第7講電場與磁場總結

2022-05-08 17:57:04 字數 4706 閱讀 9809

一、知識點思維導圖

二、能力目標訓練題

例1 把乙個帶正電的金屬球a跟同樣的但不帶電的金屬球b相碰,兩球都帶等量的正電荷,這從本質上看是因為:( )

a、a球的正電荷移到b球上 b、b球的負電荷移到a球上

c、a球的負電荷移到b球上 d、b球的正電荷移到a球上

例2 設月球表面均勻帶負電,一電子粉塵懸浮在距月球表面1000km的地方不動;又若將同樣的電子粉塵帶到距月球表面2000km的地方,相對月球無初速釋放,則此電子粉塵( )

a、向月球下落b、仍在原處懸浮

c、推向太空d、無法判斷

例3 甲、乙兩個帶有同種電荷的小球,套在固定著的光滑絕緣的圓弧桿上,處於平衡狀態,已知甲離最低點較近些,則下列說法中正確的是( )

a、甲球帶電量一定大於乙球帶電量 b、甲球的荷質比一定大於乙球的荷質比

c、甲球質量一定大於乙球質量 d、甲球質量一定小於乙球質量

例4 如圖所示,豎直牆面與水平地面均光滑且絕緣,兩個帶有同種電荷的小球a、b分別處於豎直牆面和水平地面,且處於同一豎直平面內,若用圖示方向的水平推力f作用於小球,則兩球靜止於圖示位置,如果將小球b向左推動少許,並待兩球重新達到平衡時,則兩個小球的受力情況與原來相比( )

a、推力f將增大

b、豎直牆面對小球a的彈力減小

c、地面對小球b的彈力一定不變

d、兩個小球之間的距離增大

例5 如圖所示,絕緣水平面上靜止著兩個質量均為m、電量均為+q的物體a和b(a、b均可視為質點),它們間的距離為r,與水平面間的動摩擦因數均為m,求:

(1)a受到的摩擦力;

(2)如果將a的電量增至+4q,則兩物體將開始運動,當它們的加速度第一次為零時,a、b各運動了多遠的距離?

例6 關於電場線,下列說法中,正確的是(只考慮電場)( b )

a、電場線上任一點的切線方向就是點電荷在該點運動的方向

b、電場線上任一點的切線方向就是正電荷在該點的加速度方向

c、電場線彎曲的地方是非勻強電場,電場線為直線的地方是勻強電場

d、只要初速度為零,正電荷必將在電場中沿電場方向運動

例7 如圖所示。一電場的電場線分布關於y軸(沿豎直方向)對稱,o、m、n是y軸上的三個點,且om=mn,p點在y軸的右側,mp⊥on,則( )

a、m點的電勢比p點的電勢高

b、將負電荷由o點移動到p點,電場力做正功

c、m、n 兩點間的電勢差大於o、m兩點間的電勢差

d、在o點靜止釋放一帶正電粒子,該粒子將沿y軸做直線運動

例8 圖所示為各靜電場中電場線的分布圖,其中不可能的是圖( )

例9 如圖所示,a、b為帶等量異種電荷的兩個點電荷電荷電量都是q,相距為l,電場中的p點與兩個點電荷的距離相等,pb與ab夾角為450,則p點的電場強度大小為___,並在圖上畫出p點電場的方向。

例10 ab是長為l的均勻帶電絕緣細桿,p1、p2是位於ab所在直線上的兩點,位置如圖所示。ab上電荷產生的靜電場在p1處的場強大小為e1,在p2處的場強大小為e2。則p1、p2處電場強度方向____(填相同或相反)。

若將絕緣細桿的右邊l/2截掉並移走(左邊l/2電量、位置不變),則p2處的場強大小為____。

例11 兩個帶電量均為+q的小球,質量均為m,固定在輕質絕緣等腰直角三角形框架oab的兩個端點a、b上,另一端點用光滑鉸鏈固定在o點,整個裝置可以繞垂直於紙面的水平軸在豎直平面內自由轉動。直角三角形的直角邊長為l。(1)若施加豎直向上的勻強電場e1,使框架ob邊水平、oa邊豎直並保持靜止狀態,則電場強度e1多大?

在此電場中,此框架能否停止在豎直平面內任意位置?

(2)若改變勻強電場的大小和方向(電場仍與框架面平行),為使框架的ob邊水平、oa邊豎直(a在o的正下方),則所需施加的勻強電場的場強e2至少多大?方向如何?

(3)若施加豎直向上的勻強電場e3=2mg/q ,並將a球的帶電量改為-q,其餘條件不變,試找出框架所有可能的平衡位置,求出oa邊與豎直方向的夾角q,並畫出所對應的示意圖。

例12(多選)一帶電粒子射入一固定的點電荷q的電場中,沿圖中虛線由a點運動到b點,a、b兩點到點電荷q的距離分別為ra和rb,且ra>rb,若粒子只受電場力,則在這一過程中:( )

a、電場力對粒子做負功

b、粒子在b點的電勢能小於在a點的電勢能

c、粒子在b點的動能小於在a點的動能

d、粒子在b點的加速度小於a點時的加速度

例13(多選)如圖所示,在x軸上關於原點o對稱的兩點固定放置等量異種點電荷+q和-q,x軸上的p點位於-q的右側。下列判斷正確的是( )

a、在x軸上還有一點與p點電場強度相同

b、在x軸上還有兩點與p點電場強度相同

c、若將一試探電荷+q從p點移至o點,電勢能增大

d、若將一試探電荷+q從p點移至o點,電勢能減小

例14 如圖所示,兩個相同的帶等量正電的圓環正對放置,電荷均勻分布。o1o2為兩圓心的連線,p為o1o2的中點。一質量為m、帶電量為-q的點電荷以初速度v0從o1點沿o1o2方向射出,恰能到達p點。

