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1、微專題52 電場力的性質(zhì)
[方法點(diǎn)撥] 電場疊加問題要注意矢量性與對稱性.
1.(2017·山東濟(jì)南一中模擬)如圖1所示,a、b、c、d分別是一個菱形的四個頂點(diǎn),∠abc=120°.現(xiàn)將三個等量的正點(diǎn)電荷+Q分別固定在a、b、c三個頂點(diǎn)上,下列說法正確的是( )
圖1
A.d點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由d指向O
B.O點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由d指向O
C.d點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于O點(diǎn)的電場強(qiáng)度
D.d點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于O點(diǎn)的電場強(qiáng)度
2.空間某區(qū)域有一個正三角形ABC,其三個頂點(diǎn)處分別固定有三個等量正點(diǎn)電荷,如圖2所示,D點(diǎn)為正三角形的中心,E、G、H點(diǎn)分別為正三角形三邊的中點(diǎn),F(xiàn)點(diǎn)為E關(guān)于
2、C點(diǎn)的對稱點(diǎn).取無限遠(yuǎn)處的電勢為0,下列說法中正確的是( )
圖2
A.根據(jù)對稱性,D點(diǎn)的電場強(qiáng)度必為0
B.根據(jù)對稱性,D點(diǎn)的電勢必為0
C.根據(jù)對稱性,E、F兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度等大反向
D.E、G、H三點(diǎn)的電場強(qiáng)度和電勢均相同
3.(2018·河南鄭州期中)如圖3甲、乙所示,兩個帶電荷量均為q的點(diǎn)電荷分別位于帶電荷量線密度相同、半徑相同的半圓環(huán)和圓環(huán)的圓心,環(huán)的粗細(xì)可忽略不計.若圖甲中環(huán)對圓心點(diǎn)電荷的庫侖力大小為F,則圖乙中環(huán)對圓心點(diǎn)電荷的庫侖力大小為( )
圖3
A.FB.FC.FD.F
4.(2018·四川成都第七中學(xué)月考)一個正點(diǎn)電荷Q固定在正方形的一個角上
3、,另一個帶電粒子射入該區(qū)域時,恰好能經(jīng)過正方形的另外三個角a、b、c,如圖4所示,則有( )
圖4
A.根據(jù)軌跡可判斷該帶電粒子帶正電
B.a(chǎn)、b、c三點(diǎn)場強(qiáng)大小之比是1∶2∶1
C.粒子在a、b、c三點(diǎn)的加速度大小之比是2∶1∶2
D.a(chǎn)、c兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同
5.(多選)如圖5是密立根油滴實(shí)驗的示意圖.油滴從噴霧器的噴嘴噴出,落到勻強(qiáng)電場中,調(diào)節(jié)兩板間的電壓,通過顯微鏡觀察到某一油滴靜止在電場中,下列說法正確的是( )
圖5
A.油滴帶正電
B.油滴帶負(fù)電
C.只要測出兩板間的距離和電壓就能求出油滴的電荷量
D.該實(shí)驗測得油滴所帶電荷量等于元電荷的整數(shù)倍
4、
6.(多選)(2017·山東濟(jì)寧模擬)如圖6甲所示,Q1、Q2為兩個被固定的點(diǎn)電荷,其中Q1帶負(fù)電,a、b兩點(diǎn)在它們連線的延長線上.現(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子以一定的初速度沿直線從a點(diǎn)開始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(粒子只受電場力作用),粒子經(jīng)過a、b兩點(diǎn)時的速度分別為va、vb,其速度—時間圖像如圖乙所示.以下說法中正確的是( )
圖6
A.Q2一定帶正電
B.b點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定為零
C.Q2的電荷量一定大于Q1的電荷量
D.整個運(yùn)動過程中,粒子的電勢能先增大后減小
7.(2017·山東煙臺模擬)已知一個無限大的金屬板與一個點(diǎn)電荷之間的空間電場分布與等量異種電荷之間的電場分布類似,即金屬
5、板表面各處的電場強(qiáng)度方向與板面垂直.如圖7所示,MN為無限大的不帶電的金屬平板,且與大地連接.現(xiàn)將一個電荷量為+Q的點(diǎn)電荷置于板的右側(cè),圖中a、b、c、d是以點(diǎn)電荷+Q為圓心的圓上的四個點(diǎn),四點(diǎn)的連線構(gòu)成一內(nèi)接正方形,其中ab連線與金屬板垂直.則下列說法正確的是( )
圖7
A.b點(diǎn)電場強(qiáng)度與c點(diǎn)電場強(qiáng)度相同
B.a(chǎn)點(diǎn)電場強(qiáng)度與d點(diǎn)電場強(qiáng)度相同
C.a(chǎn)點(diǎn)電勢等于d點(diǎn)電勢
D.將一試探電荷從a點(diǎn)沿直線ad移到d點(diǎn)的過程中,試探電荷電勢能始終保持不變
8.(2017·遼寧鐵嶺協(xié)作體模擬)如圖8所示,在豎直向下的勻強(qiáng)電場中,將質(zhì)量相等的兩個帶電小球M和N分別沿圖示路徑移動到同一豎直
6、線上的不同位置,釋放后,M、N保持靜止,則( )
圖8
A.M的帶電荷量一定比N的大
B.M一定帶負(fù)電荷,N一定帶正電荷
