2018-2019学年人教版高中物理 选修1-1 1.2 电场 同步练习
一、选择题
1.(2017高二上·广州期中)化纤衣服很容易沾上灰尘,这是因为它( )
A.容易积累静电荷 B.具有一定的粘性
C.具有大量的微孔 D.质地柔软
2.(2016高二上·宁夏期中)电场强度的定义式为E= ( )
A.场强的方向与F的方向相同
B.该定义式只适用于点电荷产生的电场
C.F是检验电荷所受到的力,q是产生电场的电荷电量
D.由该定义式可知,场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比
3.如图是某静电场电场线的分布图,M、N是电场中的两个点,下列说法正确的是( )
A.M点场强大于N点场强
B.M点电势高于N点电势
C.将电子从M点移动到N点,其电势能增加
D.将电子从M点移动到N点,电场力做正功
4.如图所示,AB是某点电荷电场中的一条电场线,在电场线上O点由静止释放一个负电荷,它仅在电场力作用下沿电场线向B运动,下列判断正确的是
A.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,加速度越来越小
B.电场线由A指向B,电荷做匀加速运动
C.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,加速度可能越来越大
D.电场线由B指向A,电荷做加速运动,加速度越来越大
5.把一个带电量为q的实验电荷放在电场中的P点,测得P点的电场强度为E,电场强度的方向向东,已知q为正值,则( )
A.若把电量为q的点电荷放在P点,则测得P点的电场强度仍为E,电场强度的方向向西
B.若把电量为+2q的点电荷放在P点,则测得P点的电场强度为E/2,电场强度的方向向东
C.若在P点不放电荷,则P点的电场强度等于零
D.以上说法都不对
6.如图所示,A点与B点间距离为2l,OCD是以B为中心,以l为半径的半圆路径 A、B两处各放有一点电荷,电量分别为 和 下列说法正确的是
A.单位正电荷在O点所受的电场力与在D点所受的电场力大小相等、方向相反
B.单位正电荷从D点沿任意路径移到无穷远,电势能减小
C.单位正电荷从D点沿DCO移到O点的过程中,电势能增大
D.单位正电荷从O点沿OCD移到D点的过程中,电势能先增大后减小
7.如图,O、P、Q三点不在一条直线上,OP
C.EP
8.下面关于电场的叙述不正确的是( )
A.两个未接触的电荷发生了相互作用,一定是电场引起的
B.只有电荷发生相互作用时才产生电场
C.只要有电荷存在,其周围就存在电场
D.A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用
9.某一电场的电场线分布如图所示,以下说法正确的是( )
A.a点电势高于b点电势
B.c点场强大于b点场强
C.若将一检验电荷+q由a点移至b点,它的电势能增大
D.若在d点再固定一点电荷﹣Q,将一检验电荷+q由a移至b的过程中,电势能减小
10.如图所示,有一对等量异种点电荷分别位于空间中的a点和f点,以a点和f点为顶点作一正立方体。现在各顶点间移动一试探电荷,关于试探电荷所受电场力和具有的电势能,以下判断正确的是( )
A.在b点和d点受力大小相等,方向不同
B.在c点和h点受力大小相等,方向相同
C.在b点和d点电势能相等
D.在c点和h点电势能相等
11.关于电场强度的叙述,正确的是
A.沿着电力线的方向,场强越来越小
B.电场中某点的场强就是单位电量的电荷在该点所受的电场力
C.电势降落最快的方向就是场强的方向
D.负点电荷形成的电场,离点电荷越近,场强越大
12.如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电量为 的微粒在电场中仅受电场力作用,当它从A点运动到B点时动能减少了 ,已知A点的电势为 ,则以下判断正确的是
A.微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示
B.微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示
C.B点电势为零
D.B点电势为20V
二、解答题
13.一试探电荷 C,在电场中P点受到的静电力 则:
(1)P点的场强大小?
(2)将试探电荷移走后,P点的场强大小为?
(3)放一电荷量为 C的电荷在P点,受到的静电力 的大小?