不計重力,則點電荷-q克服電場力做的功為________。若將-q換成+q,質量不變,仍以初速度v0從o1點沿o1o2方向射出,則點電荷+q到達p點時的速度大小為________。

例15 一勻強電場,場強方向是水平的(如圖),乙個質量為m的帶正電的小球,從o點出發,初速度的大小為v0,在電場力與重力作用下,恰能沿與場強的反方向成θ角的直線運動。求小球運動最高點時其電勢能與在o點的電勢能之差。

例16 如圖,正點荷q1、q2分別置於相距l的a、b兩點上,兩電荷的電量關係滿足q2=4q1。

(1)這兩點電荷形成的電場中,場強為零的地方共有幾處?

a、1處 b、2處 c、3處 d、許多處

(2)現設想有一正檢驗電荷由距a點很近處沿ab連線向b點附近移動,則開始階段電場力對檢驗電荷做正功,以後電場力對檢驗電荷做負功,而電場力對電荷做正功,電荷電勢能會減小;相反,電場力對電荷做負功,則電荷電勢能會增加,據此,可以求出ab連線上電勢最低點c,c距a點______l。

(3)現另以ab為直徑作一半圓,試求在此半圓上電勢最低點的位置p。

例17 如圖甲所示,兩塊平行金屬大平板a、b,板間的距離為d,在兩板間加上電壓u,並以接地點為電勢零點。現將正電荷逆著電場線方向由a板緩慢移到b板,若移動過程中該正電荷到a板的距離為x,則其電勢能和x的關係圖線為下圖中的( )

例18 如圖所示,a、b、c是勻強電場中三個點,各點的電勢依次為10v、2v、6v;三點在同一平面上。在圖中畫出場強方向,並說明作圖依據。

例19 如圖,光滑絕緣的水平地面上,相隔2l的a、b兩點固定有兩個電量均為q的正點電荷,a、o、b是ab連線上的三點,且o為中點,oa=ob=l/2,一質量為m、電量為q的點電荷以初速度v0從a點出發沿ab連線向b運動,在運動過程中電荷受到大小恆定的阻力作用,但速度為0時,阻力為0,當它運動到o點時,動能為初動能的n倍,到b點剛好速度為0,然後返回往復運動,直至最後靜止,已知靜電力恒量為k,設o處電勢為0。求:

(1)a點的場強和電勢。

(2)電荷在電場中運動的總路程。

例20 如圖所示,真空中兩點電荷+q和-q以共同的角速度繞軸oo/勻速轉動,p點離+q較近,則p點磁感強度b( )

a、方向沿o/o向上b、方向沿oo/向下

c、方向從+q指向-qd、大小為零

例21 赤道上某處有一豎直的避雷針,當帶有正電的烏雲經過避雷針的上方時,避雷針開始放電,則地磁場對避雷針的作用力的方向為:

a、正南 b、正東 c、正西 d、正北

例22 如圖所示,p、q是平行於螺線管軸線放置在螺線管中的可以自由移動的兩根軟鐵棒,當電鍵閉合時,兩根軟鐵棒( )

a、靜止在原來的位置不動

b、相互吸引

c、相互排斥

d、相互吸引在一起以後轉動

例23 如圖,在傾角為θ=300的光滑斜面上,與斜面底邊平行放一根長為l、質量為m的直導線,導線中通入如圖所示方向的大小為i的電流,欲使導線靜止在斜面上,應外加乙個範圍足夠大的勻強磁場,則所加磁場的磁感應強度b的大小和方向可能為( )

a、mg/2il,方向一定

b、mg/il,方向一定

c、垂直於斜面向下,大小合適

d、水平向左,大小合適

例24 如圖所示,一根長為3l,質量為m的導體棒折成直角,且ab=2bc,c端可繞水平軸自由轉動,a端用絕緣細線掛乙個質量為m的物體。空間存在著垂直導體棒平面向裡的水平勻強磁場,磁感應強度為b。當導體棒中通有電流時,它恰好靜止在圖示位置(ab水平),那麼導體棒中的電流方向是____,電流大小為_____(不計導體棒中電流產生的磁場)。

例25 通電直導線置於粗糙絕緣水平桌面上,開始時,在水平桌面上方有斜向上與豎直方向成300的磁場,如圖所示,當磁場方向在豎直平面內緩慢順時針轉動300的過程中,通電導線始終沿水平向右勻速運動,則b的大小變化應是_____或____。

例26 如圖所示,是乙個可以用來測量磁感應強度的裝置,乙個長方體容器內部高為l、厚為d,左右兩側等高處裝有兩根完全相同的開口向上的管子a和b,上下兩側裝有電極c和d,並經過開關s與電源連線,容器中注滿能導電的液體,液體的密度為ρ。將容器置於一勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向裡,當開關s斷開時,豎直管子a、b中的液面高度相同;當開關s閉合時,豎直管子a、b中的液面將出現高度差。

(1)試分析當開關s閉合後,a、b管中的液面將出現高度差的原因。並回答哪根管子中的液面高。

(2)當開關s閉合時,電路中電流錶的讀數為i,a、b兩管中的液面高度差為h,則磁感應強度b的表示式如何?

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