电场力的性质.docx

电场力的性质1关于同一电场的电场线，下列表述正确的是()A电场线是客观存在的 B电场线越密，电场强度越小C沿着电场线方向，电势越来越低D电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小2在电场中的某点放一个检验电荷，其电荷量为q，受到的电场力为F，则该点的电场强度为E，下列说法正确的是()A若移去检验电荷，则该点的电场强度为0B若检验电荷的电荷量变为4q，则该点的场强变为4EC若放置到该点的检验电荷变为2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反D若放置到该点的检验电荷变为2q，则场中该点的场强大小方向均不变3请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C小鸟停在单根高压输电线上会被电死D打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险4如图1所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b.下列表述正确的是()A该电场是匀强电场Ba点的电场强度比b点的大 图1Cb点的电场强度比a点的大D正电荷在a、b两点受力方向相同5如图2所示，点电荷4Q与Q分别固定在A、B两点，C、D两点将AB连线三等分，现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动，不计粒子的重力，则该粒子在CD之间运动的速度大小v 与时间t的关系图象可能是() 图2图36如图4，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，MOP60.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为 ()A12B21 C2 D47有一静电场，其电场强度方向平行于x轴其电势随坐标x的改变而变化，变化的图线如图5所示，则图6中正确表示该静电场的场强E随x变化的图线是(设场强沿x轴正方向时取正值)()图5图68如图7所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B，当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为，若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，分别为30和45，则为() A2 B3 C2 D39如图8所示，a、b是两个带有同种电荷的小球，用绝缘丝线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，绳与竖直方向的夹角分别为、，且.若同时剪断两根细线，空气阻力不计，两球带电荷量不变，( ) 图8Aa球的质量比b球的大 Ba、b两球同时落地Ca球的电荷量比b球的大 Da、b两球飞行的水平距离相等10如图9所示，一根长为2 m的绝缘细管AB被置于匀强电场E中，其A、B两端正好处于电场的左、右边界上，倾角37，电场强度E103 V/m，方向竖直向下，管内有一个带负电的小球，所受重力G103 N，电荷量q2106 C，从A点由静止开始运动，已知小球与管壁的动摩擦因数为0.5，则小球从B点射出时的速度是(取g10 m/s2；sin370.6，cos370.8) ()A2 m/s B3 m/s C2 m/s D2 m/s11如图10所示，正电荷Q放在一匀强电场中，在以Q为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c三点，将检验电荷q放在a点，它受到的电场力正好为零，则匀强电场的大小和方向如何？b、c两点的场强大小和方向如何？ 12在场强为E、方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球A和B，电荷量分别为2q和q，两小球间用长为l的绝缘细线连接，并用绝缘细线悬挂在O点，如图11所示平衡时，细线对悬点的作用力多大？ 13.真空中有两个完全相同的金属小球，A球带qA6.41016C的正电荷，B球带qB3.21016C的负电荷，均可视为点电荷求： (1)当它们相距为0.5 m时，A、B间的库仑力为多大？ (2)若将两球接触后再分别放回原处，A、B间的库仑力又为多大？ 14如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l，已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为()AlBl Cl Dl15如图所示，AC、BD为 圆的两条互相垂直的直径，圆 心为O，将带有等量电荷q的正、 负点电荷放在圆周上，它们的 位置关于AC对称要使圆心O处的电场强度为零，可在圆周上再放置一个适当电荷量的正点电荷Q，则该点电荷Q应放在 () AA点 BB点 CC点 DD点 16.