14.如图所示,在光滑绝缘水平面上B点的正上方O处固定一个质点,在水平面上的A点放另一个质点,两个质点的质量均为m,带电量均为 为AB直线上的另一点 、A、B、C位于同一竖直平面上 ,AO间的距离为L,AB和BC间的距离均为 ,在空间加一个水平方向的匀强电场后A处的质点处于静止 试问:
(1)该匀强电场的场强多大?其方向如何?
(2)给A处的质点一个指向C点的初速度,该质点到达B点时所受的电场力多大?
(3)若初速度大小为 ,质点到达C点时的加速度和速度分别多大?
三、填空题
15.如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为 A=15V, B=3V, A=-3V,由此可得D点电势 D= V。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】解:化纤衣服与人体摩擦,摩擦起电,使衣服带有了电荷,由于带电体能够吸引轻小物体.所以带电的衣服会将细小的物体灰尘吸附在它上面,造成了衣服比较容易脏.
故选A.
【分析】本题是生活中的摩擦起电现象。化纤衣服与人体摩擦,摩擦起电,使衣服带有了电荷而吸引细小的物体灰尘。
2.【答案】D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】解:A、E= 是电场强度的定义式,场强的方向与放在该点的正电荷所受的电场力方向相同,与放在该点的负电荷所受的电场力方向相反.故A错误.
B、E= 是电场强度的定义式,q是检验电荷的电荷量,F是检验电荷所受的电场力,适用于任何电场,故B错误.
C、公式中F是检验电荷所受的电场力,q是检验电荷的电荷量,故C错误.
D、由F=Eq得知,场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比.故D正确.
故选:D
【分析】E= 是电场强度的定义式,q是检验电荷的电荷量,F是检验电荷所受的电场力,适用于任何电场.场强的方向与放在该点的正电荷所受的电场力方向相同.场强仅由电场本身决定
3.【答案】D
【知识点】电场力做功;电场强度;电势能;电势
【解析】【解答】A、N点电场线密,M点电场线稀疏,故N点的场强大于M点场强,A不符合题意;
B、沿着电场线方向电势逐渐降低N点电势高于M点电势,B不符合题意;
C、将电子从M点移动到N点,电场力做正功,故电势能减小,C不符合题意,D符合题意;
故答案为:D
【分析】本题考查根据电场线描述的电场分布分析场强、电势、电势能的变化规律。根据电场线的疏密确定场强的大小,沿着电场线方向,电势逐渐降低,电势能的变化通过电场力做功量度,当电场力做正功时电势能减小,电场力做负功时电势能增加。
4.【答案】C
【知识点】电场及电场力
【解析】【解答】负电荷由静止向B运动,知所受电场力方向由A指向B,所以电场线的方向由B指向A;场源的电荷的电性未知,无法知道A、B点电场线的疏密,无法比较出电场力,则加速度的大小无法比较;C符合题意,ABD不符合题意.
故答案为:C.
【分析】本题考查带电粒子在电场中的运动时的受力情况分析。题中用电场线描述电场的分布,根据电场线的疏密表示场强的强弱,场强大的地方电荷受力大,加速度大。
5.【答案】D
【知识点】电场强度
【解析】【解答】电场中某点的场强是由电场本身决定的,只要P点在电场中的位置确定,它的场强应是一个确定值,与检验电荷的正负和带电量的多少无关,D符合题意,ABC不符合题意.
故答案为:D.
【分析】电场强度是描述电场强弱的物理量,电场中某点的场强是由电场本身决定的,与检验电荷是否存在无关。
6.【答案】C
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】单位正电荷在D点时, 对单位正电荷的电场力大小为 ,方向向右; 对单位正电荷的电场力大小为 ,方向向左 则单位正电荷在O点所受的电场力为 ,方向向左;同理,单位正电荷在O点所受的电场力为 ,方向向右;可知,单位正电荷在O点所受的电场力与在D点所受的电场力大小不等,方向不同,A不符合题意.单位正电荷从D点沿任意路径移到无穷远,电场力做负功,电势能增大,B不符合题意.因O点的电势等于零,而D点的电势小于零,则O点的电势高于D点的电势,单位正电荷从D点沿DCO移到O点的过程中,电势升高,电势能增大,C符合题意.单位正电荷从O点沿OCD移到D点的过程中,电场力先做正功后做负功,所以电势能先减小后增大,D不符合题意.
故答案为:C.
