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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•绵阳校级期中)如图所示,两段等长绝缘细线将质量分别为2m、m的带电小球A、B悬挂在O点,小球A的电量为+4q、小球B的电量为-q.现加上水平向右的匀强电场,当系统处于静止状态时,可能出现的状态应是(  )

A

B

C

D

正确答案

A

解析

解:A受到4F水平向右的力,B受到F的水平向左的力

以整体为研究对象,分析受力如图.

设OA绳与竖直方向的夹角为α,则由平衡条件得

    tanα==

以B球为研究对象,受力如图.设AB绳与竖直方向的夹角为β,则由平衡条件得

    tanβ=

得到α=β

故选:A

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,在一个匀强电场中有一个四边形ABCD,M为AD的中点,N为BC的中点,一个电荷量为3.0×10-7C带正电的粒子,从A点移动到B点,电场力做功为WAB=3.0×10-8J;将该粒子从D点移动到C点,电场力做功为WDC=5.0×10-8J.下列说法正确的是(  )

AA、B两点之间的电势差为10V

B若将该粒子从M点移动到N点,电场力做功WMN=4.0×10-8J

C若将该粒子从M点移动到N点,电场力做功WMN=8.0×10-8J

D若A、B之间的距离为1cm,该电场的场强一定是E=10V/m

正确答案

B

解析

解:A、,故A错误.

B、C:因为电场是匀强电场,在同一条电场线上,M点的电势是A、D两点电势的平均值;N点的电势是B、C两点电势的平均值,即,所以:

WMN=qUMN=q(φMN)=q()==4×10-8J,故B正确、C错误.

D、A、B两点之间的电势差为0.1 V,但电场方向不一定沿着AB方向,故D错误.

故选:B

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题型:简答题
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简答题

如图所示,在竖直平面固定一半径为R的绝缘细圆环,在圆环的水平直径两端固定着A、B两点电荷,质量为m的带电金属小球C(视为质点),通过长为L的绝缘细线悬挂在圆环的最高点,发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态,已知A、B两点电荷所带的电荷量均为+q,静电力常量为k.求:

(1)绳对小球的拉力;

(2)小球带的电荷量.

正确答案

解:(1)由于对称性,点电荷A、B对小球的库仑力的合力F1方向水平向右,

小球受到重力mg、库仑力F1和细绳的拉力F作用,处于平衡状态,则有:

Fsinθ=mg,

则F=

(2)在水平方向有:F1=mgcotθ

根据库仑定律得:

解得:Q==

答:(1)绳对小球的拉力为

(2)小球带的电荷量为

解析

解:(1)由于对称性,点电荷A、B对小球的库仑力的合力F1方向水平向右,

小球受到重力mg、库仑力F1和细绳的拉力F作用,处于平衡状态,则有:

Fsinθ=mg,

则F=

(2)在水平方向有:F1=mgcotθ

根据库仑定律得:

解得:Q==

答:(1)绳对小球的拉力为

(2)小球带的电荷量为

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,e f是边长为s的等边三角形abc的中线,在e、f点分别放置电荷量均为Q的正、负点电荷.下列说法正确的是(  )

Aa点的电场强度大小为

Ba的电势高于c点的电势

C电势差Ueb大于电势差Uea

D正电荷在b点的电势能大于c点的电势能

正确答案

B,D

解析

解:A、+Q、-Q两个点电荷在A处产生的场强大小相等,夹角为120°,故A点的电场强度大小等于+Q或-Q点电荷在A处单独产生的场强大小,所以A点的场强大小为:

  EA=k=.故A错误.

B、ef的中垂线是一条等势线,则知a与g的电势相等,根据电场线的分布和顺着电场线电势降低,可知g点的电势高于c点的电势.则a点的电势高于c点的电势.故B正确.

C、由电场线的分布可知:eb间的电场强度比ea间的小,由U=Ed知电势差Ueb小于电势差Uea.故C错误.