C.靜止時M受到的合力比N的大
D.移動過程中勻強(qiáng)電場對M做負(fù)功
9.(多選)(2018·湖北黃岡模擬)真空中兩點(diǎn)電荷q1、q2分別位于直角三角形的頂點(diǎn)C和頂點(diǎn)B上,D為斜邊AB的中點(diǎn),∠ABC=30°,如圖9所示.已知A點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向垂直AB向下,則下列說法正確的是( )
圖9
A.q1帶正電,q2帶負(fù)電
B.D點(diǎn)電勢高于A點(diǎn)電勢
C.q1電荷量的絕對值等于q2電荷量的絕對值的一半
D.q1電荷量的絕對值等于q2電荷量的絕對值的二倍
7、10.已知表面電荷均勻分布的帶電球殼,其內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零.現(xiàn)有表面電荷均勻分布的帶電半球殼,如圖10所示,CD為通過半球頂點(diǎn)C與球心O的軸線.P、Q為CD軸上關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn).則( )
圖10
A.P點(diǎn)的電場強(qiáng)度與Q點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等、方向相同
B.P點(diǎn)的電場強(qiáng)度與Q點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等、方向相反
C.P點(diǎn)的電場強(qiáng)度比Q點(diǎn)的電場強(qiáng)度強(qiáng)
D.P點(diǎn)的電場強(qiáng)度比Q點(diǎn)的電場強(qiáng)度弱
11.(2017·廣東東莞模擬)a、b兩個帶電小球的質(zhì)量均為m,所帶電荷量分別為+3q和-q,兩球間用絕緣細(xì)線連接,a球又用長度相同的絕緣細(xì)線懸掛在天花板上,在兩球所在的空間有方向向左的勻強(qiáng)電場,電
8、場強(qiáng)度為E,平衡時細(xì)線都被拉緊,則平衡時可能位置是( )
答案精析
1.D
2.A [由于D點(diǎn)為正三角形的中心,即到三個點(diǎn)電荷的距離相等,故任意兩點(diǎn)電荷在D點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)與第三個點(diǎn)電荷在D點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度等大反向,故D點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零,選項A正確;由于取無限遠(yuǎn)處的電勢為0,從無限遠(yuǎn)處移動電荷至D點(diǎn),電場力做功必不為0,故D點(diǎn)電勢不可能為0,選項B錯誤;C處點(diǎn)電荷在E、F兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度等大反向,但A、B兩個點(diǎn)電荷在E、F兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和不相等,故C錯誤;由對稱性可知,E、G、H三點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,但電場強(qiáng)度的方向不同,所以D錯誤.]
3.C [由題圖甲中均勻帶電半
9、圓環(huán)對圓心點(diǎn)電荷的庫侖力大小為F,可以得出圓環(huán)對圓心點(diǎn)電荷的庫侖力大小為F.將題圖乙中的均勻帶電圓環(huán)分成三個圓環(huán),關(guān)于圓心對稱的兩個圓環(huán)對圓心點(diǎn)電荷的庫侖力的合力為零,因此題圖乙中的圓環(huán)對圓心點(diǎn)電荷的庫侖力大小為F,C正確.]
4.C [帶電粒子受到的電場力指向軌跡的內(nèi)側(cè),根據(jù)軌跡彎曲方向可以知道帶電粒子與固定在Q點(diǎn)的電荷是異種電荷,它們之間存在引力,故該帶電粒子帶負(fù)電,A項錯誤;根據(jù)幾何知識可以知道a、b、c三點(diǎn)到Q的距離之比為ra∶rb∶rc=1∶∶1,根據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式E=k,得a、b、c三點(diǎn)場強(qiáng)大小之比為2∶1∶2,B項錯誤;根據(jù)牛頓第二定律得:a=,a∝E,則知粒子在a、b、c三點(diǎn)
10、的加速度大小之比是2∶1∶2,C項正確;a、c兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,但方向不同,所以電場強(qiáng)度不同,D項錯誤.]
5.BD [由題圖知,勻強(qiáng)電場電場方向向下,油滴所受的電場力向上,則知油滴帶負(fù)電,故A錯誤,B正確;根據(jù)油滴受力平衡得:mg=qE=,得q=,所以要測出兩板間的距離、電壓和油滴的質(zhì)量才能求出油滴的電荷量,故C錯誤;根據(jù)密立根油滴實(shí)驗研究知:該實(shí)驗測得油滴所帶電荷量等于元電荷的整數(shù)倍,D正確.]
6.ABD 7.C
8.D [因為M、N在釋放后保持靜止,說明受到的合力為0,若M帶正電,不論N帶正電,還是帶負(fù)電,都不可能同時靜止;若M帶負(fù)電,N帶正電,則對M:EqM=mg+F引;
11、對N:EqN+mg=F引,即EqM=2mg+EqN,則qM>qN;若M帶負(fù)電,N帶負(fù)電,則對M:EqM=mg-F斥;對N:EqN=mg+F斥,則qM