6.1电场的力的性质.doc

6.1 电场的力的性质1用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素如图6-1-1所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小，这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示则以下对该实验现象的判断正确的是()如图6-1-1A保持Q、q不变，增大d，则变大，说明F与d有关B保持Q、q不变，减小d，则变大，说明F与d成反比C保持Q、d不变，减小q，则变小，说明F与q有关D保持q、d不变，减小Q，则变小，说明F与Q成正比解析本题考查库仑定律。根据库仑定律可知Fk，保持Q、q不变，增大d，F将变小，则变小，说明F与d有关，但不能确定成反比关系，选项A、B错误；保持Q、d不变，减小q，则变小，说明F与q有关，选项C正确；保持q、d不变，减小Q，则变小，说明F随Q的减小而减小，但不能确定成正比关系，选项D错误答案C2真空中保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷电荷量增加了，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一点电荷的电荷量一定减少了() A. B. C. D.解析保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷电荷量增加了，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，就需要保持电荷量的乘积不变，因而有q1q2q1q2，即使另一个电荷的电荷量减少.答案C3如图6-1-2所示，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态地面受到的压力为N，球b所受细线的拉力为F.剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力()图6-1-2A小于N B等于NC等于NF D大于NF解析剪断连接球b的细线后，b球会向上加速，造成两球之间的静电力F电增大，剪断前由整体法NMgmagmbg，F电mbgF.剪断后对箱和a球有NMgmagF电NmbgF电，由于F电F电，所以NNF，故选D.(转换思维法)答案D4将三个质量相等的带电微粒分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带正电，下板接地三个微粒分别落在图6-1-3中A、B、C三点，不计其重力作用，则( )图6-1-3A三个微粒在电场中运动时间相等B三个的带电量相同C三个微粒所受电场力的大小关系是FAFBEkBEkA答案CD5某区域电场线如图6-1-4所示，左右对称分布，A、B为区域上两点下列说法正确的是()图6-1-4AA点电势一定高于B点电势BA点电场强度一定小于B点电场强度C正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能D将电子从A点移动到B点，电场力做负功解析电场线是描述电场的一种直观手段，沿电场线的方向电势逐渐降低，A正确；电场强度的大小由电场线的疏密来反映，电场线密的地方，电场强度强，反之电场弱，所以A点电场强度一定大于B点电场强度，B错误；正电荷从A点运动到B点的过程中，电场力做正功，电势能减少，所以C错误；将电子从A点移动到B点，电场力做负功，D正确答案AD6如图6-1-5甲所示，A、B是一条电场线上的两点，当一个电子以某一初速度只在电场力作用下沿AB由A点运动到B点，其速度时间图象如图6118乙所示，电子到达B点时速度恰为零下列判断正确的是()图6-1-5AA点的电场强度一定大于B点的电场强度B电子在A点的加速度一定大于在B点的加速度CA点的电势一定高于B点的电势D该电场可能是负点电荷产生的解析从图象可知，电子从A点运动到B点，做匀减速运动，加速度不变，电场应为匀强电场，A、B项错；电子从A点到B点，电场力做负功，电子的电势能增加，则B点电势较低，C项正确；由vt图象可知，电子加速度不变，即电场强度大小不变，故该电场不可能是由点电荷产生的，D项错答案C7如图6-1-6所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与两电池相连，在距离两板等远的M点有一个带电液滴处于静止状态。若将a板向下平移一小段距离，但仍在M点上方，稳定后，下列说法中正确的是（ ）图6-1-6A液滴将加速向下运动BM点电势升高，液滴在M点时电势能将减小CM点的电场强度变小了D在a板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同解析 当将a向下平移时，板间场强增大，则液滴所受电场力增大，液滴将向上加速运动，AC错误。由于b板接地且b与M间距离未变，由U=Ed可知M点电势将升高，液滴的电势能将减小，B正确。由于前后两种情况a与b板间电势差不变，所以将液滴从a板移到b 板电场力做功相同，D正确。答案D8. 如图，直线上有o、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等。在o点处有固定点电荷，已知b点电势高于c点电势。若一带负电电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则A 两过程中电场力做的功相等B 前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C 前一过程中，粒子电势能不断减小D 后一过程中，粒子动能不断减小解析 根据题述，ab之间电场强度大于bc之间电场强度，前一过程中电场力做的功小于后一过程中电场力做的功，选项AB错误；前一过程中，电场力做正功，粒子电势能不断减小，动能不断增大；后一过程中，电场力做正功，粒子动能不断增大，选项C正确D错误。答案C9两带电荷量分别为q1(q10)和q2的点电荷放在x轴上，相距为l，两电荷连线上电场强度E与x的关系如图6-1-7所示，则下列说法正确的是()图6-1-7Aq20且q1q2Bq20且q1q2Dq20且q1|q2|解析本题考查电场的叠加问题，意在考查考生对图象的理解能力由图知，当x时，E0，则q1和q2必为同种电荷，且电荷量相等，故选项A正确答案A10当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3C，消耗的电能为0.9J。为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是 （ ）A3V，1.8J B3V，3.6J C6V，l.8J D6V，3.6J解析 根据E=Uq，可知通过该电阻的电荷量为0.3C，消耗的电能为0.9J时电阻两端所加电压U=3V，在相同时间内通过0.6C的电荷量，则电流强度为原来的2倍，而根据I=U/R，电压也为原来的2倍，即为6V，这样消耗的电能E=Uq=3.6J答案D11如图6-1-8所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电荷量为Q；质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电荷量为q；A、B两点间的距离为l0.释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为Fk(k为静电力常量)、方向指向甲球的恒力作用，两球均可视为点电荷图6-1-8(1)求乙球在释放瞬间的加速度大小；(2)求乙球的速度最大时两个电荷间的距离；(3)请定性地描述乙球在释放后的运动情况(说明速度的大小变化及运动方向的情况)解析(1)由牛顿第二定律得：kFma，解得：a(2)当乙球所受的合力为零，即库仑力大小与恒力F相等时，乙球的速度最大，设此时两电荷间的距离为x，则有：kk，解得：x2l0(3)乙球先做远离甲球的运动，速度先增大后减小，然后又反向做速度先增大后减小的运动，返回到释放点B后，再重复前面的运动，之后就在B点和最远端之间做往复运动答案见解析12如图6-1-9所示，光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形，固定在竖直面内，管口B、C的连线水平质量为m的带正电小球从B点正上方的A点自由下落，A、B两点间距离为4R.从小球(小球直径小于细圆管直径)进入管口开始，整个空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场，小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上，大小与重力相等，结果小球从管口C处离开圆管后，又能经过A点设小球运动过程中电荷量没有改变，重力加速度为g，求：图6-1-9(1)小球到达B点时的速度大小；(2)小球受到的电场力大小；(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力解析(1)小球从开始自由下落到到达管口B的过程中机械能守恒故有：mg4Rmv到达B点时速度大小为vB(2)设电场力的竖直分力为Fy，水平分力为Fx ，则Fymg，小球从B运动到C的过程中，由动能定理得：Fx2Rmvmv小球