【分析】本题考查单位正电荷在等量异种电荷电场中移动时电势能的变化。电势能的变化用电场力做功量度,解答本题时分析电荷在移动过程中电场力的做功情况,当电场力做正功时电势能减小,电场力做负功时电势能增大。
7.【答案】D
【知识点】电场强度
【解析】【解答】点电荷周围的电场的方向由正点电荷指向外,可知P与Q点的电场强度的方向不同;由点电荷的电场强度的公式: ,可知因为距离OP
故答案为:D
【分析】本题考查点电荷场强的分布规律。根据点电荷场强公式可分析不同点场强的大小,场强方向在研究的点与点电荷的连线上。
8.【答案】B
【知识点】电场及电场力
【解析】【解答】电场的基本性质是 对放入其中的电荷有力的作用,两个未接触的电荷发生了相互作用,一定是电场引起的,A不符合题意;电场是客观存在的一种特殊物质,与有无电荷无关,B错误,符合题意;电荷的周围存在电场,C不符合题意;A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用,D不符合题意;此题选择错误的选项,
故答案为:B.
【分析】电荷的周围存在电场,电场的基本性质是 对放入其中的电荷有力的作用,电荷间的相互作用力都是通过电场发生相互作用的。
9.【答案】A,D
【知识点】电场强度;电势能;电势
【解析】【解答】沿着电场线方向电势降低,a点电势高于b点电势,A符合题意;电场线密的地方场强大,b点电场线密,所以b点场强大,B不符合题意;若将一试探电荷+q由a点移至b点,电场力做负功,电势能减小,C不符合题意;若将一试探电荷+q由a点静止释放,点电荷-Q的电场力向右上方,原电场的电场力也是向右上方,所以都对电荷做正功,电荷动能增加,电势能减小,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】本题考查场强、电势、电势能的大小的比较。场强根据电场线的疏密来判断大小,电场线密集的地方场强大;沿电场线方向电势逐渐降低;电势能的变化根据电场力做功来量度,当电场力做正功时电势能减小,电场力做负功时电势能增加。
10.【答案】A,B,C
【知识点】电场及电场力;电势能
【解析】【解答】根据等量异种电荷电场线的分布情况和对称性可知,b点和d点场强大小相等、方向不同,则试探电荷在b点和d点受力大小相等,方向不同,A符合题意;c点和h点场强大小相等、方向相同,则试探电荷在c点和h点受力大小相等,方向相同,B符合题意;根据对称性可知,b点和d点电势相等,则试探电荷在b点和d点电势能相等,C符合题意;c点离场源正电荷较远,而h点离场源正电荷较近,所以c点和h点电势不相等,则试探电荷在c点和h点电势能不相等,D不符合题意。
故答案为:ABC
【分析】根据等量异种电荷电场线描述的电场分析比较各点场强、电势及电势能。
11.【答案】C,D
【知识点】电场及电场力;电场强度
【解析】【解答】沿着电场线的方向,电势越来越低,但场强不一定越来越小,要根据电场线的疏密才能确定,A不符合题意;根据电场强度的定义式知E=F/q可知电场强度大小等于单位电量所受的电场力,电场中某点的场强方向一定是该点试探正电荷的受力方向,若试探电荷是负电荷,则受力的反方向才是电场强度方向,B不符合题意;电势降落最快就是电势变化相同而间距最短,所以沿着电场强度方向的电势降低最快,C符合题意;负点电荷形成的电场,由公式 得离点电荷越近,电场强度越大,D符合题意;
故答案为:CD.
【分析】本题考查电场强度大小的比较。根据电场强度的定义式可知,场强大小等于单位电量所受的电场力的大小,而场强方向与正电荷在该点受力方向相同;对于点电荷的场强,由可知,r越大,E越小;在用电场线描述的电场中,根据电场线的疏密判断场强的大小,同时沿电场线方向电势降落最快。
12.【答案】A,C
【知识点】电场及电场力;电场力做功;电势
【解析】【解答】由题,带正电的微粒仅受电场力的作用,从A点运动到B点时动能减少了 ,说明电场力做负功,则知电场力方向水平向左.根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧,故微粒的运动轨迹是如图虚线1所示 A符合题意,B不符合题意.根据动能定理得: ,得 ,又 , ,则 C符合题意,D不符合题意.
