9.3《电场 电场强度》 筑基提能同步练习 高中物理必修第三册(人教版2019)
一、单项选则题(一)
1.(2020高二上·重庆期中)在场强为 的匀强电场中,取O点为圆心, 为半径作一圆周,a、b、c、d为圆周上四点,如图所示。在O点固定一带电荷量为+Q的点电荷,则+Q在a、b、c、d各点产生的电场( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】电场强度的叠加
【解析】【解答】根据点电荷场强公式,则正电荷+Q在圆上各点产生的场强大小均为
即
故答案为:A。
【分析】根据点电荷场强公式,所以
2.(2024高二下·邵阳期末)一正点电荷周围的电场线分布如图所示,A、B两点的电场强度分别为EA、EB,电子在A、B两点受到的电场力分别为FA、FB,则它们的关系正确的是( )
A.EA>EB B.EA=EB C.FA<FB D.FA=FB
【答案】A
【知识点】电场线
3.(2024·浙江模拟)如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有、两点,用、表示、两处的电场强度,则( )
A.A、两处的电场强度方向不同
B.因为、在一条电场线上,所以
C.电场线从指向,所以
D.负电荷在点所受的静电力方向与的方向相反
【答案】D
【知识点】电场及电场力;电场强度;电场线
【解析】【解答】A、A、B两处的电场强度方向相同,都向右,故A错误;
BC、因为只有一条电场线,无法判断疏密,无法比较电场强度的大小,故BC错误;
D、负电荷在A点所受的静电力方向与E的方向相反,故D正确。
故答案为:D。
【分析】电场线越密集,电场强度越大,一条电场线,无法判断疏密,无法比较电场强度的大小。正电荷所受电场力的方向与场强方向相同,负电荷所受电场力的方向与场强方向相反。
4.(2022高二上·重庆市期末)某电场区域的电场线如图所示,、是其中一条电场线上的两点,下列说法不正确的是( )
A.负电荷在点受到的静电力一定小于它在点受到的静电力
B.点的场强方向一定沿着点的电场线向右
C.正电荷在点受到的静电力一定大于它在点受到的静电力
D.点的场强一定大于点的场强
【答案】A
【知识点】电场及电场力;电场强度;电场线
【解析】【解答】ACD、电场线越密,场强越大,所以a点的场强一定大于b点的场强;根据
得无论正电荷或负电荷,电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力,故A错误,符合题意,CD正确,不符合题意;
B、电场线某点的切线方向表示场强的方向,所以a点的场强方向一定沿着a点的电场线向右,故B正确,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】电场线越密,场强越大,电场力的大小与电荷的电性无关。电场线某点的切线方向表示场强的方向。
5.(2024高二上·汨罗开学考)如图所示是某静电场的一部分电场线分布情况,下列说法中正确的是( )
A.这个电场可能是负点电荷的电场
B.点电荷在A点处受到电场力比在B点受到的电场力大
C.只在电场力作用下,正电荷可以沿电场线由B点运动到A点
D.只在电场力作用下,点电荷在A处的加速度比在B处的加速度小
【答案】B
【知识点】电场线;带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A.根据图象可知一定不是孤立的负点电荷形成的电场,孤立的负电荷形成的电场,电场线是辐射状的指向中心电荷的直线,故A错误;
BD.电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小,所以EA>EB
根据F=qE=ma
知点电荷在A点处受到电场力比在B点受到的电场力大,点电荷在A处的加速度比在B处的加速度大,故B正确D错误;
C.因为电场线是曲线,粒子受力沿切线方向,所以只在电场力作用下,正电荷不可能沿电场线由B点运动到A点,故C错误。
故选B。
【分析】根据点电荷电场线的分布和特点可以确定不是点电荷的电场,由电场线的疏密确定电场强度的大小,从而确定点电荷所受电场力的大小和加速度大小;由于电场线是曲线,粒子所受方向不断变化的电场力作用下,正电荷不可能沿电场线运动。
