8.3点电荷的电场 电场线
满分:66
班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________
一、单选题(共14小题,共56分)
1. 如图所示,MN是点电荷电场中的一条直线,a、b是直线上两点,已知直线上a点的电场强度最大,
1
大小为E,b点电场强度大小为 E 2 ,已知a、b间的距离为L,静电力常量为k,则场源电荷的电荷量为(
)
(4分)
2
A. √ 2 EL
k
EL2B.
k
2
C. 2EL
k
2
D. EL
2k
正确答案: B
答案解析: 因a点的电场强度最大,可知a点离场源电荷最近,即a点与场源电荷连线与直线MN垂直,设
Q 1 Q
场源电荷在距离a点的位置,则E = k 2 ,b点电场强度为 E = kx 2
2 2 ,联立解得x=L,则x + L
EL2Q = ,B正确。 k
2. 带电金属小球P附近的电场线分布如图所示,下列说法正确的是( )
(4分)
A.该电场是匀强电场
B.M点的电场强度比N点的小
C.金属小球P带负电
D.M、N两点电场强度方向相同
正确答案: D
答案解析: A、该电场的电场线不是平行等距的,则不是匀强电场,故A错误;
B、根据 可知,距离带电小球越近的位置场强越大,可知M点电场强度大于N点的场强,故B错
误;
C、电场线从正电荷发出,金属小球P带正电,故C错误;
D、电场线的切线为电场强度的方向,所以M、N两点电场强度方向相同,故D正确;
故选:D。
3. 如图所示,A、B、C三点的连线构成一个等腰直角三角形,∠A是直角。在B点放置一个电荷量为
+Q的点电荷,测得A点的电场强度大小为E。若保留B点的电荷,在C点放置一个电荷量为-Q的点电荷,
则A点的电场强度大小等于( )
(4分)
A.0
B.E
C.√ 2 E
D.2E
正确答案: C
答案解析: 在C点再放置一电荷量为-Q的点电荷,该电荷在A点产生的电场强度大小为E,方向沿AC方
向,如图所示,由电场的叠加可得A的合电场强度大小为√ 2 E,方向平行于BC连线方向,故C正确。
4. 真空中两个等量异号电荷的间距为r,每个电荷的电荷量绝对值均为Q,
两个点电荷连线中点处的电场强度大小为( )
(4分)
8kQ
A. 2 r
4kQ
B. 2 r
2kQ
C. 2 r
D.0
正确答案: A
4kQ
答案解析: 每个电荷在两电荷连线中点处的电场强度大小E = 2 ,由于两电荷在该点的电场强度方r
向相同,故该点的电场强度大小 ,故A正确。
5. 如图所示,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、
b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷。
已知b点处的电场强度为零,则d点处电场强度的大小为(k为静电力常量)( )
(4分)
3kq
A. 2 R
10kq
B. 2
9R
k Q + qC. 2 R
9Q + q
D.k R2
9
正确答案: B
答案解析: 选b点处的电场强度为零可得圆盘在b点处的电场强度与点电荷q在b点处的电场强度大小相
q
等、方向相反,所以圆盘在b点处的电场强度大小Eb = k ,再根据圆盘电场强度的对称性和电场强度R2
q 10kq
的叠加性即可得出d点处的电场强度大小Ed = E b + k 2 = 2 ,B正确。
(3R) 9R
6. 如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,CD为通过半球顶点与球心O的轴线(沿水平方向),
在轴线上有M、N两点。关于M、N两点电场强度的方向,下列说法正确的是( )
(4分)
A.M、N两点电场强度的方向均为水平向左
B.M、N两点电场强度的方向均为水平向右
C.M、N两点电场强度的方向均不沿水平方向CO
D.M点电场强度方向为水平向左,N点为水平向右
正确答案: D
答案解析: 由于半球面AB上带的电荷是关于CD轴对称的,故M,N两点电场强度方向均沿水平方向,且M
点电场强度方向为水平向左,N点电场强度方向为水平向右,故D正确。