故答案为:AC.
【分析】本题首先根据带电粒子从A运动到B动能减少入手可知电场力做负功,再根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧,A点速度方向在该点的切线方向可判断正确的运动轨迹,然后根据动能定理可求B点电势。
13.【答案】(1)解:P点的电场强度:
(2)解:试探电荷移走后,P点的场强大小
(3)解:将电荷量为 的电荷放在P点,受到的静电力为:
【知识点】电场及电场力;电场强度
【解析】【分析】本题考查学生对电场强度的理解。电场强度是描述电场强弱的物理量,根据定义式可得其大小,但场强大小是由电场本身性质决定的,与试探电荷无关,根据可求电荷在电场中的受力。
14.【答案】(1)解:在空间加一个水平方向的匀强电场后A处的质点处于静止,对A进行受力分析,AO间的库仑力为 ;根据平衡条件得:
方向由A指向C
(2)解:该质点到达B点时受竖直向下的O点的库仑力和水平向右的电场力,库仑力为 ;水平向右的电场力
B点时所受的电场力
(3)解:质点到达C点时进行受力分析,根据牛顿第二定律得
从A点到C点根据动能定理得
;
【知识点】库仑定律;电场及电场力;共点力的平衡;牛顿第二定律
【解析】【分析】本题考查带电粒子在电场中受电场力作用下的平衡和加速运动问题。题中质点在A点静止时,质点受O处电荷对A的库仑力、匀强电场的电场力和水平面的弹力处于平衡,根据平衡条件列平衡方程可求匀强电场场强大小和方向;质点在B点受库仑力和水平电场力,根据平行四边形定则可求其合力,质点在C点受库仑力、水平电场力和水平面弹力,由力的合成和牛顿第二定律求加速度,然后用动能定理求C点速度。
15.【答案】9
【知识点】匀强电场电势差与场强的关系
【解析】【解答】UBC=3V-(-3V)=6V;而UAD=UBC=6V, ,即 .
【分析】根据匀强电场中平行线上相等距离的电势差相等可求D点电势。
2018-2019学年人教版高中物理 选修1-1 1.2 电场 同步练习
一、选择题
1.(2017高二上·广州期中)化纤衣服很容易沾上灰尘,这是因为它( )
A.容易积累静电荷 B.具有一定的粘性
C.具有大量的微孔 D.质地柔软
【答案】A
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】解:化纤衣服与人体摩擦,摩擦起电,使衣服带有了电荷,由于带电体能够吸引轻小物体.所以带电的衣服会将细小的物体灰尘吸附在它上面,造成了衣服比较容易脏.
故选A.
【分析】本题是生活中的摩擦起电现象。化纤衣服与人体摩擦,摩擦起电,使衣服带有了电荷而吸引细小的物体灰尘。
2.(2016高二上·宁夏期中)电场强度的定义式为E= ( )
A.场强的方向与F的方向相同
B.该定义式只适用于点电荷产生的电场
C.F是检验电荷所受到的力,q是产生电场的电荷电量
D.由该定义式可知,场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比
【答案】D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】解:A、E= 是电场强度的定义式,场强的方向与放在该点的正电荷所受的电场力方向相同,与放在该点的负电荷所受的电场力方向相反.故A错误.
B、E= 是电场强度的定义式,q是检验电荷的电荷量,F是检验电荷所受的电场力,适用于任何电场,故B错误.
C、公式中F是检验电荷所受的电场力,q是检验电荷的电荷量,故C错误.
D、由F=Eq得知,场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比.故D正确.