二、多项选择题(一)
6.(2024高三上·长沙开学考)带电荷量分别为和()的两个点电荷固定放置,两电荷连线中点为O,M、N两点位于两电荷连线上,P点位于两点电荷连线中垂线上,如图所示,则下列判断正确的是( )
A.O点的电场强度小于P点的电场强度
B.N点的电势高于M点的电势
C.负试探电荷在N点的电势能小于其在M点的电势能
D.将正点电荷由N点移到M点,电场力做负功
【答案】B,C
【知识点】电场力做功;电场线;电势能;电势
【解析】【解答】A.根据场强叠加原理分析。由于O点离两点电荷的距离比P点离两点电荷的距离小,可知两点电荷在O点产生的电场强度都比在P点产生的电场强度大,且两点电荷在O点产生的电场强度方向相同,根据叠加原理可知,O点的电场强度大于P点的电场强度,A错误;
B.根据场强叠加原理分析,两点电荷连线之间的电场方向由正电荷指向负电荷,根据沿电场强度方向电势降低可知,N点的电势高于M点的电势,B正确;
C.沿电场线方向电势降低;根据电势能公式
分析,由于N点的电势大于M点的电势,根据可知负试探电荷在N点的电势能小于其在M点的电势能,C正确;
D.对正电荷来说,从高电势向低电势运动,电场力做正功,由于N点的电势大于M点的电势,将正点电荷由N点移到M点,则有
D错误。
故选BC。
【分析】掌握电场叠加原理,知道沿电场线方向电势逐渐降低,对负电荷来说,电势越高电势能越小。
7.(2023高二上·汉滨期末)如图所示带箭头的实线表示某个电场的电场线,实线间距相等且相互平行,一个带电离子从P处飞入这个电场,以下说法中正确的是( )
A.离子受的电场力方向一定向右
B.离子受的电场力大小、方向都不变
C.离子肯定向右偏转
D.离子一定做匀变速运动
【答案】B,D
【知识点】电场及电场力
【解析】【解答】AC.若带电离子带负电荷,则所受电场力一定向左,且会向左偏转,AC不符合题意;
BD.由于各点电场大小方向都不变,因此离子所受的电场力、方向都不变,根据 ,可知离子的加速度不变,即一定做匀变速运动,BD符合题意。
故答案为:BD。
【分析】利用电场力的方向可以判别偏转方向;利用电场线的分布可以判别离子受到电场力的大小和方向不变;利用电场力不变可以判别离子做匀变速曲线运动。
8.(2020高二上·衡阳期末)图甲中,AB是点电荷的电场中的一条电场线,图乙是放在a、b两点的正试探电荷所受电场力与其电荷量的关系图线(电场力的方向以A点指向B点为正)。下列说法正确的是( )
A.场源电荷是正电荷
B.场源电荷位于B侧
C.电场线的方向由A点指向B点
D.a点的电场强度小于b点的电场强度
【答案】A,C
【知识点】电场及电场力
【解析】【解答】A.F-q图象的斜率表示电场强度大小,图线a的斜率大于b的斜率,说明a处场强大于b处的场强,电场是由点电荷产生的,说明a距离场源较近,正试探电荷受电场力向右,说明场源电荷是正电荷,A符合题意BD不符合题意;
C.根据正点电荷的电场特点,电场线的方向由A点指向B点,C符合题意;
故答案为:AC。
【分析】利用电场力方向可以判别点电荷的电场方向,结合电场强度的大小可以判别场源电荷的电性;利用图像斜率可以比较电场强度的大小。
三、单项选择题(二)
9.(2024高二上·重庆市开学考)下列说法正确的是( )
A.电场和电场线一样,是人为设想出来的,其实并不存在
B.根据,当两点电荷间的距离趋近于零时,电场力将趋向无穷大
C.从公式来看,场强大小与成正比,与成反比
D.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带电体才可以看成点电荷
【答案】D
【知识点】库仑定律;点电荷;电场强度;电场线
【解析】【解答】A.电场线是人为设想出来的,其实并不存在,但电场是客观存在的,最早由法拉第提出,故A错误;
B.当两个点电荷距离趋于0时,两电荷体积大小不可忽略,公式
不适用,故电场力并不是趋于无穷大,故B错误;
C.场强公式
采用比值定义法,E由电场本身的性质决定,与F、q均无关,故C错误;
D.当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时,可以看成点电荷,这是建立理想模型的思想方法,故D正确。
故选D。
【分析】根据点电荷理想模型、库仑定律、电场强度定义式和电场线的特点分析判断。