7. 如图1所示,半径为R的均匀带电圆形平板,单位面积带电荷量为σ,其轴线上任意一点P(坐标为x)
的电场强度E = 2πkσ[1 x ] √ 2 2 ,方向沿x轴。R + x
现有单位面积带电荷量为σ0的无限大均匀带电平板,从其中间挖去一半径为r的圆板,如图2所示。
则圆孔轴线上任意一点Q(坐标为x)的电场强度为( )
(4分)
A.2πkσ
x
0 √ r2 x2+
r
B.2πkσ0 √ r2 2+ x
2πkσ xC. r 0
r
D.2πkσ0 x
正确答案: A
答案解析: 应用特殊值法,当R→∞时, ,则E=2πkσ0,当挖去半径为r的圆板时,应在E中
减掉该圆板相应的电场强度 ,即 ,A项正确。
8. 如图所示,在x轴上放置两正点电荷Q1、Q2,当空间存在沿y轴负向的匀强电场时,
y轴上A点的电场强度等于零,已知匀强电场的电场强度大小为E,两点电荷到A点的距离分别为r1、r2,
则在y轴上与A点对称的B点的电场强度大小为( )
(4分)
A.E
1
B. E 2
C.2E
D.4E
正确答案: C
答案解析: A点电场强度为零,说明两点电荷在A点的电场强度与匀强电场的电场强度等大反向,即两点
电荷在A点处产生的电场强度竖直向上,大小为E。根据对称性,两点电荷在B处产生的电场强度竖直向
下,大小为E,所以B点的电场强度大小为2E,方向竖直向下,C正确。
9. 用带电玻璃棒接触验电器的金属球,移走玻璃棒,验电器内的两片金属箔张开,稳定后如图。
图中a、b、c、d四点电场强度最强的是( )
(4分)
A.a点
B.b点
C.c点
D.d点
正确答案: D
答案解析: 解:b和c两点分别在金属外壳内部和金属杆的内部,处于静电场中的导体,内部的合场强为
零,则两点的场强均为零;在金属箔上的最下端电荷分布比金属球上更密集,且d点距离金箔的下端较
近,可知d点的场强比a点大,则电场强度最大的是d点。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
10. 下面几种电荷形成的电场中,电场线分布正确的是( ) (4分)
A.
B.
C.
D.
正确答案: D
答案解析: 电场线是从正电荷或者无穷远出发出,到负电荷或无穷远处为止;根据几个常见的电场线的
分布如图,可知:
.
AB、正点电荷的电场线方向向外,负点电荷的电场线的方向向里。故AB错误;
C、等量异种点电荷的电场线从正电荷发出,到负电荷处为止,故C错误;
D、比较等量同种点电荷点电荷的电场线的分布可知,故D图正确。
故选:D。
11. 两个电量相等的正电荷产生的电场,电场线如图所示,两个电荷连线是水平的,连线的中点为O点,
O点正上方有一P点,则( )
(4分)
A.O点的电场强度大小为0
B.O点的电场强度方向向上
C.P点的电场强度大小为0
D.P点的电场强度方向向下
正确答案: A
答案解析: AB、根据场强的叠加可知,O点的场强为零,故A正确,B错误;
CD、P点在O点正上方,可知P点的场强方向向上,故C错误,D错误;
故选:A。
12. 学校楼顶装有数根接地的细长金属装置,如图所示,关于该装置,下列说法可能正确的是( )
(4分)
A.该装置利用静电屏蔽,在考试期间起到屏蔽考场内信号的作用
B.该装置利用静电吸附,通过吸附空气中的带电尘埃提高空气质量
C.在雷雨天气,该装置会主动引导雷电击中自身,危害安全,应当拆除
D.在雷雨天气,该装置通过电离附近空气,减小大地与云层间的电势差,避免雷击
正确答案: D
答案解析: 解:避免雷击楼顶装有数根接地的细长金属装置是避雷针,在雷雨天气,避雷针通过尖端放
电,电离附近的空气,减小大地与云层间的电势差,避免雷击,故D正确,ABC错误。
故选:D。
13. 如图所示,带电体+Q靠近一个原来不带电的接地空腔导体,在达到静电平衡后,导体腔( )
(4分)
A.带正电
B.内表面的电荷量为0
C.外表面的电荷量为0
D.内、外表面带异种电荷
正确答案: B
答案解析: 在达到静电平衡后,导体内部没有净剩电荷,电荷只分布在导体的外表面,故导体腔的外表
面靠近带电体+Q的一侧感应出负电荷.内表面不带电,整个导体腔带负电.故B正确。
14. 如图所示,空心导体上方有一靠得很近的带电体,带有正电荷.有一束带负电的小液滴