故选:D
【分析】E= 是电场强度的定义式,q是检验电荷的电荷量,F是检验电荷所受的电场力,适用于任何电场.场强的方向与放在该点的正电荷所受的电场力方向相同.场强仅由电场本身决定
3.如图是某静电场电场线的分布图,M、N是电场中的两个点,下列说法正确的是( )
A.M点场强大于N点场强
B.M点电势高于N点电势
C.将电子从M点移动到N点,其电势能增加
D.将电子从M点移动到N点,电场力做正功
【答案】D
【知识点】电场力做功;电场强度;电势能;电势
【解析】【解答】A、N点电场线密,M点电场线稀疏,故N点的场强大于M点场强,A不符合题意;
B、沿着电场线方向电势逐渐降低N点电势高于M点电势,B不符合题意;
C、将电子从M点移动到N点,电场力做正功,故电势能减小,C不符合题意,D符合题意;
故答案为:D
【分析】本题考查根据电场线描述的电场分布分析场强、电势、电势能的变化规律。根据电场线的疏密确定场强的大小,沿着电场线方向,电势逐渐降低,电势能的变化通过电场力做功量度,当电场力做正功时电势能减小,电场力做负功时电势能增加。
4.如图所示,AB是某点电荷电场中的一条电场线,在电场线上O点由静止释放一个负电荷,它仅在电场力作用下沿电场线向B运动,下列判断正确的是
A.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,加速度越来越小
B.电场线由A指向B,电荷做匀加速运动
C.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,加速度可能越来越大
D.电场线由B指向A,电荷做加速运动,加速度越来越大
【答案】C
【知识点】电场及电场力
【解析】【解答】负电荷由静止向B运动,知所受电场力方向由A指向B,所以电场线的方向由B指向A;场源的电荷的电性未知,无法知道A、B点电场线的疏密,无法比较出电场力,则加速度的大小无法比较;C符合题意,ABD不符合题意.
故答案为:C.
【分析】本题考查带电粒子在电场中的运动时的受力情况分析。题中用电场线描述电场的分布,根据电场线的疏密表示场强的强弱,场强大的地方电荷受力大,加速度大。
5.把一个带电量为q的实验电荷放在电场中的P点,测得P点的电场强度为E,电场强度的方向向东,已知q为正值,则( )
A.若把电量为q的点电荷放在P点,则测得P点的电场强度仍为E,电场强度的方向向西
B.若把电量为+2q的点电荷放在P点,则测得P点的电场强度为E/2,电场强度的方向向东
C.若在P点不放电荷,则P点的电场强度等于零
D.以上说法都不对
【答案】D
【知识点】电场强度
【解析】【解答】电场中某点的场强是由电场本身决定的,只要P点在电场中的位置确定,它的场强应是一个确定值,与检验电荷的正负和带电量的多少无关,D符合题意,ABC不符合题意.
故答案为:D.
【分析】电场强度是描述电场强弱的物理量,电场中某点的场强是由电场本身决定的,与检验电荷是否存在无关。
6.如图所示,A点与B点间距离为2l,OCD是以B为中心,以l为半径的半圆路径 A、B两处各放有一点电荷,电量分别为 和 下列说法正确的是
A.单位正电荷在O点所受的电场力与在D点所受的电场力大小相等、方向相反
B.单位正电荷从D点沿任意路径移到无穷远,电势能减小
C.单位正电荷从D点沿DCO移到O点的过程中,电势能增大
D.单位正电荷从O点沿OCD移到D点的过程中,电势能先增大后减小
【答案】C
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】单位正电荷在D点时, 对单位正电荷的电场力大小为 ,方向向右; 对单位正电荷的电场力大小为 ,方向向左 则单位正电荷在O点所受的电场力为 ,方向向左;同理,单位正电荷在O点所受的电场力为 ,方向向右;可知,单位正电荷在O点所受的电场力与在D点所受的电场力大小不等,方向不同,A不符合题意.单位正电荷从D点沿任意路径移到无穷远,电场力做负功,电势能增大,B不符合题意.因O点的电势等于零,而D点的电势小于零,则O点的电势高于D点的电势,单位正电荷从D点沿DCO移到O点的过程中,电势升高,电势能增大,C符合题意.单位正电荷从O点沿OCD移到D点的过程中,电场力先做正功后做负功,所以电势能先减小后增大,D不符合题意.
故答案为:C.