D、b点的电势高于c点的电势,由Ep=qφ知正电荷在b点的电势能大于在c点的电势能,故D正确.

故选:BD.

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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•太原校级月考)如图所示,虚线表示等势面,相邻两等势面间的电势差相等,有一带正电小球在该电场中运动,不计小球所受的重力和空气阻力,实线表示该小球的运动轨迹.已知小球在a点的动能等于29eV,运动到b点时的动能等于2eV,若取C点为零电势点,则这个带电小球的电势能等于-6eV时,它的动能等于(  )

A33eV

B24eV

C12eV

D17ev

正确答案

D

解析

解:小球自a点运动到b时,电场力做负功:Wab=2eV-29eV=-27eV…①

由于相邻两等势面的电势差相等,故电势差的大小关系有:Uab=Uac…②

从b到c电场力做正功,根据动能定理有:Wbc=Ekc-Ekb…③

联立①②③可得:Ekc=11eV.

由于只有电场力做功,电势能和动能和保持不变,故在c点有:E=Ep+Ek=11eV

即电势能和动能之和为11eV,因此当电势能等于-6eV时动能为17eV,

故选:D

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题型: 多选题
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多选题

两个点电荷位于x轴上,在它们形成的电场中,若取无限远处的电势为零,则在正x轴上各点的电势如图中曲线所示.电势为零的点的坐标x0,电势为极小值-Φ0的点的坐标为ax0(a>2).(已知点电荷的电场中各点的电势Φ=k,式中Q为点电荷的电量,r为距点电荷的距离)根据图线提供的信息,以下说法正确的是(  )

A可以确定这两个点电荷必为异种电荷

B可以求出这两个点电荷的电量大小

C可以求出这两个点电荷在x轴上的位置坐标

D可以确定x轴上各点的电场强度均沿+x方向

正确答案

A,B,C

解析

解:A、在点电荷形成的电场中一点的电势与离开该点电荷的距离成反比;因为取无限远处为电势的零点,故正电荷在空间各点的电势为正;负电荷在空间各点的电势为负.现已知x=x0处的电势为零,故可知这两个点电荷必定是一正一负.故A正确;

B、C、根据所提供的电势的曲线,当考察点离坐标原点很近时,电势为正,且随x的减小而很快趋向无限大,故正的点电荷必定位于原点O处,以Q1表示该点电荷的电量.当x从0增大时,电势没有出现负无限大,即没有经过负的点电荷,这表明负的点电荷必定在原点的左侧.设它到原点的距离为a,当x很大时,电势一定为负,且趋向于零,这表明负的点电荷的电量的数值Q2应大于Q1.即产生题目所给的电势的两个点电荷,一个是位于原点的正电荷,电量为Q1;另一个是位于负x轴上离原点距离a处的负电荷,电量的大小为Q2,且Q2>Q1.按题目所给的条件有:

k-k=0                             (1)

                        (2)

因x=ax0时,电势为极小值,故任一电量为q的正检测电荷位于x=ax0处的电势能也为极小值,这表明该点是检测电荷的平衡位置,位于该点的检测电荷受到的电场力等于零,因而有:

                       (3)

由式(1)、(2)和(3)可解得

a=α(α-1)x0                               

                             

                        

式中k为静电力常量.故B正确,C正确;

D、Φ-x图象上某点的斜率表示电场强度大小,正负表示电场的方向,由图可知,在0-x0之间电场强度的方向沿x轴的正方向,而在大于x0的区域沿x轴的负方向.故D错误.

故选:ABC

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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•福州校级月考)有4个形状完全相同的绝缘材料制成的1/4圆环,按下列图示排布,每个圆环的电荷量相等且分布均匀,而所带电荷的种类如图标示.这四种排布方式中,坐标原点O处电场强度最大的是(  )

A

B

C

D

正确答案

B

解析

解:设每个圆环在O处产生的电场强度大小为E.

A、坐标原点O处电场强度是圆环产生的,大小为E.