(重力不能忽略),以速度v水平飞入空心导体腔内,则小液滴的运动情况是( )
(4分)
A.匀速直线运动
B.变速直线运动
C.向上偏转的曲线运动
D.向下偏转的曲线运动
正确答案: D
答案解析: A、根据静电屏蔽原理,导体腔内部电场处处为0,所以带点液滴不受电场力的作用,其重力
又不能忽略,所以物体只受重力的作用,则A错误;
B、物体有水平初速度v,受力方向与初速度方向不在同一直线上,所以B错误;
CD、重力竖直向下,即物体在重力作用下做向下偏转的曲线运动;C错误,D正确
故选:D。
二、多选题(共1小题,共6分)
15. 如图所示,在xOy平面内有一以O点为中心的正五边形,顶点到O点的距离为R。
在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为q、2q、3q、4q、5q的正点电荷,
且电荷量为3q的电荷在y轴正半轴上。静电力常量为k,则O点处的电场强度( )
(6分)
A.方向沿x轴负方向
B.方向与x轴负方向成18°夹角斜向下
2kq
C.大小为 2 (cos54°+cos18°)R
2kq
D.大小为 2 (2cos54°+cos18°)R
正确答案: A D
答案解析: 解:法一:点电荷在O点产生的场强方向如图所示
由几何关系可知θ1=18°,θ2=54°,将5个场强沿x、y轴分解可得:
2kq
Ex=E1cos54°+E2cos18°-E4cos18°-E5cos54°=
2 (2cos54°+cos18°)R
6kq 1
Ey=E1sin54°+E5sin54°-E4sin18°-E2sin18°-E3= 2 (sin54°-sin18°- )=0R 2
2kq
根据场强叠加原理可知O点电场强度方向沿x轴负方向,大小为 2 (2cos54°+cos18°),故AD正确,R
BC错误。
法二:AB、将各处电荷进行等效,如图所示:
根据均匀带电圆环在其内部中点的合场强为零,则五个点中3q的电荷在O点产生的合场强为零。
根据等量异种电荷中垂线电场线的分布特点可知,O点的电场强度方向沿x轴负方向,故A正确、B错误;
360°
CD、根据图丙可知,-q的电荷与y轴正方向的夹角为:θ = 5 =72°,-2q的电荷与y轴负方向夹角
72°
为:α = 2 =36°
2kq 2 × 2kq 2kq
根据电场强度的叠加可知,O点场强大小为E= 2 cos 18°+ cos 54° = (2cos54°r r2 r2
+cos18°),故C错误、D正确。
故选:AD。
三、计算题(共1小题,共4分)
16. 如图所示,长为L的金属杆原来不带电,在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷.问:
金属杆中点P处的场强为多少?金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强. (4分)
正确答案: 水平导体棒当达到静电平衡后,棒上感应电荷在棒内距离左端 处产生的场强大小与一带
电量为Q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等,则该处的电场强度为零,而金属杆上的感应电荷在杆
中点处产生的场强大小为: .
答:金属杆中点P处的场强为0;金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强是 .
答案解析: 物体带电有接触起电,有感应带电,有摩擦起电.对于感应带电,是利用同种电荷相互排
斥,异种电荷相互吸引的原理.8.3点电荷的电场 电场线
满分:66
班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________
一、单选题(共14小题,共56分)
1. 如图所示,MN是点电荷电场中的一条直线,a、b是直线上两点,已知直线上a点的电场强度最大,
1
大小为E,b点电场强度大小为 E 2 ,已知a、b间的距离为L,静电力常量为k,则场源电荷的电荷量为(
)
(4分)
EL2A. √ 2
k
EL2B.