10.(2024高一下·菏泽月考)下列关于电场和电场强度的说法中正确的是( )
A.电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用
B.电场是人为设想出来的,其实并不存在
C.电荷在电场中受到的力越大,这点的电场强度越大
D.不同电荷在电场中同一点所受电场力不同,说明场强随试探电荷的改变而改变
【答案】A
【知识点】电场及电场力;电场强度
【解析】【解答】A、电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用,故A正确;
B、电场是客观存在的,故B错误;
C、电荷在电场中受到的力越大,这点的电场强度不一定越大,可能是由于电荷带电量大,故C错误;
D、电场强度是电场本身的属性,不随试探电荷的改变而改变,故D错误。
故答案为:A。
【分析】电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用,电场是客观存在的,电场强度是电场本身的属性。
11.(2024·江苏)在静电场中有a、b两点,试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图所示的关系,请问a、b两点的场强大小关系是( )
A.Ea=Eb B.Ea=2Eb C.Ea<Eb D.Ea>Eb
【答案】D
【知识点】电场及电场力;电场强度
【解析】 【解答】根据
可知F-q图像斜率表示电场强度,由图可知
根据题意无法得出Ea和Eb的数量关系。
故答案为:D。
【分析】根据电场力与电场的关系确定F-q图像斜率的物理意义,再结合图像确定a、b两点场强的大小关系。
四、多项选择题(二)
12.(2024高二上·乌鲁木齐开学考)如图所示,在边长为的菱形两个顶点上,分别固定电荷量均为的正点电荷,中心处固定电荷量为的负点电荷,已知,静电力常量为,则点电场强度( )
A.方向向上 B.方向向下 C. D.
【答案】B,C
【知识点】点电荷的电场;电场强度的叠加
【解析】【解答】根据几何关系可得
O处点电荷在D点产生的场强为
方向沿D到O。根据对称性及矢量求和法则可知,A、C处点电荷在D点处产生的合场强为
方向沿O到D。根据矢量求和法则可知,D点合电场强度的大小为
方向沿D到O,方向向下。
故选BC。
【分析】根据几何关系确定各电荷到D点的距离,再根据点电荷场强的特点确定各电荷在D场强的方向及大小,再根据矢量求和法则确定D点合场强的大小和方向。
13.(2024高一下·乌鲁木齐期中) 真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在A点放一个带正电的试探电荷,在B点放一个带负电的试探电荷,A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,电场力的大小F跟试探电荷电量q的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法中正确的是( )
A.点电荷Q是负电荷
B.点电荷Q的位置坐标为0.3m
C.B点的电场强度的大小为0.25N/C
D.A点的电场强度的方向沿x轴负方向
【答案】A,B
【知识点】电场及电场力;电场强度
【解析】【解答】A、由两个试探电荷在电场中受力情况知,点电荷Q应该放在A、B两点之间,且为负电荷,A正确;
BC、由
知,F-q图像的斜率绝对值表示电场中某点电场强度的大小,设点电荷Q与A点间的距离为x,对A:,
对B
,
联立以上各式解得
说明点电荷Q的位置坐标为0.3m,B正确,C错误;
D、由于点电荷Q带负电,且处于A的右侧,所以A点的电场强度方向沿x轴的正方向,D错误。
故答案为AB。
【分析】本题考查点电荷产生的电场,正电荷所受的电场力与该点电场强度方向相同,负电荷所受电场力与该点电场强度方向相反,以此作为依据并结合题意判断点电荷Q应该放在A、B两点之间,且为负电荷,根据点电荷场强公式,结合F-q图像的斜率的意义判断Q点的位置坐标。
五、实验与探究
14.(2020高二上·哈尔滨月考)如图所示,在“研究电荷间作用力大小影响因素”的实验中,将一带电轻质小球挂在铁架台上,小球静止时丝线与竖直方向的夹角为 如图所示.
