第1讲 电场的力的性质
◎基础巩固练
1.保护知识产权,抵制盗版是我们每个公民的责任与义务。盗版书籍影响我们的学习效率,甚至给我们的学习带来隐患。小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习时,他发现有一个关键数字看不清,拿来问老师,如果你是老师,你认为可能是下列数字中的( )
A.6.2×10C.6.6×10
-19
C C
B.6.4×10D.6.8×10
-19
C C
-19
-19-19
解析: 任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,即是1.6×10算可知,只有B选项是1.6×10
答案: B
-19
C的整数倍,由计
C的整数倍,故选项B正确。
2.A、B、C三点在同一直线上,AB∶BC=1∶2,B点位于A、C之间,在B处固定一电荷量为Q的点电荷。当在A处放一电荷量为+q的点电荷时,它所受到的电场力为F;移去
A处电荷,在C处放一电荷量为-2q的点电荷,其所受电场力为 ( )
A.-
2C.-F
FB. 2D.F
F解析: 设A、B间距离为x,则B、C间距离为2x,根据库仑定律有F=k2,在C处放一电荷量为-2q的点电荷,其所受电场力为F′=k正确。
答案: B
3.(2018·江苏南通第三次调研)如图所示,在正方形四个顶点分别放置一个点电荷,所带电荷量已在图中标出,则下列四个选项中,正方形中心处场强最大的是( )
2QqF2=,考虑电场力方向易知B2x2
Qqx 1
解析: 根据点电荷电场强度公式E=k2,结合矢量合成法则求解。设正方形顶点到中心的距离为r,则A选项中电场强度EA=0,B选项中电场强度EB=22k2,C选项中电场强度EC=k2,D选项中电场强度ED=2k2,所以B正确。
答案: B 4.
QrQrQrQr
(多选)电场线能直观、方便地比较出电场中各点场强的大小。如图是等量异种点电荷所形成电场的电场线,A、B为同一电场线上对称的两点,以下说法正确的是( )
A.A、B两点场强相同
B.将一负点电荷先后置于A、B两点,其受到的电场力大小相等 C.A点的电势比B点的电势高
2
D.把一质子从A点移到B点,质子的电势能减小
解析: 电场线的疏密程度表示场强大小,切线方向表示场强方向,故A、B两点场强大小相等,方向不同,A错误;A、B两点场强大小相等,同一负点电荷受到的电场力大小相等,B正确;沿电场线方向,电势降低,A点电势高于B点电势,C正确;质子带正电,从A点到B点电势降低,质子从A点到B点电势能减小,D正确。
答案: BCD 5.
如图所示,内壁光滑绝缘的半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m,带电荷量为q的小滑块,静止于P点,整个装置处于沿水平方向的匀强电场中。设滑块所受支持力为FN,OP与水平方向的夹角为θ。下列关系正确的是( )
A.qE= tan θC.FN=
tan θmgB.qE=mgtan θ D.FN=mgtan θ
mg解析: 小滑块受重力、电场力和支持力作用,小滑块处于平衡状态,根据力的合成与分解,有qE=
,FN=。故正确答案为A。 tan θsin θmgmg答案: A 6.
3
(多选)一绝缘细线Oa下端系一质量为m的带正电的小球a,在正下方有一光滑的绝缘水平细杆,一带负电的小球b穿过杆在其左侧较远处,小球a由于受到水平绝缘细线的拉力而静止,如图所示,现保持悬线与竖直方向的夹角为θ,并在较远处由静止释放小球b,让其从远处沿杆向右移动到a点的正下方,在此过程中( )
A.悬线Oa的拉力逐渐增大,水平细线的拉力逐渐减小 B.b球的加速度先增大后减小,速度始终增大 C.b球所受的库仑力一直增大 D.b球所受的库仑力先减小后增大
解析: b球在较远处时,所受库仑力的水平分量近似为零,在a球正下方时,库仑力的水平分量为零,中间过程库仑力的水平分量不为零,可知库仑力的水平分量先增大,后减小,则水平细线的拉力先增大后减小,b球的加速度先增大后减小,b球所受库仑力水平分量与运动方向始终相同,速度一直增大,A错误,B正确。b球受到的库仑力F=kqaqb,在运r2
动过程中,a、b两球之间的距离一直在减小,则b球所受的库仑力一直增大,C正确,D错误。
答案: BC 7.
4
(2018·济宁模拟)如图所示,在光滑绝缘的水平地面上放置着四个可视为点电荷的带电金属小球,一个带正电,放置于圆心,带电荷量为Q;另外三个带负电,带电荷量均为q,位于圆周上互成120°放置,四个小球均处于静止状态,则Q与q的比值为( )
1A. 3C.3
B.3
3 3
D.
解析: 以圆周上三个带电小球中的一个为研究对象,如以左下角的一个点电荷为研究对象有:受到圆周上的另外两个点电荷的库仑斥力作用,同时受到圆心上的点电荷的库仑引力作用,设圆的半径为r,根据受力平衡得:
?q?Qq2×?k2×cos 30°?=k2 ?L?r根据几何关系有L=3r 所以解得:=答案: D
8.如图,真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形,边长L=2.0 m。若将电荷量均为q=+2.0×10 C的两点电荷分别固定在A、B点,已知静电力常量k=9.0×10 N·m/C,求:
9
2
2
-6
2
Qq3
,故A、B、C错误,D正确。 3
5