高中物理 静电场及其应用精选测试卷达标检测(Word版 含解析)(1)
一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难)
1.如图所示,y轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷,且关于坐标原点O对称。某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线(x轴)上必定有两个场强最强的点A、A',该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论,你认为其中正确的是( )
A.若两个点电荷的位置不变,但电荷量加倍,则x轴上场强最大的点仍然在A、A'两位置
B.如图(1),若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上,则x轴上场强最大的点仍然在A、A'两位置
C.如图(2),若在yoz平面内固定一个均匀带正电圆环,圆环的圆心在原点O。直径与(1)图两点电荷距离相等,则x轴上场强最大的点仍然在A、A'两位置
D.如图(3),若在yoz平面内固定一个均匀带正电薄圆板,圆板的圆心在原点O,直径与(1)图两点电荷距离相等,则x轴上场强最大的点仍然在A、A'两位置 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】
A.可以将每个点电荷(2q)看作放在同一位置的两个相同的点电荷(q),既然上下两个点电荷(q)的电场在x轴上场强最大的点仍然在A、A'两位置,两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上场强最大的点当然还是在A、A'两位置,选项A正确;
B.由对称性可知,保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上,则x轴上场强最大的点仍然在A、A'两位置,选项B正确;
C.由AB可知,在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置,或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数,在x轴上场强最大的点都在A、A'两位置,那么把带电圆环等分成一些小段,则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A'两位置,所有这些小段对称叠加的结果,合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A'两位置,选项C正确;
D.如同C选项,将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块,除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外,靠内的对称小块间距都小于原来的值,这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A'两位置,则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A'两位置,选项D错误。 故选ABC。
2.如图所示,在圆心为O、半径为R的圆周上等间距分布着三个电荷量均为q的点电荷
a、b、c,其中a、b带正电,c带负电。已知静电力常量为k,下列说法正确的是
( )
3kq2aA.受到的库仑力大小为 23R23kqB.c受到的库仑力大小为 23RC.a、b在O点产生的场强为
3kq,方向由O指向c 2RD.a、b、c在O点产生的场强为【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
2kq,方向由O指向c 2RAB.根据几何关系得ab间、bc间、ac间的距离
r?3R
根据库仑力的公式得a、b、c间的库仑力大小
q2q2F?k2?k2
r3Ra受到的两个力夹角为120?,所以a受到的库仑力为
q2Fa?F?k2
3Rc受到的两个力夹角为60?,所以c受到的库仑力为
3kq2 Fc?3F?23R选项A错误,B正确;
C.a、b在O点产生的场强大小相等,根据电场强度定义有
E0?kq R2
a、b带正电,故a在O点产生的场强方向是由a指向O,b在O点产生的场强方向是由
b指向O,由矢量合成得a、b在O点产生的场强大小
qE?k2
R方向由O→c,选项C错误;
D.同理c在O点产生的场强大小为
qE0?k2
R方向由O→c
运用矢量合成法则得a、b、c在O点产生的场强
qE??2k2
R方向O→c。选项D正确。 故选BD。
3.如图所示,质量相同的A、B两物体放在光滑绝缘的水平面上,所在空间有水平向左的匀强电场,场强大小为E,其中A带正电,电荷量大小为q,B始终不带电。一根轻弹簧一端固定在墙面上,另一端与B物体连接,在电场力作用下,物体A紧靠着物体B,一起压缩弹簧,处于静止状态。现在A物体上施加一水平向右的恒定外力F。弹簧始终处于弹性限度范围内,下列判断正确的是( )
A.若F = qE,则弹簧恢复到原长时A、B两物体分离 B.若F = qE,则弹簧还未恢复到原长时A、B两物体分离 C.若F > qE,则弹簧还未恢复到原长时A、B两物体分离
D.若F < qE,则A、B两物体不能分离,且弹簧一定达不到原长位置 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
AB.若F = qE,A物体所受合力为0,在弹簧处于压缩状态时,B物体由于弹簧的作用向右加速运动,而A物体将被迫受到B物体的作用力以相同的加速度一起向右加速运动,A、B两物体未能分离,当弹簧恢复到原长后,B物体在弹簧的作用下做减速运动,A物体做匀速直线运动,则B物体的速度小于A物体的速度,A、B两物体将分离,故A正确,B错误;
C.若F > qE,A物体将受到水平向右恒力FA = F ? qE的作用,弹簧在恢复到原长之前,对B物体的弹力逐渐减小,则B物体的加速度逐渐减小,当A、B两物体刚要分离时,A、B两物体接触面的作用力刚好为0,此时弹簧对B物体的作用力所产生的加速度与恒力FA对A
高中物理 静电场及其应用精选测试卷达标检测(Word版 含解析)(1)
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