(1)作用力大小的变化通过 的变化呈现.
(2)在研究作用力大小与电量的关系时,当增大小球A的电荷量后,在铁架台不动时,需将_________.
A.A球支架不动 B.A球支架左移 C.A球支架右移
【答案】(1)θ
(2)C
【知识点】电场及电场力
【解析】【解答】(1)作用力大小的变化通过θ的变化呈现,即当作用力较大时,θ角较大;当作用力较小时,θ角较小;(2)在研究作用力大小与电量的关系时,要保持AB间距不变,当增大小球A的电荷量后,因作用力变大,两球距离变大,则要保持两球间距不变,则在铁架台不动时,需将A球支架右移,故答案为:C。
【分析】小球B受到的电场力越大,与是竖直方向的夹角越大;研究电场力与电量的关系,需要控制距离相同。
15.(2020高二上·海林月考)为观察电荷在导体上的分布规律,将一个大的导体安放在绝缘支架上,并使导体带上负电荷,如图所示.用带绝缘柄的小验电球P 接触导体上的各点,再与不带电的验电器接触,通过验电器金箔片的张角判断各点的带电情况.主要实验步骤如下:
①用P 接触导体上的A 点,再与不带电的验电器接触,发现验电器的金箔片张角较小;
②用P 接触导体上的B 点,再与不带电的验电器接触,发现验电器的金箔片张角较大:
③用P 与导体的尖端C 点接触,再与不带电的验电器接触,发现验电器的金箔张角最大.由此可以确定:
(1)电荷在导体表面的分布是 (选填“均匀”或“不均匀”) 的.突出的位置,电荷比较 ;平坦的位置,电荷比较 (选填“密集”或”稀疏”)
(2)比较导体外A,B,C 三点附近电场强度的大小,其中电场强度最大的是 点附近;电场强度最小的是 点附近.(选填“A”、“B”或“C”)
【答案】(1)不均匀;密集;稀疏
(2)C;A
【知识点】静电的防止与利用;电场强度;电场线
【解析】【解答】由于带电导体上尖端处带电量最多,故接触C点时,P带电量最多,故验电球P接触带电导体的C点,然后接触验电器金属小球时金属箔张开角度最大;(1)由以上的分析可知,电荷在导体表面的分布是 不均匀 的.突出的位置,电荷比较密集;平坦的位置,电荷比较 稀疏;(2)同一个带电体,带电越密集处附近的电场强度越大,则比较导体外A,B、C 三点附近电场强度的大小,可知其中电场强度最大的是 C点附近;电场强度最小的是A点附近.
【分析】(1)对于形状不规则的物体,电荷分布不均匀,在比较尖锐的地方密集,光滑的地方稀疏;
(2)电场线密集的区域电场强度大。
六、应用与解答
16.(2024高一下·天山期末)在点电荷Q的电场中,电荷量q=2.0×10-10C的点电荷放置在P处,P点与点电荷Q之间的距离r=0.2m,测得它受到的电场力为F=3.6×10-5N,如图所示。(已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2.)试求:
(1)点电荷Q在P处产生的电场强度;
(2)点电荷Q所带的电荷量。
【答案】(1);(2)
【知识点】电场强度
17.(2024高一下·唐县期末)如图所示,把一个倾角为θ的绝缘斜面固定在匀强电场中,电场方向水平向右,电场强度大小为E,有一质量为m、带电荷量为+q的物体,以初速度v0从A端滑上斜面恰好能沿斜面匀速运动,求物体与斜面间的动摩擦因数.
