8月23日 电场强度
高考频度:★★☆☆☆
难易程度:★☆☆☆☆
(2018·山东省烟台市高一下学期期末)如图所示,四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q,分别固定在正方形的四个顶点上,正方形边长为a,则正方形两条对角线交点处的电场强度
A.大小为,方向竖直向上
B.大小为,方向竖直向上
C.大小为,方向竖直向下
D.大小为,方向竖直向下
【参考答案】C
【试题解析】一个点电荷在中心O产生的场强为,对角线处的两异种点电荷在O处的总场强为,故两等大的场强垂直,合场强为,方向由合成的过程可知沿竖直向下,故选C。
【名师点睛】解决本题的关键掌握点电荷的场强公式,以及点电荷的场强方向,会根据平行四边形定则进行场强的叠加。
【知识补给】
电场强度
(1)物理意义:表示电场的强弱和方向。
(2)定义:电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度。
(3)定义式:。
(4)标矢性:电场强度是矢量,正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向,电场强度的叠加遵从平行四边形定则。
电场强度的定义式为,点电荷的场强公式为,下列说法正确的是
A.中的场强E与电荷q是无关的
B.中的场强E是电荷Q产生的
C.中的F表示单位正电荷受到的力
D.和都只对点电荷适用
(2018·年浙江省湖州一中高三物理模拟)如图所示,一质量为m、带电荷量为q的小球用细线系住,线的一段固在O点,若在空间加上匀强电场,平衡时线与竖直方向成60o角,则电场强度的最小值为
A. B.
C. D.
(2018·天津市河西区高三三模)如图所示,以O点为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f等量正、负点电荷分别放置在a、d两点时,在圆心O产生的电场强度大小为E。现仅将放于a点的正点电荷改放于其他等分点上,使O点的电场强度改变,则下列判断正确的是
A.移至c点时,O点的电场强度大小仍为E,沿Oe方向
B.移至e点时,O点的电场强度大小为,沿Oc方向
C.移至b点时,O点的电场强度大小为,沿Oc方向
D.移至f点时,O点的电场强度大小为,沿Oe方向
电场中的某点放入电荷量为+q的试探电荷时,测得该点的电场强度为E;若在该点放入电荷量为–2q的试探电荷,此时该点的电场强度为
A.大小为2E,方向和E相反
B.大小为E,方向和E相反
C.大小为2E,方向和E相同
D.大小为E,方向和E相同
(2018·北京市第十二中高一下学期期末)在研究物理问题时,我们有时候把几个物体看作一个整体,并以整体作为研究对象进行分析研究。这种方法不考虑整体内部之间的相互作用,从整体去把握物理现象的本质和规律。如图所示,A、B是两个带异种电荷的小球,其质量相等,所带电荷量分别为+qA和–qB,A用绝缘细线L1悬挂于O点,A、B间用绝缘细线L2相连。整个装置处于水平方向的匀强电场中,A、B处于平衡状态。以下关电场和A、B所带电荷量大小正确的是
A.场强方向水平向右,qA>qB
B.场强方向水平向右,qA C.场强方向水平向左,qA > qB
D.场强方向水平向左,qA < qB
均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,OM=ON=2R。已知M点的场强大小为E,则N点的场强大小为
A. B.
C. D.
【参考答案】
B 以小球为研究对象,对小球进行受力分析,故小球受到重力mg、绳的拉力F1、电场力F2三个力作用,根据平衡条件可知,拉力F1与电场力F2的合力必与重力mg等大反向。因为拉力F1的方向确定,F1与F2的合力等于mg确定;由矢量图可知,当电场力F2垂直悬线时电场力F2=qE最小,故场强E也最小。由图可知此时电场力qE=mgsin60°;所以,所以正确的选项是B。
【点睛】当处于平衡状态的物体受到三个力,一个力是恒力,第二个力方向不变,第三个力大小与方向都发生变化时可以利用矢量三角形法即图解法求解。
B 由题意可知,在圆心O产生的电场强度大小为E,则正、负点电荷在O处的电场强度大小均为,方向水平向右。当正电荷移至c点,两点电荷在O点的电场强度方向夹角为120°,大小不变,则O点的合电场强度大小为,方向:沿Oe方向,故A错误。当正电荷移至e处,两点电荷在O点的电场强度方向夹角为120°,大小不变,则O点的合电场强度大小为,方向沿Oc,故B正确;当正电荷移至b点时,两点电荷在O点的电场强度方向夹角为60°,大小不变,则O点的合电场强度大小为,方向沿Od与Oc角平分线向上,故C错误;当正电荷移至f处,两点电荷在O点的电场强度方向夹角为60°,大小不变,则O点的合电场强度大小为,方向沿Od与Oc角平分线向下,故D错误。
【点睛】点电荷在O处电场强度的叠加,满足矢量合成的原理,并根据点电荷场强公式结合分析。
【点睛】本题要掌握整体分析的思想,要知道两电荷之间的库仑力可以看成是内力,同时知道A与B带电性,是解题的关键。
B 若将带电荷量为2q的球面放在O处,均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。则在M点所产生的电场为E1=,而将右侧去掉只剩左侧,M处的场强为E,说明右侧去掉部分在M处产生的场强为E′=,根据对称性,左侧没去掉部分在右侧N点产生的场强也为,B正确。