B、坐标原点O处电场强度是第一象限带正电圆环和第二象限带负电圆环叠加产生,坐标原点O处电场强度大小为 E.

C、第一象限带正电圆环和第三象限带正电圆环产生电场相互抵消,所以坐标原点O处电场强度是E.

D、第一象限带正电圆环和第三象限带正电圆环产生电场相互抵消,第二象限带负电圆环和第四象限带负电圆环产生电场相互抵消,所以坐标原点O处电场强度为零.

所以坐标原点O处电场强度最大的是B.故B正确

故选:B

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题型:简答题
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简答题

两块带电的平行金属板相距10cm,两板之间的电势差为1.0×104V.在两板间与两板等距离处有一粒尘埃,带有-1.6×l0-7C的电荷.这粒尘埃受到的静电力是多大?这粒尘埃在静电力的作用下运动到带正电的金属板,静电力所做的功是多少?

正确答案

解:这颗尘埃受到的电场力为F=qE,而E=

则:F=q=1.6×10-7×=1.6×10-2N

这颗尘埃在电场力的作用下运动到带正电的金属板上,电场力所做的功为:

W=qU=1.6×10-7 C×5×103J=8×10-4J

答:这粒尘埃受到的静电力是1.6×10-2N,静电力所做的功是8×10-4J

解析

解:这颗尘埃受到的电场力为F=qE,而E=

则:F=q=1.6×10-7×=1.6×10-2N

这颗尘埃在电场力的作用下运动到带正电的金属板上,电场力所做的功为:

W=qU=1.6×10-7 C×5×103J=8×10-4J

答:这粒尘埃受到的静电力是1.6×10-2N,静电力所做的功是8×10-4J

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题型: 单选题
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单选题

(2015•博白县模拟)空间某区域内存在电场,电场线在某竖直平面内的分布如图所示.一个质量为m、电量为q的小球在该电场中运动,小球经过A点时的速度大小为v1,方向水平向右,运动至B点时的速度大小为v2,运动方向与水平方向之间的夹角为α.若A、B两点之间的高度差及水平距离均为h,则以下判断中正确的是(  )

AA、B两点的电场强度和电势大小关系为EA<EB、φA<φB

B如果v2>v1,则说明电场力一定做正功

C小球运动到B点时所受重力的瞬时功率P=mgv2

D小球从A运动到B点的过程中电场力做的功为W=mv22-mv12-mgh

正确答案

D

解析

解:A、由电场线的疏密可判断出EA<EB.由电场线的方向可判断出φA>φB.所以EA<EB、φA>φB,故A错误.

B、在运动的过程中,由动能定理得,mgh+qU=,若v2>v1,qU可正可负,故B错误.

C、小球运动到B点时所受重力的瞬时功率等于重力与小球竖直方向的分速度的乘积,即P=mgv2sinα,故C错误;

D、由上式得,电场力做功W=qU=mv22-mv12-mgh.故D正确.

故选:D

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题型:填空题
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填空题

把带电量q=1.0×10-8C的正点电荷放入电场A处,受到电场力大小F=2.0×10-5N,则A处场强E=______N/C,当把该点电荷从A点移至另一处B点时,电势能减少了3.0×10-6J,则A.B两点间电势差为______V.

正确答案

2×104

300

解析

解:A点的场强为:E=

AB间的电势差为:

故答案为:2×104,300

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,在四分之一的圆弧腔内存在径向的电场,且与圆心等距离处电场强度大小相等,M和N两端均有带小孔的挡板,且两个小孔到圆心距离相等.不同的带电粒子以不同的速度从M孔垂直挡板射入,则关于从N孔射出的粒子,下列说法正确的是(  )

A都带正电

B速度相同

C若速度相同,则比荷相同

D若电荷量相等.则动能相等

正确答案

A,C,D

解析

解:A、粒子在电场中做匀速圆周运动,电场力提供向心力,知电场力的方向指向圆心,所以粒子带正电.故A正确.