【答案】
【知识点】匀强电场;带电粒子在电场中的运动综合
1 / 19.3《电场 电场强度》 筑基提能同步练习 高中物理必修第三册(人教版2019)
一、单项选则题(一)
1.(2020高二上·重庆期中)在场强为 的匀强电场中,取O点为圆心, 为半径作一圆周,a、b、c、d为圆周上四点,如图所示。在O点固定一带电荷量为+Q的点电荷,则+Q在a、b、c、d各点产生的电场( )
A. B. C. D.
2.(2024高二下·邵阳期末)一正点电荷周围的电场线分布如图所示,A、B两点的电场强度分别为EA、EB,电子在A、B两点受到的电场力分别为FA、FB,则它们的关系正确的是( )
A.EA>EB B.EA=EB C.FA<FB D.FA=FB
3.(2024·浙江模拟)如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有、两点,用、表示、两处的电场强度,则( )
A.A、两处的电场强度方向不同
B.因为、在一条电场线上,所以
C.电场线从指向,所以
D.负电荷在点所受的静电力方向与的方向相反
4.(2022高二上·重庆市期末)某电场区域的电场线如图所示,、是其中一条电场线上的两点,下列说法不正确的是( )
A.负电荷在点受到的静电力一定小于它在点受到的静电力
B.点的场强方向一定沿着点的电场线向右
C.正电荷在点受到的静电力一定大于它在点受到的静电力
D.点的场强一定大于点的场强
5.(2024高二上·汨罗开学考)如图所示是某静电场的一部分电场线分布情况,下列说法中正确的是( )
A.这个电场可能是负点电荷的电场
B.点电荷在A点处受到电场力比在B点受到的电场力大
C.只在电场力作用下,正电荷可以沿电场线由B点运动到A点
D.只在电场力作用下,点电荷在A处的加速度比在B处的加速度小
二、多项选择题(一)
6.(2024高三上·长沙开学考)带电荷量分别为和()的两个点电荷固定放置,两电荷连线中点为O,M、N两点位于两电荷连线上,P点位于两点电荷连线中垂线上,如图所示,则下列判断正确的是( )
A.O点的电场强度小于P点的电场强度
B.N点的电势高于M点的电势
C.负试探电荷在N点的电势能小于其在M点的电势能
D.将正点电荷由N点移到M点,电场力做负功
7.(2023高二上·汉滨期末)如图所示带箭头的实线表示某个电场的电场线,实线间距相等且相互平行,一个带电离子从P处飞入这个电场,以下说法中正确的是( )
A.离子受的电场力方向一定向右
B.离子受的电场力大小、方向都不变
C.离子肯定向右偏转
D.离子一定做匀变速运动
8.(2020高二上·衡阳期末)图甲中,AB是点电荷的电场中的一条电场线,图乙是放在a、b两点的正试探电荷所受电场力与其电荷量的关系图线(电场力的方向以A点指向B点为正)。下列说法正确的是( )
A.场源电荷是正电荷
B.场源电荷位于B侧
C.电场线的方向由A点指向B点
D.a点的电场强度小于b点的电场强度
三、单项选择题(二)
9.(2024高二上·重庆市开学考)下列说法正确的是( )
A.电场和电场线一样,是人为设想出来的,其实并不存在
B.根据,当两点电荷间的距离趋近于零时,电场力将趋向无穷大
C.从公式来看,场强大小与成正比,与成反比
D.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带电体才可以看成点电荷
10.(2024高一下·菏泽月考)下列关于电场和电场强度的说法中正确的是( )
A.电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用
B.电场是人为设想出来的,其实并不存在
C.电荷在电场中受到的力越大,这点的电场强度越大
D.不同电荷在电场中同一点所受电场力不同,说明场强随试探电荷的改变而改变
11.(2024·江苏)在静电场中有a、b两点,试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图所示的关系,请问a、b两点的场强大小关系是( )
A.Ea=Eb B.Ea=2Eb C.Ea<Eb D.Ea>Eb
四、多项选择题(二)
12.(2024高二上·乌鲁木齐开学考)如图所示,在边长为的菱形两个顶点上,分别固定电荷量均为的正点电荷,中心处固定电荷量为的负点电荷,已知,静电力常量为,则点电场强度( )
A.方向向上 B.方向向下 C. D.