【分析】本题考查单位正电荷在等量异种电荷电场中移动时电势能的变化。电势能的变化用电场力做功量度,解答本题时分析电荷在移动过程中电场力的做功情况,当电场力做正功时电势能减小,电场力做负功时电势能增大。
7.如图,O、P、Q三点不在一条直线上,OP
C.EP
【答案】D
【知识点】电场强度
【解析】【解答】点电荷周围的电场的方向由正点电荷指向外,可知P与Q点的电场强度的方向不同;由点电荷的电场强度的公式: ,可知因为距离OP
故答案为:D
【分析】本题考查点电荷场强的分布规律。根据点电荷场强公式可分析不同点场强的大小,场强方向在研究的点与点电荷的连线上。
8.下面关于电场的叙述不正确的是( )
A.两个未接触的电荷发生了相互作用,一定是电场引起的
B.只有电荷发生相互作用时才产生电场
C.只要有电荷存在,其周围就存在电场
D.A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用
【答案】B
【知识点】电场及电场力
【解析】【解答】电场的基本性质是 对放入其中的电荷有力的作用,两个未接触的电荷发生了相互作用,一定是电场引起的,A不符合题意;电场是客观存在的一种特殊物质,与有无电荷无关,B错误,符合题意;电荷的周围存在电场,C不符合题意;A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用,D不符合题意;此题选择错误的选项,
故答案为:B.
【分析】电荷的周围存在电场,电场的基本性质是 对放入其中的电荷有力的作用,电荷间的相互作用力都是通过电场发生相互作用的。
9.某一电场的电场线分布如图所示,以下说法正确的是( )
A.a点电势高于b点电势
B.c点场强大于b点场强
C.若将一检验电荷+q由a点移至b点,它的电势能增大
D.若在d点再固定一点电荷﹣Q,将一检验电荷+q由a移至b的过程中,电势能减小
【答案】A,D
【知识点】电场强度;电势能;电势
【解析】【解答】沿着电场线方向电势降低,a点电势高于b点电势,A符合题意;电场线密的地方场强大,b点电场线密,所以b点场强大,B不符合题意;若将一试探电荷+q由a点移至b点,电场力做负功,电势能减小,C不符合题意;若将一试探电荷+q由a点静止释放,点电荷-Q的电场力向右上方,原电场的电场力也是向右上方,所以都对电荷做正功,电荷动能增加,电势能减小,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】本题考查场强、电势、电势能的大小的比较。场强根据电场线的疏密来判断大小,电场线密集的地方场强大;沿电场线方向电势逐渐降低;电势能的变化根据电场力做功来量度,当电场力做正功时电势能减小,电场力做负功时电势能增加。
10.如图所示,有一对等量异种点电荷分别位于空间中的a点和f点,以a点和f点为顶点作一正立方体。现在各顶点间移动一试探电荷,关于试探电荷所受电场力和具有的电势能,以下判断正确的是( )
A.在b点和d点受力大小相等,方向不同
B.在c点和h点受力大小相等,方向相同
C.在b点和d点电势能相等
D.在c点和h点电势能相等
【答案】A,B,C
【知识点】电场及电场力;电势能
【解析】【解答】根据等量异种电荷电场线的分布情况和对称性可知,b点和d点场强大小相等、方向不同,则试探电荷在b点和d点受力大小相等,方向不同,A符合题意;c点和h点场强大小相等、方向相同,则试探电荷在c点和h点受力大小相等,方向相同,B符合题意;根据对称性可知,b点和d点电势相等,则试探电荷在b点和d点电势能相等,C符合题意;c点离场源正电荷较远,而h点离场源正电荷较近,所以c点和h点电势不相等,则试探电荷在c点和h点电势能不相等,D不符合题意。
故答案为:ABC
【分析】根据等量异种电荷电场线描述的电场分析比较各点场强、电势及电势能。
11.关于电场强度的叙述,正确的是
A.沿着电力线的方向,场强越来越小
B.电场中某点的场强就是单位电量的电荷在该点所受的电场力
C.电势降落最快的方向就是场强的方向
D.负点电荷形成的电场,离点电荷越近,场强越大
【答案】C,D
【知识点】电场及电场力;电场强度
【解析】【解答】沿着电场线的方向,电势越来越低,但场强不一定越来越小,要根据电场线的疏密才能确定,A不符合题意;根据电场强度的定义式知E=F/q可知电场强度大小等于单位电量所受的电场力,电场中某点的场强方向一定是该点试探正电荷的受力方向,若试探电荷是负电荷,则受力的反方向才是电场强度方向,B不符合题意;电势降落最快就是电势变化相同而间距最短,所以沿着电场强度方向的电势降低最快,C符合题意;负点电荷形成的电场,由公式 得离点电荷越近,电场强度越大,D符合题意;
故答案为:CD.
