向沿x軸負方向的點所在區域應是

圖1a.(0,1b.(-1,0)

c.(-∞,-1d.(1,+∞)

答案 ac

解析在區域(0,1)中4q和-q的電場的電場強度方向都向左,合場強仍向左,a對;設在-q左側距-q為x處場強為零,由k=k得x=1,所以區域(-∞,-1)內合場強向左,c對.

3.如圖2所示,為某一點電荷所形成電場中的一簇電場線,a、b、c三條虛線為三個帶電粒子以相同的速度從o點射入電場後的運動軌跡,其中b虛線為一圓弧,ab的長度等於bc的長度,且三個粒子的電荷量大小相等,不計粒子重力,則以下說法正確的是

(  )

圖2a.a一定是正粒子的運動軌跡,b和c一定是負粒子的運動軌跡

b.由於ab的長度等於bc的長度,故uab=ubc

c.a虛線對應的粒子的加速度越來越小,c虛線對應的粒子的加速度越來越大,b虛線對應的粒子的加速度大小不變

d.b虛線對應的粒子的質量大於c虛線對應的粒子的質量

答案 cd

解析由於電場線沒有明確方向,因此無法確定三個帶電粒子的電性;由於該電場不是勻強電場,雖然ab的長度等於bc的長度,但ab段與bc段對應的電場強度的變化量不等,由點電荷電場等差等勢面的分布特點,不難判斷uabmc,即mb>mc,故d選項正確.

4.在如圖3所示的四種電場中,分別標記有a、b兩點.其中a、b兩點電場強度大小相等、方向相反的是

圖3a.甲圖中與點電荷等距的a、b兩點

b.乙圖中兩等量異種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點

c.丙圖中兩等量同種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點

d.丁圖中非勻強電場中的a、b兩點

答案 c

解析甲圖中與點電荷等距的a、b兩點,場強大小相同,方向不相反,選項a錯誤;對乙圖,根據電場線的疏密及對稱性可判斷,a、b兩點的場強大小相等、方向相同,選項b錯誤;丙圖中兩等量同種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點,場強大小相同,方向相反,選項c正確;對丁圖,根據電場線的疏密可判斷,b點的場強大於a點的場強,選項d錯誤.

5.如圖4所示,以o為圓心的圓周上有六個等分點a、b、c、d、e、f.等量正、負點電荷分別放置在a、d兩處時,在圓心o處產生的電場強度大小為e0.現改變a處點電荷的位置,使o點的電場強度改變,下列敘述正確的是

圖4a.移至c處,o處的電場強度大小不變,方向沿oe

b.移到b處,o處的電場強度大小減半,方向沿od

c.移至e處,o處的電場強度大小減半,方向沿oc

d.移至f處,o處的電場強度大小不變,方向沿oe

答案 c

解析設正、負點電荷各自在圓心處產生的場強大小為e,當兩電荷分別在a、d兩點時場強疊加,大小為e0=2e;a處點電荷移至c處,由平行四邊形定則可求合場強大小為e1=e=e0,方向沿oe,a錯誤;a處點電荷移至b處,由平行四邊形定則可求合場強大小為e2=e=e0,方向沿∠eod的角平分線,b錯誤;a處點電荷移至e處,由平行四邊形定則可求合場強大小為e3=e=e0,方向沿oc,c正確;a處點電荷移至f處,由平行四邊形定則可求合場強大小為e4=e=e0,方向沿∠cod的角平分線,d錯誤.

6.如圖5所示,質量為m的帶負電的小物塊置於傾角為37°的絕緣光滑斜面上,當整個裝置處於豎直向下的勻強電場中時,小物塊恰好靜止在斜面上.現將電場方向突然改為水平向右,而場強大小不變,則

圖5a.小物塊仍靜止

b.小物塊將沿斜面加速上滑

c.小物塊將沿斜面加速下滑

d.小物塊將脫離斜面運動

答案 c

解析小物塊恰好靜止時電場力等於重力,即f電=mg.當把電場方向突然改為水平向右時小物塊受到的電場力方向變為水平向左,把電場力和重力分解到沿斜面和垂直斜面的兩個方向上:在垂直斜面方向上有f電sin 37°+fn=mgcos 37°,在沿斜面方向上有

f電cos 37°+mgsin 37°=ma,故小物塊將沿斜面加速下滑.

7.兩帶電荷量分別為q和-q的點電荷放在x軸上,相距為l,能正確反映兩電荷連線上場強大小e與x關係的圖是

答案 a

解析越靠近兩電荷的地方場強越大,兩等量異種點電荷連線的中點處場強最小,但不是零,b、d錯;兩電荷的電荷量大小相等,場強大小關於中點對稱分布,c錯,應選a.