k
C. 2EL
2
k
2
D. EL
k 2
2. 带电金属小球P附近的电场线分布如图所示,下列说法正确的是( )
(4分)
A.该电场是匀强电场
B.M点的电场强度比N点的小
C.金属小球P带负电
D.M、N两点电场强度方向相同
3. 如图所示,A、B、C三点的连线构成一个等腰直角三角形,∠A是直角。在B点放置一个电荷量为
+Q的点电荷,测得A点的电场强度大小为E。若保留B点的电荷,在C点放置一个电荷量为-Q的点电荷,
则A点的电场强度大小等于( )
(4分)
A.0
B.E
C.√ 2 E
D.2E
4. 真空中两个等量异号电荷的间距为r,每个电荷的电荷量绝对值均为Q,
两个点电荷连线中点处的电场强度大小为( )
(4分)
8kQ
A. 2 r
4kQ
B. 2 r
2kQ
C. 2 r
D.0
5. 如图所示,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、
b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷。
已知b点处的电场强度为零,则d点处电场强度的大小为(k为静电力常量)( )
(4分)
3kq
A. 2 R
10kq
B. 2
9R
k Q + qC. 2 R
D.k
9Q + q
2
9R
6. 如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,CD为通过半球顶点与球心O的轴线(沿水平方向),
在轴线上有M、N两点。关于M、N两点电场强度的方向,下列说法正确的是( )
(4分)
A.M、N两点电场强度的方向均为水平向左
B.M、N两点电场强度的方向均为水平向右
C.M、N两点电场强度的方向均不沿水平方向CO
D.M点电场强度方向为水平向左,N点为水平向右
7. 如图1所示,半径为R的均匀带电圆形平板,单位面积带电荷量为σ,其轴线上任意一点P(坐标为x)
的电场强度E = 2πkσ[1 x ] √ 2 2 ,方向沿x轴。R + x
现有单位面积带电荷量为σ0的无限大均匀带电平板,从其中间挖去一半径为r的圆板,如图2所示。
则圆孔轴线上任意一点Q(坐标为x)的电场强度为( )
(4分)
2πkσ xA. 0 √ r2 2+ x
B.2πkσ
r
0 √ r2 + x2
C.2πkσ x 0 r
2πkσ rD. 0 x
8. 如图所示,在x轴上放置两正点电荷Q1、Q2,当空间存在沿y轴负向的匀强电场时,
y轴上A点的电场强度等于零,已知匀强电场的电场强度大小为E,两点电荷到A点的距离分别为r1、r2,
则在y轴上与A点对称的B点的电场强度大小为( )
(4分)
A.E
1
B. E 2
C.2E
D.4E
9. 用带电玻璃棒接触验电器的金属球,移走玻璃棒,验电器内的两片金属箔张开,稳定后如图。
图中a、b、c、d四点电场强度最强的是( )
(4分)
A.a点
B.b点
C.c点
D.d点
10. 下面几种电荷形成的电场中,电场线分布正确的是( ) (4分)
A.
B.
C.
D.
11. 两个电量相等的正电荷产生的电场,电场线如图所示,两个电荷连线是水平的,连线的中点为O点,
O点正上方有一P点,则( )
(4分)
A.O点的电场强度大小为0
B.O点的电场强度方向向上
C.P点的电场强度大小为0
D.P点的电场强度方向向下
12. 学校楼顶装有数根接地的细长金属装置,如图所示,关于该装置,下列说法可能正确的是( )
(4分)
A.该装置利用静电屏蔽,在考试期间起到屏蔽考场内信号的作用
B.该装置利用静电吸附,通过吸附空气中的带电尘埃提高空气质量
C.在雷雨天气,该装置会主动引导雷电击中自身,危害安全,应当拆除
D.在雷雨天气,该装置通过电离附近空气,减小大地与云层间的电势差,避免雷击
13. 如图所示,带电体+Q靠近一个原来不带电的接地空腔导体,在达到静电平衡后,导体腔( )
(4分)
A.带正电
B.内表面的电荷量为0
C.外表面的电荷量为0
D.内、外表面带异种电荷
14. 如图所示,空心导体上方有一靠得很近的带电体,带有正电荷.有一束带负电的小液滴
(重力不能忽略),以速度v水平飞入空心导体腔内,则小液滴的运动情况是( )
(4分)
A.匀速直线运动
B.变速直线运动
C.向上偏转的曲线运动
D.向下偏转的曲线运动
二、多选题(共1小题,共6分)
15. 如图所示,在xOy平面内有一以O点为中心的正五边形,顶点到O点的距离为R。
在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为q、2q、3q、4q、5q的正点电荷,
且电荷量为3q的电荷在y轴正半轴上。静电力常量为k,则O点处的电场强度( )
(6分)
A.方向沿x轴负方向
B.方向与x轴负方向成18°夹角斜向下
2kq
C.大小为 2 (cos54°+cos18°)R
2kq
D.大小为 2 (2cos54°+cos18°)R
三、计算题(共1小题,共4分)
16. 如图所示,长为L的金属杆原来不带电,在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷.问:
金属杆中点P处的场强为多少?金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强. (4分)8.3点电荷的电场 电场线
班级:________ 姓名:________ 成绩:________
一、单选题(共14小题,共56分)
如图所示,MN是点电荷电场中的一条直线,a、b是直线上两点,已知直线上a点的电场强度最大,大小为E,b点电场强度大小为,已知a、b间的距离为L,静电力常量为k,则场源电荷的电荷量为( )
(4分)