如图6113所示，一根长 L1.5 m的光滑绝缘细直杆MN，竖直 固定在场强为E1.0105 N/C、与水 平方向成30角的倾斜向上的匀强 电场中杆的下端M固定一个带电小球 A，电荷量Q4.5106C；另一带电 小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q1.0106C，质量m1.0102kg.现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动(静电力常量k9.0109 Nm2/C2，取 g10 m/s2)求： (1)小球B开始运动时的加速度为多大？ (2)小球B的速度最大时，距M端的高度h1为多大？ 17.一根长为l的丝 线吊着一质量为m，带电荷量 为q的小球静止在水平向右的匀 强电场中，如图6114所示， 丝线与竖直方向成37角，现 突然将该电场方向变为向下且 大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g)，求： (1)匀强电场的电场强度的大小； (2)小球经过最低点时丝线的拉力 18.物理学中有些问题的结论不一定必须通过 计算才能验证，有时只需通过一定的分析就可以判断结论是否正确如图6116所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为R1和R2的圆环，两圆环上的电荷量均为q(q0)，而且电荷均匀分布两圆环的圆心O1和O2相距为2a，连线的中点为O，轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r(r.若同时剪断两根细线，空气阻力不计，两球带电荷量不变，( ) 图8Aa球的质量比b球的大 Ba、b两球同时落地Ca球的电荷量比b球的大 Da、b两球飞行的水平距离相等解析：设a、b两球间库仑斥力大小为F，分析两球受力可得：tan，tan，因mb，A正确；剪断细线后，两球竖直方向只受重力，做自由落体运动，同时落地，B正确；由于两球在水平方向所受的库仑斥力大小相等，故水平方向a球的加速度比b的小，因此相等时间内，a球飞行的水平距离比b的小，D错误；无法比较电荷量大小，故C错误答案：AB10如图9所示，一根长为2 m的绝缘细管AB被置于匀强电场E中，其A、B两端正好处于电场的左、右边界上，倾角37，电场强度E103 V/m，方向竖直向下，管内有一个带负电的小球，所受重力G103 N，电荷量q2106 C，从A点由静止开始运动，已知小球与管壁的动摩擦因数为0.5，则小球从B点射出时的速度是(取g10 m/s2；sin370.6，cos370.8) ()A2 m/s B3 m/s C2 m/s D2 m/s解析：根据题意可知，小球在运动中的受力如图所示，建立直角坐标系后，应有：x轴：qEsin37Gsin37Ffa，y轴：qEcos37Gcos37FN，又FfFN， 代入数据解得：a2 m/s2由于小球做匀加速运动，则：v22ax，解得v m/s2 m/s. 故选C. 答案：C11如图10所示，正电荷Q放在一匀强电场中，在以Q为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c三点，将检验电荷q放在a点，它受到的电场力正好为零，则匀强电场的大小和方向如何？b、c两点的场强大小和方向如何？ 解析：a点场强为零，匀强电场场强与Q在a点产生的场强大小相等，方向相反，匀强电场E，方向向右；在b点两个电场方向相同，Eb2，方向向右；在c点两个电场方向互为90夹角，则Ec，方向与E的方向成45角12在场强为E、方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球A和B，电荷量分别为2q和q，两小球间用长为l的绝缘细线连接，并用绝缘细线悬挂在O点，如图11所示平衡时，细线对悬点的作用力多大？ 解析：细线对悬点的作用力大小等于悬线对上面一个小球A的拉力可以隔离每个小球，通过受力分析，由力的平衡条件求解法一：隔离法设上、下两细线的拉力分别为FT1，FT2，以两小球为研究对象，作受力分析：A球受到向上的悬线拉力FT1，向下的重力mg，细线拉力FT2，库仑力FC，电场力FE1；B球受到向上的细线拉力FT2，库仑力FC，电场力FE2，向下的重力mg.它们的隔离体受力图如图甲所示平衡时，满足条件：FT1mgFT2FCFE1 FT2FCFE2mg 因FT2FT2，FCFC，FE12qE，FE2qE，联立两式得： FT12mgFE1FE22mgqE.