13.(2024高一下·乌鲁木齐期中) 真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在A点放一个带正电的试探电荷,在B点放一个带负电的试探电荷,A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,电场力的大小F跟试探电荷电量q的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法中正确的是( )
A.点电荷Q是负电荷
B.点电荷Q的位置坐标为0.3m
C.B点的电场强度的大小为0.25N/C
D.A点的电场强度的方向沿x轴负方向
五、实验与探究
14.(2020高二上·哈尔滨月考)如图所示,在“研究电荷间作用力大小影响因素”的实验中,将一带电轻质小球挂在铁架台上,小球静止时丝线与竖直方向的夹角为 如图所示.
(1)作用力大小的变化通过 的变化呈现.
(2)在研究作用力大小与电量的关系时,当增大小球A的电荷量后,在铁架台不动时,需将_________.
A.A球支架不动 B.A球支架左移 C.A球支架右移
15.(2020高二上·海林月考)为观察电荷在导体上的分布规律,将一个大的导体安放在绝缘支架上,并使导体带上负电荷,如图所示.用带绝缘柄的小验电球P 接触导体上的各点,再与不带电的验电器接触,通过验电器金箔片的张角判断各点的带电情况.主要实验步骤如下:
①用P 接触导体上的A 点,再与不带电的验电器接触,发现验电器的金箔片张角较小;
②用P 接触导体上的B 点,再与不带电的验电器接触,发现验电器的金箔片张角较大:
③用P 与导体的尖端C 点接触,再与不带电的验电器接触,发现验电器的金箔张角最大.由此可以确定:
(1)电荷在导体表面的分布是 (选填“均匀”或“不均匀”) 的.突出的位置,电荷比较 ;平坦的位置,电荷比较 (选填“密集”或”稀疏”)
(2)比较导体外A,B,C 三点附近电场强度的大小,其中电场强度最大的是 点附近;电场强度最小的是 点附近.(选填“A”、“B”或“C”)
六、应用与解答
16.(2024高一下·天山期末)在点电荷Q的电场中,电荷量q=2.0×10-10C的点电荷放置在P处,P点与点电荷Q之间的距离r=0.2m,测得它受到的电场力为F=3.6×10-5N,如图所示。(已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2.)试求:
(1)点电荷Q在P处产生的电场强度;
(2)点电荷Q所带的电荷量。
17.(2024高一下·唐县期末)如图所示,把一个倾角为θ的绝缘斜面固定在匀强电场中,电场方向水平向右,电场强度大小为E,有一质量为m、带电荷量为+q的物体,以初速度v0从A端滑上斜面恰好能沿斜面匀速运动,求物体与斜面间的动摩擦因数.
