4月16日 静电场(二)
高考频度:★★★★☆
难易程度:★★★☆☆
两个点电荷Q1、Q2固定于x轴上,将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q2(位于坐标原点O),在移动过程中,试探电荷的电势能随位置的变化关系如图所示。则下列判断正确的是
A.M点电势为零,N点场强为零
B.M点场强为零,N点电势为零
C.Q1带负电,Q2带正电,且Q2电荷量较小
D.Q1带正电,Q2带负电,且Q1电荷量较小
【参考答案】AC
【试题解析】M点电势能为零,则电势为零;EP–x图象的斜率=qE,则N点场强为零,A正确,B错误。带正电的试探电荷从距Q2较近处移近过程中,电势能增大,从足够远处移近时,电势能先减小后增大,由正电荷在电势高处电势能大,说明Q2带正电,Q1带负电;由N点场强为零,有=,又r1>r2,则Q1>Q2,C正确,D错误。
【知识补给】
电场线与等势面问题的一般解题步骤
第一步:根据电场线或等势面的疏密程度可判断场强的大小。电场线、等势面越密集,场强越大。
第二步:电场力(仅在电场力作用下)指向轨迹曲线的凹侧,即改变速度方向需要电场力提供向心力。根据电场力方向,结合带电体的电性可确定电场线方向,或结合电场线方向可确定带电体的电性。
第三步:分析电势能和电场力做功情况
(1)由带电体的运动方向与电场线方向的夹角,判断电场力做功的正负,再判断电势能的变化。
(2)由沿电场线方向电势降低,得到电势的变化情况,结合带电体的电性判断电势能的变化情况,进而得到电场力做功的正负。
如图所示,一带正电物体位于M处,用绝缘丝线系上带正电的小球,分别挂在P1、P2、P3的位置,可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同。则下面关于此实验得出的结论中正确的是
A.此实验中是采用了等效替代的方法
B.电荷之间作用力的大小与两电荷的性质有关
C.电荷之间作用力的大小与两电荷所带的电量有关
D.电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关
如图所示是某电场中的电场线分布示意图,在该电场中有A、B 两点,则下列说法中正确的是
A.A点处的电场强度比B点处的大
B.A点处的电场强度方向与B点处的电场强度方向相同
C.将同一点电荷分别放在A、B两点,点电荷所受静电力在A点比在B点大
D.因为A、B两点没有电场线通过,所以电荷放在这两点不会受静电力的作用
如图所示,一个电荷量为–Q的点电荷甲,固定在粗糙绝缘水平面上的O点,另一个电荷量为+q、质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v0沿它们的连线方向向甲运动,到B点时速度减小到最小值v。已知点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ,A、B间距为L,静电力常量为k,重力加速度为g,则下列说法中正确的是
A.O、B间距为
B.点电荷甲产生的电场在B点的场强大小为
C.点电荷乙在A点的电势能小于在B点的电势能
D.点电荷甲产生的电场中,A、B间的电势差UAB=
在一静止点电荷的电场中,任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标(ra,a)标出,其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是
A.Ea:Eb=4:1 B.Ec:Ed=2:1
C.Wab:Wbc=3:1 D.Wbc:Wcd=1:3
如图,P为固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac,速度大小分别为va、vb、vc,则
A.aa>ab>ac,va>vc>vb B.aa>ab>ac,vb>vc>va
C.ab>ac>aa,vb>vc>va D.ab>ac>aa,va>vc>vb
【参考答案】
AB 设OB=x,当速度最小时,有=qE=μmg,得x=,场强E=,AB正确;点电荷乙运动的过程中,电场力一直做正功,电势能减小,则点电荷乙在A点的电势能大于在B点的电势能,C错误;点电荷从A到B过程中,根据动能定理有qUAB–μmgL=–,得UAB=+,D错误。
AC 由题图可知,a、b、c、d到点电荷的距离分别为1 m、2 m、3 m、6 m,根据点电荷的场强公式可知,,,故A正确,B错误;电场力做功,a与b、b与c、c与d之间的电势差分别为3 V、1 V、1 V,所以,,故C正确,D错误。
D 在点电荷的电场中,场强大小,由图可知,可得,而带电粒子运动的加速度,则;而由动能定理:可知电场力做负功,动能减小,由图,则va>vc>vb,故选D。