B、根据牛顿第二定律得,qE=m,因为圆周运动的半径相等,若速度相同,则比荷相同,由于粒子的质量不一定相同,则电场力大小不一定相同,动能不一定相同.故C正确,BD错误.

故选:ACD

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题型: 单选题
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单选题

两个质量相同的小球用不可伸长的长为L的绝缘细线连结,置于场强为E的匀强电场中,小球1和小球2均带负电,电量分别为q1和q2(q1>q2),将细线拉直并使之与电场方向平行,如图所示,若将两球同时从静止状态释放,则释放后细线中的张力T为(  )(不计重力,线长L远大于小球的线度)

AT=(q2-q1)E+

BT=(q2-q1)E+

CT=(q2-q1)E-

DT=(q2+q1)E+

正确答案

B

解析

解:对球1、2整体受力分析,根据牛顿第二定律得:

Eq1+Eq2=2ma,

对球2受力分析,由牛顿第二定律与库仑定律,可得:

T-+Eq1=ma,

两式联立得T=(q2-q1)E+,故B正确,ACD错误;

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,O点放一正点电荷Q,B、C是以O为圆心,以R为半径的竖直面内圆周上两点,B在O点正上方,O、C在同一水平线上,一质量为m,电荷量为-q的有孔小球自B点上方高R的A处自由释放,落到B点时,速度大小为,若让它由A点沿光滑杆AC由静止滑下,求到C点时的速度多大?A、C两点的电势差为多少?

正确答案

解:小球从A到B的过程中,重力和库仑力都做功,由动能定理得:

mgR-qUAB=

解得:

由于B、C的电势相等,所以UAC=UAB=

小球从A到C的过程中,重力和库仑力都做功,由动能定理得:

2mgR-qUAC=

解得:

答:到C点时的速度为,A、C两点的电势差为

解析

解:小球从A到B的过程中,重力和库仑力都做功,由动能定理得:

mgR-qUAB=

解得:

由于B、C的电势相等,所以UAC=UAB=

小球从A到C的过程中,重力和库仑力都做功,由动能定理得:

2mgR-qUAC=

解得:

答:到C点时的速度为,A、C两点的电势差为

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题型:填空题
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填空题

一个质子和一个α粒子(电荷量是质子的2倍,质量是质子的4倍)在同一个加速电场中由静止开始加速.它们离开加速电场时:

A.它们的动能之比为______

B.它们运动的时间之比为______

正确答案

1:2

1:

解析

解:A、两个粒子从静止开始在同一匀强电场中加速,根据动能定理有:qU=Ek

所以质子与α粒子获得的动能之比等于它们的电量之比,即得:=

B、由qU=,得 v=

U相同,则知v与比荷的平方根成正比.α粒子的质量是质子的4倍,电荷量是质子的2倍,则质子与α粒子比荷之比为:2:1

故质子和α粒子获得的速度大小之比为:1.

由x=,x相同,则t与v成反比,所以它们运动的时间之比为1:

故答案为:A、1:2.B、1:

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题型: 单选题
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单选题

匀强电场所在空间中有八个点,其中四个点构成正方形Ⅰ,另外四个点构成正方形Ⅱ,正方形Ⅰ、Ⅱ的中心重合,其边长之比为2:1,则正方形Ⅰ四个顶点的电势之和∑Φ和正方形Ⅱ四个顶点的电势之和∑Φ满足的关系是(  )

A∑Φ=∑Φ

B∑Φ=∑Φ

C∑Φ=2∑Φ

D∑Φ=4∑Φ

正确答案

B

解析

解:选取任意正方形ABCD为研究对象,设匀强电场中的某一条电场线与AB之间的夹角为θ,如图.

以正方形的中心为0势能点,由图可知,B、D两点关于O点是对称的,结合U=Ed,所以可得:φD=-φB,同理:φC=-φA

∑Φ=φABCD=0,与正方形的边长的大小无关,与正方形和电场线之间的夹角也无关,所以可知∑Φ=∑Φ

故选:B

下一知识点 : 磁场
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