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】电场强度的叠加
【解析】【解答】根据点电荷场强公式,则正电荷+Q在圆上各点产生的场强大小均为
即
故答案为:A。
【分析】根据点电荷场强公式,所以
2.【答案】A
【知识点】电场线
3.【答案】D
【知识点】电场及电场力;电场强度;电场线
【解析】【解答】A、A、B两处的电场强度方向相同,都向右,故A错误;
BC、因为只有一条电场线,无法判断疏密,无法比较电场强度的大小,故BC错误;
D、负电荷在A点所受的静电力方向与E的方向相反,故D正确。
故答案为:D。
【分析】电场线越密集,电场强度越大,一条电场线,无法判断疏密,无法比较电场强度的大小。正电荷所受电场力的方向与场强方向相同,负电荷所受电场力的方向与场强方向相反。
4.【答案】A
【知识点】电场及电场力;电场强度;电场线
【解析】【解答】ACD、电场线越密,场强越大,所以a点的场强一定大于b点的场强;根据
得无论正电荷或负电荷,电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力,故A错误,符合题意,CD正确,不符合题意;
B、电场线某点的切线方向表示场强的方向,所以a点的场强方向一定沿着a点的电场线向右,故B正确,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】电场线越密,场强越大,电场力的大小与电荷的电性无关。电场线某点的切线方向表示场强的方向。
5.【答案】B
【知识点】电场线;带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A.根据图象可知一定不是孤立的负点电荷形成的电场,孤立的负电荷形成的电场,电场线是辐射状的指向中心电荷的直线,故A错误;
BD.电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小,所以EA>EB
根据F=qE=ma
知点电荷在A点处受到电场力比在B点受到的电场力大,点电荷在A处的加速度比在B处的加速度大,故B正确D错误;
C.因为电场线是曲线,粒子受力沿切线方向,所以只在电场力作用下,正电荷不可能沿电场线由B点运动到A点,故C错误。
故选B。
【分析】根据点电荷电场线的分布和特点可以确定不是点电荷的电场,由电场线的疏密确定电场强度的大小,从而确定点电荷所受电场力的大小和加速度大小;由于电场线是曲线,粒子所受方向不断变化的电场力作用下,正电荷不可能沿电场线运动。
6.【答案】B,C
【知识点】电场力做功;电场线;电势能;电势
【解析】【解答】A.根据场强叠加原理分析。由于O点离两点电荷的距离比P点离两点电荷的距离小,可知两点电荷在O点产生的电场强度都比在P点产生的电场强度大,且两点电荷在O点产生的电场强度方向相同,根据叠加原理可知,O点的电场强度大于P点的电场强度,A错误;
B.根据场强叠加原理分析,两点电荷连线之间的电场方向由正电荷指向负电荷,根据沿电场强度方向电势降低可知,N点的电势高于M点的电势,B正确;
C.沿电场线方向电势降低;根据电势能公式
分析,由于N点的电势大于M点的电势,根据可知负试探电荷在N点的电势能小于其在M点的电势能,C正确;
D.对正电荷来说,从高电势向低电势运动,电场力做正功,由于N点的电势大于M点的电势,将正点电荷由N点移到M点,则有
D错误。
故选BC。
【分析】掌握电场叠加原理,知道沿电场线方向电势逐渐降低,对负电荷来说,电势越高电势能越小。
7.【答案】B,D
【知识点】电场及电场力
【解析】【解答】AC.若带电离子带负电荷,则所受电场力一定向左,且会向左偏转,AC不符合题意;
BD.由于各点电场大小方向都不变,因此离子所受的电场力、方向都不变,根据 ,可知离子的加速度不变,即一定做匀变速运动,BD符合题意。
故答案为:BD。
【分析】利用电场力的方向可以判别偏转方向;利用电场线的分布可以判别离子受到电场力的大小和方向不变;利用电场力不变可以判别离子做匀变速曲线运动。
8.【答案】A,C
【知识点】电场及电场力
【解析】【解答】A.F-q图象的斜率表示电场强度大小,图线a的斜率大于b的斜率,说明a处场强大于b处的场强,电场是由点电荷产生的,说明a距离场源较近,正试探电荷受电场力向右,说明场源电荷是正电荷,A符合题意BD不符合题意;
C.根据正点电荷的电场特点,电场线的方向由A点指向B点,C符合题意;
故答案为:AC。
【分析】利用电场力方向可以判别点电荷的电场方向,结合电场强度的大小可以判别场源电荷的电性;利用图像斜率可以比较电场强度的大小。