8.如圖6所示,真空中ox座標軸上的某點有乙個點電荷q,座標軸上a、b兩點的座標分別為0.2 m和0.7 m.在a點放乙個帶正電的試探電荷,在b點放乙個帶負電的試探電荷,a、b兩點的試探電荷受到電場力的方向都跟x軸正方向相同,電場力的大小f跟試探電荷電荷量q的關係分別如圖中直線a、b所示.下列說法正確的是

圖6a.b點的電場強度的大小為0.25 n/c

b.a點的電場強度的方向沿x軸負方向

c.點電荷q是正電荷

d.點電荷q的位置座標為0.3 m

答案 d

解析由兩試探電荷受力情況可知,點電荷q為負電荷,且放置於a、b兩點之間某位置,故選項b、c均錯誤;設q與a點之間的距離為l,則點電荷在a點產生的場強ea=k==n/c=4×105 n/c,同理可得,點電荷在b點產生的場強為eb=k==n/c=0.25×105 n/c,解得l=0.1 m,所以點電荷q的位置座標為xq=xa+l=0.

2 m+0.1 m=0.3 m,故選項a錯誤,選項d正確.

9.如圖7所示,a、b、c三個小球(可視為質點)的質量分別為m、2m、3m,b小球帶負電,電荷量為q,a、c兩小球不帶電(不考慮小球間的電荷感應),不可伸長的絕緣細線將三個小球連線起來懸掛在o點,三個小球均處於豎直向上的勻強電場中,電場強度大小為e.則以下說法正確的是

圖7a.靜止時,a、b兩小球間細線的拉力為5mg+qe

b.靜止時,a、b兩小球間細線的拉力為5mg-qe

c.剪斷o點與a小球間細線瞬間,a、b兩小球間細線的拉力為qe

d.剪斷o點與a小球間細線瞬間,a、b兩小球間細線的拉力為qe

答案 ac

解析本題考查力的瞬時作用效果和電場力的問題.靜止時由受力分析可知a、b兩小球間細線的拉力為f=5mg+qe,故a正確,b錯誤;o點與a小球間細線剪斷的瞬間,由於b小球受到向下的電場力,故a、b兩小球的加速度大於c小球的加速度,b、c兩小球間細線將處於鬆馳狀態,故以a、b兩小球為研究物件有:3mg+qe=3ma,以a小球為研究物件有:mg+f′=ma,解得:

f′=qe,故c正確,d錯誤.

10.如圖8所示,m、n是兩塊豎直放置的帶電平行板,板內有水平向左的勻強電場,pq是光滑絕緣的水平滑槽,滑槽從n板中間穿入電場.a、b為兩個帶等量正電荷的相同小球,兩球之間用絕緣水平輕杆固連,輕杆長為兩板間距的,杆長遠大於球的半徑,開始時從外面用絕緣輕繩拉著b球使a球靠近m板但不接觸.現對輕繩施以沿杆方向的水平恒力拉著b球和a球由靜止向右運動,當b球剛從小孔離開電場時,撤去拉力,之後a球也恰好能離開電場.求運動過程中b球離開電場前和離開電場後(a球還在電場中)輕杆中的彈力之比.不計兩球間庫侖力,球可視為點電荷.

圖8答案

解析設輕杆長為l,兩球質量各為m,所受電場力均為f,b球剛離開電場時速度為v,兩球加速時加速度大小為a1,減速時加速度大小為a2,b球離開電場前桿彈力大小為f1,離開電場後彈力大小為f2.

對a球:f1-f=ma1

對b球:f2=ma2

對整體:f=2ma2

加速過程:v2=2a1·2l

減速過程:v2=2a2l

聯立以上各式,解得:=.

11.兩個帶電小球a和b,質量分別為m1、m2,帶有同種電荷,帶電荷量分別為q1、q2.a、b兩球均放在光滑絕緣的水平板上,a球固定,b球被質量為m3的絕緣擋板p擋住靜止,a、b兩球相距為d,如圖9所示.某時刻起擋板p在向右的水平力f作用下開始向右做勻加速直線運動,加速度大小為a,經過一段時間帶電小球b與擋板p分離,在此過程中力f對擋板做功w.求:

圖9(1)力f的最大值和最小值;

(2)帶電小球b與擋板分離時的速度.

答案 (1)m3a (m3+m2)a-k

(2)解析 (1)開始運動時力f最小,以b球和擋板整體為研究物件,由牛頓第二定律得:

f1+k=(m3+m2)a

解得最小力為:f1=(m3+m2)a-k

b球與擋板分離後力f最大,以擋板為研究物件,由牛頓第二定律解得最大力為:f2=m3a

(2)b球與擋板分離時,其與a球的距離為r,以b球為研究物件,由牛頓第二定律得:k=m2a

b球勻加速直線運動的位移為:x=r-d

由運動學公式得:v2=2ax

由①②③聯立解得帶電小球b與擋板分離時的速度為:v=

第七章單元小結練庫侖定律及電場力的性質

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