A. B. C. D.
带电金属小球P附近的电场线分布如图所示,下列说法正确的是( )
(4分)
A.该电场是匀强电场 B.M点的电场强度比N点的小
C.金属小球P带负电 D.M、N两点电场强度方向相同
如图所示,A、B、C三点的连线构成一个等腰直角三角形,∠A是直角。在B点放置一个电荷量为+Q的点电荷,测得A点的电场强度大小为E。若保留B点的电荷,在C点放置一个电荷量为-Q的点电荷,则A点的电场强度大小等于( )
(4分)
A.0 B.E C. D.2E
真空中两个等量异号电荷的间距为r,每个电荷的电荷量绝对值均为Q,两个点电荷连线中点处的电场强度大小为( )(4分)
A. B. C. D.0
如图所示,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷。已知b点处的电场强度为零,则d点处电场强度的大小为(k为静电力常量)( )
(4分)
A. B. C. D.
如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,CD为通过半球顶点与球心O的轴线(沿水平方向),在轴线上有M、N两点。关于M、N两点电场强度的方向,下列说法正确的是( )
(4分)
A.M、N两点电场强度的方向均为水平向左 B.M、N两点电场强度的方向均为水平向右
C.M、N两点电场强度的方向均不沿水平方向CO
D.M点电场强度方向为水平向左,N点为水平向右
如图1所示,半径为R的均匀带电圆形平板,单位面积带电荷量为σ,其轴线上任意一点P(坐标为x)的电场强度,方向沿x轴。现有单位面积带电荷量为σ0的无限大均匀带电平板,从其中间挖去一半径为r的圆板,如图2所示。则圆孔轴线上任意一点Q(坐标为x)的电场强度为( )
(4分)
A. B. C. D.
如图所示,在x轴上放置两正点电荷Q1、Q2,当空间存在沿y轴负向的匀强电场时,y轴上A点的电场强度等于零,已知匀强电场的电场强度大小为E,两点电荷到A点的距离分别为r1、r2,则在y轴上与A点对称的B点的电场强度大小为( )
(4分)
A.E B. C.2E D.4E
用带电玻璃棒接触验电器的金属球,移走玻璃棒,验电器内的两片金属箔张开,稳定后如图。图中a、b、c、d四点电场强度最强的是( )
(4分)
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
下面几种电荷形成的电场中,电场线分布正确的是( ) (4分)
A. B. C. D.
两个电量相等的正电荷产生的电场,电场线如图所示,两个电荷连线是水平的,连线的中点为O点,O点正上方有一P点,则( )
(4分)
A.O点的电场强度大小为0 B.O点的电场强度方向向上
C.P点的电场强度大小为0 D.P点的电场强度方向向下
学校楼顶装有数根接地的细长金属装置,如图所示,关于该装置,下列说法可能正确的是( )
(4分)
A.该装置利用静电屏蔽,在考试期间起到屏蔽考场内信号的作用
B.该装置利用静电吸附,通过吸附空气中的带电尘埃提高空气质量
C.在雷雨天气,该装置会主动引导雷电击中自身,危害安全,应当拆除
D.在雷雨天气,该装置通过电离附近空气,减小大地与云层间的电势差,避免雷击
如图所示,带电体+Q靠近一个原来不带电的接地空腔导体,在达到静电平衡后,导体腔( )
(4分)
A.带正电 B.内表面的电荷量为0
C.外表面的电荷量为0 D.内、外表面带异种电荷
如图所示,空心导体上方有一靠得很近的带电体,带有正电荷.有一束带负电的小液滴(重力不能忽略),以速度v水平飞入空心导体腔内,则小液滴的运动情况是( )
(4分)
A.匀速直线运动 B.变速直线运动
C.向上偏转的曲线运动 D.向下偏转的曲线运动
二、多选题(共1小题,共6分)
如图所示,在xOy平面内有一以O点为中心的正五边形,顶点到O点的距离为R。在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为q、2q、3q、4q、5q的正点电荷,且电荷量为3q的电荷在y轴正半轴上。静电力常量为k,则O点处的电场强度( )
(6分)
A.方向沿x轴负方向 B.方向与x轴负方向成18°夹角斜向下
C.大小为(cos54°+cos18°) D.大小为(2cos54°+cos18°)
三、计算题(共1小题,共4分)
如图所示,长为L的金属杆原来不带电,在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷.问:金属杆中点P处的场强为多少?金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强. (4分)
第2页
第2页