9.【答案】D
【知识点】库仑定律;点电荷;电场强度;电场线
【解析】【解答】A.电场线是人为设想出来的,其实并不存在,但电场是客观存在的,最早由法拉第提出,故A错误;
B.当两个点电荷距离趋于0时,两电荷体积大小不可忽略,公式
不适用,故电场力并不是趋于无穷大,故B错误;
C.场强公式
采用比值定义法,E由电场本身的性质决定,与F、q均无关,故C错误;
D.当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时,可以看成点电荷,这是建立理想模型的思想方法,故D正确。
故选D。
【分析】根据点电荷理想模型、库仑定律、电场强度定义式和电场线的特点分析判断。
10.【答案】A
【知识点】电场及电场力;电场强度
【解析】【解答】A、电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用,故A正确;
B、电场是客观存在的,故B错误;
C、电荷在电场中受到的力越大,这点的电场强度不一定越大,可能是由于电荷带电量大,故C错误;
D、电场强度是电场本身的属性,不随试探电荷的改变而改变,故D错误。
故答案为:A。
【分析】电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用,电场是客观存在的,电场强度是电场本身的属性。
11.【答案】D
【知识点】电场及电场力;电场强度
【解析】 【解答】根据
可知F-q图像斜率表示电场强度,由图可知
根据题意无法得出Ea和Eb的数量关系。
故答案为:D。
【分析】根据电场力与电场的关系确定F-q图像斜率的物理意义,再结合图像确定a、b两点场强的大小关系。
12.【答案】B,C
【知识点】点电荷的电场;电场强度的叠加
【解析】【解答】根据几何关系可得
O处点电荷在D点产生的场强为
方向沿D到O。根据对称性及矢量求和法则可知,A、C处点电荷在D点处产生的合场强为
方向沿O到D。根据矢量求和法则可知,D点合电场强度的大小为
方向沿D到O,方向向下。
故选BC。
【分析】根据几何关系确定各电荷到D点的距离,再根据点电荷场强的特点确定各电荷在D场强的方向及大小,再根据矢量求和法则确定D点合场强的大小和方向。
13.【答案】A,B
【知识点】电场及电场力;电场强度
【解析】【解答】A、由两个试探电荷在电场中受力情况知,点电荷Q应该放在A、B两点之间,且为负电荷,A正确;
BC、由
知,F-q图像的斜率绝对值表示电场中某点电场强度的大小,设点电荷Q与A点间的距离为x,对A:,
对B
,
联立以上各式解得
说明点电荷Q的位置坐标为0.3m,B正确,C错误;
D、由于点电荷Q带负电,且处于A的右侧,所以A点的电场强度方向沿x轴的正方向,D错误。
故答案为AB。
【分析】本题考查点电荷产生的电场,正电荷所受的电场力与该点电场强度方向相同,负电荷所受电场力与该点电场强度方向相反,以此作为依据并结合题意判断点电荷Q应该放在A、B两点之间,且为负电荷,根据点电荷场强公式,结合F-q图像的斜率的意义判断Q点的位置坐标。
14.【答案】(1)θ
(2)C
【知识点】电场及电场力
【解析】【解答】(1)作用力大小的变化通过θ的变化呈现,即当作用力较大时,θ角较大;当作用力较小时,θ角较小;(2)在研究作用力大小与电量的关系时,要保持AB间距不变,当增大小球A的电荷量后,因作用力变大,两球距离变大,则要保持两球间距不变,则在铁架台不动时,需将A球支架右移,故答案为:C。
【分析】小球B受到的电场力越大,与是竖直方向的夹角越大;研究电场力与电量的关系,需要控制距离相同。
15.【答案】(1)不均匀;密集;稀疏
(2)C;A
【知识点】静电的防止与利用;电场强度;电场线
【解析】【解答】由于带电导体上尖端处带电量最多,故接触C点时,P带电量最多,故验电球P接触带电导体的C点,然后接触验电器金属小球时金属箔张开角度最大;(1)由以上的分析可知,电荷在导体表面的分布是 不均匀 的.突出的位置,电荷比较密集;平坦的位置,电荷比较 稀疏;(2)同一个带电体,带电越密集处附近的电场强度越大,则比较导体外A,B、C 三点附近电场强度的大小,可知其中电场强度最大的是 C点附近;电场强度最小的是A点附近.
【分析】(1)对于形状不规则的物体,电荷分布不均匀,在比较尖锐的地方密集,光滑的地方稀疏;
(2)电场线密集的区域电场强度大。
16.【答案】(1);(2)
【知识点】电场强度
17.【答案】
【知识点】匀强电场;带电粒子在电场中的运动综合
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