匀强电场_章节学习

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题型：单选题

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单选题

如图所示，光滑绝缘细管与水平面成30°角，在管的右上方P点固定一个点电荷+Q，P点与细管在同一竖直平面内，管的顶端A与P点连线水平，图中PB垂直AC，B是AC的中点．带电荷量为-q的小球（小球直径略小于细管的内径）从管中A处由静止开始沿管向下运动，它在A处时的加速度为a，不考虑小球电荷量对+Q形成的电场的影响．则在电场中（　　）

AA点的电势高于B点的电势

BB点的电场强度大小是A点的2倍

C小球运动到C处的加速度为g-a

D小球从A到C的过程中电势能先增大后减小

正确答案

C

解析

解：A、正点电荷的电场线呈发散型，由于沿着电场线方向电势降低，因此A点的电势低于B点的电势，故A错误；

B、结合几何关系：PA=2PB，由点电荷电场强度公式E=k，可知，B点的电场强度大小是A点的4倍，故B错误；

C、在A处时小球的加速度为a，对A点受力分析，电场力、重力与支持力，由力的合成法则可知，合外力由重力与电场力沿着细管方向的分力之和提供的；当在C处时，小球仍受到重力、电场力与支持力，合外力是由重力与电场力沿着细管方向的分力之差提供的，

由A处可知，Fcos30°+mgsin30°=ma；

而在C处，则有：mgsin30°-Fcos30°=ma′，解得：a′=g-a．故C正确；

D、根据电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加，可知：小球带负电，从A到C的过程中，电场力先做正功，后做负功，则电势能先减小后增大，故D错误；

故选：C

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题型：简答题

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简答题

如图（a）所示，一光滑绝缘细杆竖直放置，距细杆右侧d=0.3m的A点处有一固定的点电荷．细杆上套有一带电量q=1×10-6C，质量m=0.05kg的小环．设小环与点电荷的竖直高度差为h．将小环无初速释放后，其动能Ek随h的变化曲线如图（b）所示．

（1）试估算点电荷所带电量Q；

（2）小环位于h1=0.40m时的加速度a；

（3）小环从h2=0.3m下落到h3=0.12m的过程中其电势能的改变量．（静电力常量k=9.0×109N•m2/C2，g=10m/s2）

正确答案

解：（1）由图可知，当h’=0.36m时，小环所受合力为零

则k×=mg

解得Q==1.6×10-5C

（2）小环加速度沿杆方向，则mg-F1=ma

又F1=k

解得a=0.78m/s2 方向向下

（3）设小环从h=0.3m下落到h=0.12m的过程中电场力对小环做功WG

根据动能定理 mg（h2-h3）+WG=△Ek

WG=△Ek-mg△h=-0.11J

所以小环的电势能增加了0.11J

答：（1）试估算点电荷所带电量Q为1.6×10-5C；

（2）小环位于h1=0.40m时的加速度a为0.78m/s2；

（3）小环从h2=0.3m下落到h3=0.12m的过程中电势能增加了0.11J．

解析

解：（1）由图可知，当h’=0.36m时，小环所受合力为零

则k×=mg

解得Q==1.6×10-5C

（2）小环加速度沿杆方向，则mg-F1=ma

又F1=k

解得a=0.78m/s2 方向向下

（3）设小环从h=0.3m下落到h=0.12m的过程中电场力对小环做功WG

根据动能定理 mg（h2-h3）+WG=△Ek

WG=△Ek-mg△h=-0.11J

所以小环的电势能增加了0.11J

答：（1）试估算点电荷所带电量Q为1.6×10-5C；

（2）小环位于h1=0.40m时的加速度a为0.78m/s2；

（3）小环从h2=0.3m下落到h3=0.12m的过程中电势能增加了0.11J．

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题型：多选题

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多选题

如图，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点，∠B=30°，现在A、B两点放置两点电荷qA、qB，测得C点场强方向与BA平行，则关于qA、qB的电性及其大小关系，下列说法中正确的是（　　）

AqA一定带正电

BqB一定带正电

CqA：qB=1：4

DqA：qB=1：8

正确答案

B,D

解析

解：若A、B都为正电荷，都为负电荷，或A为正电荷，B为负电荷，C点合场强的方向不可能与AB平行．所以qA一定为负电荷、qB一定为正电荷．

根据平行四边形定则，知A、B在C点的场强之比为：=．

又点电荷的场强公式为：E=k，C点距离A、B两点间的距离比=，可得：=．

故选：BD

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题型：多选题

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多选题

带电荷量为+2.0×10-8C的微粒先后经过电场中的A、B两点时，克服电场力做功6.0×10-6J，已知B点电势为100V，则（　　）

AA、B间的电势差为-300V

BA点的电势为-200V

C微粒的电势能减小6.0×10-6J

D把电荷量为2.0×10-8C的负电荷放在A点时的电势能为4×10-6J

正确答案

A,B,D

解析

解：A、A、B间的电势差为 UAB==V=-300V，故A正确．

B、根据UAB=φA-φB，φB=100V，得 φA=-200V，故B正确．

C、微粒克服电场力做功6.0×10-6J，则微粒的电势能增加6.0×10-6J．故C错误．

D、把电荷量为2.0×10-8C的负电荷放在A点时的电势能为 Ep=qφA=-2.0×10-8×（-200）J=4×10-6J．故D正确．

故选：ABD．

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题型：简答题

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简答题

把一个电量为2×10-3C的负电荷从电场中的A点移到B点，电场力做了4×10-2J的正功，将它从B点移到C点，克服电场力做功1×10-2J，将它从C点匀速移到D点，外力做功0.1J，若电荷在C点的电势能为1.6×10-2J，A点电势多高？D点与A点电势差是多少？

正确答案

解：AB间的电势差为：UAB===-20V

BC间的电势差为：UBC===5V

将负电荷从C点匀速移到D点，外力做功0.1J，根据动能定理知电场力做功为-0.1J，则CD间的电势差为：UCD===50V

C点的电势为：φC===-8V

AC间的电势差为：UAC=UAB+UBC=-15V

又UAC=φA-φC，

解得：φA=-23V

AD间的电势差为：UAD=UAC+UCD=35V

则DA间的电势差为：UDA=-UAD=-35V

答：A点电势是-23V，D点与A点电势差是-35V．

解析

解：AB间的电势差为：UAB===-20V

BC间的电势差为：UBC===5V

将负电荷从C点匀速移到D点，外力做功0.1J，根据动能定理知电场力做功为-0.1J，则CD间的电势差为：UCD===50V

C点的电势为：φC===-8V

AC间的电势差为：UAC=UAB+UBC=-15V

又UAC=φA-φC，

解得：φA=-23V

AD间的电势差为：UAD=UAC+UCD=35V

则DA间的电势差为：UDA=-UAD=-35V

答：A点电势是-23V，D点与A点电势差是-35V．

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