根据牛顿第三定律，所以细线对悬点的拉力大小为2mgqE.法二：整体法如果把两个小球和中间的细线作为一个整体(系统)，那么电荷间相互作用的库仑力FC和FC，细线的拉力FT2和FT2都是系统的内力，它们互相抵消，作用在系统上的外力仅为两球重力2mg，悬线拉力FT1，电场力FEqE(如图乙所示)，于是由力平衡条件立即可得FT12mgFE2mgqE.可见此题用整体法要比隔离法简单得多！ 答案：2mgqE13.真空中有两个完全相同的金属小球，A球带qA6.41016C的正电荷，B球带qB3.21016C的负电荷，均可视为点电荷求： (1)当它们相距为0.5 m时，A、B间的库仑力为多大？ (2)若将两球接触后再分别放回原处，A、B间的库仑力又为多大？ 解析(1)A、B两球带异种电荷，因此，A、B间的库仑力是引力，由库仑定律可得它们间的库仑力大小为Fk9109 N 7.371021 N.(2)A、B两球接触时会发生电中和，使“净电荷”总量减小，剩下的“正”净电荷将重新分布由于A、B两球是完全相同的导体球，剩余的净电荷将平均分配，A、B两球将带上同种电荷，故放回原处后，A、B间的库仑力变为斥力两球接触后，它们的带电情况为：QAQB1016 C1.61016 C所以分别放回原处后，两球间的库仑力为：Fk9109 N9.221022 N.答案(1)7.371021 N(2)9.221022 N 14如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l，已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为()AlBl Cl Dl解析：左边或右边小球受三个力的作用，由平衡状态得k0xkk，解得x，故弹簧原长为l0lxl，C项正确答案：C 15如图所示，AC、BD为 圆的两条互相垂直的直径，圆 心为O，将带有等量电荷q的正、 负点电荷放在圆周上，它们的 位置关于AC对称要使圆心O处的电场强度为零，可在圆周上再放置一个适当电荷量的正点电荷Q，则该点电荷Q应放在 () AA点 BB点 CC点 DD点 解析：由电场的叠加原理和对称性可知，q、q在O点的合场强方向应沿OD方向，要使O点的合场强为零，放上的电荷Q在O点的场强方向应与q、q在O点的合场强方向相反，所以D正确 答案：D 16.如图6113所示，一根长 L1.5 m的光滑绝缘细直杆MN，竖直 固定在场强为E1.0105 N/C、与水 平方向成30角的倾斜向上的匀强 电场中杆的下端M固定一个带电小球 A，电荷量Q4.5106C；另一带电 小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q1.0106C，质量m1.0102kg.现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动(静电力常量k9.0109 Nm2/C2，取 g10 m/s2)求： (1)小球B开始运动时的加速度为多大？ (2)小球B的速度最大时，距M端的高度h1为多大？ 解析(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得mgqEsinma解得ag，代入数据解得a3.2 m/s2.(2)小球B速度最大时合力为零，即qEsinmg， 解得h1 ， 代入数据解得h10.9 m.答案(1)3.2 m/s2(2)0.9 m 17.一根长为l的丝 线吊着一质量为m，带电荷量 为q的小球静止在水平向右的匀 强电场中，如图6114所示， 丝线与竖直方向成37角，现 突然将该电场方向变为向下且 大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g)，求： (1)匀强电场的电场强度的大小； (2)小球经过最低点时丝线的拉力 解析：(1)小球静止在电场中的受力如图所示：显然小球带正电，由平衡条件得：mgtan37Eq 故E(2)电场方向变成向下后，小球开始摆动做圆周运动，重力、电场力对小球做正功由动能定理： (mgqE)l(1cos37)mv2由圆周运动知识，在最低点时， F向FT(mgqE)m联立以上各式，解得：FTmg 答案：(1)(2)mg18.物理学中有些问题的结论不一定必须通过 计算才能验证，有时只需通过一定的分析就可以判断结论是否正确如图6116所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为R1和R2的圆环，两圆环上的电荷量均为q(q0)，而且电荷均匀分布两圆环的圆心O1和O2相距为2a，连线的中点为O，轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r(ra