【分析】本题考查电场强度大小的比较。根据电场强度的定义式可知,场强大小等于单位电量所受的电场力的大小,而场强方向与正电荷在该点受力方向相同;对于点电荷的场强,由可知,r越大,E越小;在用电场线描述的电场中,根据电场线的疏密判断场强的大小,同时沿电场线方向电势降落最快。
12.如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电量为 的微粒在电场中仅受电场力作用,当它从A点运动到B点时动能减少了 ,已知A点的电势为 ,则以下判断正确的是
A.微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示
B.微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示
C.B点电势为零
D.B点电势为20V
【答案】A,C
【知识点】电场及电场力;电场力做功;电势
【解析】【解答】由题,带正电的微粒仅受电场力的作用,从A点运动到B点时动能减少了 ,说明电场力做负功,则知电场力方向水平向左.根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧,故微粒的运动轨迹是如图虚线1所示 A符合题意,B不符合题意.根据动能定理得: ,得 ,又 , ,则 C符合题意,D不符合题意.
故答案为:AC.
【分析】本题首先根据带电粒子从A运动到B动能减少入手可知电场力做负功,再根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧,A点速度方向在该点的切线方向可判断正确的运动轨迹,然后根据动能定理可求B点电势。
二、解答题
13.一试探电荷 C,在电场中P点受到的静电力 则:
(1)P点的场强大小?
(2)将试探电荷移走后,P点的场强大小为?
(3)放一电荷量为 C的电荷在P点,受到的静电力 的大小?
【答案】(1)解:P点的电场强度:
(2)解:试探电荷移走后,P点的场强大小
(3)解:将电荷量为 的电荷放在P点,受到的静电力为:
【知识点】电场及电场力;电场强度
【解析】【分析】本题考查学生对电场强度的理解。电场强度是描述电场强弱的物理量,根据定义式可得其大小,但场强大小是由电场本身性质决定的,与试探电荷无关,根据可求电荷在电场中的受力。
14.如图所示,在光滑绝缘水平面上B点的正上方O处固定一个质点,在水平面上的A点放另一个质点,两个质点的质量均为m,带电量均为 为AB直线上的另一点 、A、B、C位于同一竖直平面上 ,AO间的距离为L,AB和BC间的距离均为 ,在空间加一个水平方向的匀强电场后A处的质点处于静止 试问:
(1)该匀强电场的场强多大?其方向如何?
(2)给A处的质点一个指向C点的初速度,该质点到达B点时所受的电场力多大?
(3)若初速度大小为 ,质点到达C点时的加速度和速度分别多大?
【答案】(1)解:在空间加一个水平方向的匀强电场后A处的质点处于静止,对A进行受力分析,AO间的库仑力为 ;根据平衡条件得:
方向由A指向C
(2)解:该质点到达B点时受竖直向下的O点的库仑力和水平向右的电场力,库仑力为 ;水平向右的电场力
B点时所受的电场力
(3)解:质点到达C点时进行受力分析,根据牛顿第二定律得
从A点到C点根据动能定理得
;
【知识点】库仑定律;电场及电场力;共点力的平衡;牛顿第二定律
【解析】【分析】本题考查带电粒子在电场中受电场力作用下的平衡和加速运动问题。题中质点在A点静止时,质点受O处电荷对A的库仑力、匀强电场的电场力和水平面的弹力处于平衡,根据平衡条件列平衡方程可求匀强电场场强大小和方向;质点在B点受库仑力和水平电场力,根据平行四边形定则可求其合力,质点在C点受库仑力、水平电场力和水平面弹力,由力的合成和牛顿第二定律求加速度,然后用动能定理求C点速度。
三、填空题
15.如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为 A=15V, B=3V, A=-3V,由此可得D点电势 D= V。
【答案】9
【知识点】匀强电场电势差与场强的关系
【解析】【解答】UBC=3V-(-3V)=6V;而UAD=UBC=6V, ,即 .
【分析】根据匀强电场中平行线上相等距离的电势差相等可求D点电势。
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