- 电场
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7.如图8甲所示,带缺口的刚性金属圆环在纸面内固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面正对固定放置的平行金属板P、Q连接。圆环内有垂直于纸面变化的磁场,变化规律如图8乙所示(规定磁场方向垂直于纸面向里为正方向)。图9中可能正确表示P、Q两极板间电场强度E(规定电场方向由P板指向Q板为正方向)随时间t变化情况的是( )
正确答案
解析
由楞次定律得到开时始P板电势高于Q板电势,
=
,可以得到电压大小不变,
得到电场大小也不变化,
T/2之后对调图像,然后依次类推得到图像。
所以选择D选项。
考查方向
解题思路
1、确定磁场方向,找到其变化趋势,计算电动势变化情况,得到平行板电压。
2、由平行板间匀强电场计算公式可以得到结果。即可得到结果。
所以选D选项。
易错点
1、本题易在属于常见题型。
2、本题不容易理解的就是电磁感应定律,考察的是磁通量变化引起感应电动势,其变化率决定电动势大小,电动势大小不变,因为磁通量变化率不变。
知识点
18.一点电荷仅在电场力的作用下运动,其速度-时间图象如图所示,其中ta和tb是电荷在电场中a、b两点运动的时刻,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
由速度-时间图像可知,电荷做的运动是速度增加,加速度减小的加速运动,所以电荷所受电场力对其做正功,电势能降低,D选项正确,由于其所带电荷的电性位置,故无法判断a、b两点的电势高低,A选项错误;小球加速度逐渐减小,所以电场力逐渐减小,C正确,B错误。
考查方向
解题思路
由速度-时间图像可知电荷动能增加,故合外力(仅电场力)做正功,电势能减小,结合电荷的电性可以判断电势的高低,再观察图线的斜率,可知电荷的加速度(电场力)的大小变化情况。
易错点
电场力做功等于电势能的减小量,电场力做正功,电势能降低。
知识点
16.均匀带电球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中与球心处产生的电场。如图所示,在半球面AB上均匀分布着正电荷,总电荷量为,球面半径为R,CD为通过半球面顶点与球心O的轴线。在轴线上有M.N两点,
,已知M点的场强大小为E,则N点的场强大小为( )
正确答案
解析
解:若将带电量为2q的球面放在O处,均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.则在M、N点所产生的电场为E,由题知当半球面如图所示产生的场强为E,则N点的场强为
.
故选:A
考查方向
电场力与电势的性质
解题思路
均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场,假设将带电量为2q的球面放在O处在M、N点所产生的电场和半球面在M点的场强对比求解.
易错点
解题关键是抓住对称性,找出两部分球面上电荷产生的电场关系.
知识点
21.在真空中A、B两点分别放有异种点电荷+Q和-2Q,以AB连线中点O为圆心作一圆形路径abcd,如图所示,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解析:A选项,根据可判断检验电荷在a、b、c、d点所受电场力大小F进而判断电场强度的大小,
作差得
故 ,即
同理可得 ,
故A选项错误。
B选项,对于正检验电荷,从a到b电场力做正功,即 ,因为正检验电荷
,故
;
同理从c到d电场力不做功,即 ,故
,B选项正确。
C选项,负电荷从a运动到b,+Q对它的电场力做负功,-2Q对它的电场力做负功,故电场力做负功,C选项正确。
D选项,正电荷从d到c,+Q对它的电场力做功为0,-2Q对它的电场力做功为0,即整个过程电场力做功为0,电势能不变;但是从d到O的过程中,电场力做正功,电势能减小,O到d过程中电场力做负功,电势能增加,而不是一直不变,故D选项错误。
考查方向
1、考查静电场电场强度大小的判断;
2、考查静电场中电势大小的判断;
3、考查带电粒子在点电荷模型产生的电场中运动,及电场力做功。
解题思路
1、首先清楚电场强度大小的判断方法(1)根据电场线的疏密程度判断(2)根据电场强度的定义式判断;
2、清楚电势高低的判断方法(1)根据电场线的方向判断(2)根据电势差的定义判断;
3、根据带电粒子运动方向与受力方向判断电场力做功;
4、根据电场力做功与电势能的关系判断电势能的变化。
易错点
1、对电场强度大小与电势高低判断方法不明确;
2、容易误认为这是等量异号电荷模型。
知识点
7.真空中a、b、c、d四点共线且等距。先在a点固定一点电荷+Q,测得b点场强大小为E。若再将另一等量异种点电荷-Q放在d点时,则(有多项符合要求。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
正确答案
解析
AC、设ab=bc=cd=L,由题意可知,+Q在b点产生的场强大小为E,方向水平向右,由点电荷的场强公式得:,-Q在b点产生的电场强度大小为:
,方向水平向右,所以b点的场强大小为
,方向水平向右,故A错误,C正确;
B、根据对称性可知,c点与b点的场强大小相等,为,方向水平向右,故B正确;
D、电场线方向从a指向d,而沿着电场线方向电势降低,则c点电势比b点电势低,故D错误;
考查方向
电场强度;电势差与电场强度的关系; 电场强度及其叠加
解题思路
根据点电荷的场强公式,运用比值法求-Q在b、c两点的场强.ab连线上每一点的场强是由+Q和-Q的点电荷产生的场强的叠加,由叠加原理求b、c两点的场强.根据电场线的方向判断电势的高低.
易错点
关键掌握点电荷的场强公式,和电场的叠加原理.
教师点评
本题考查了电场强度;电势差与电场强度的关系; 电场强度及其叠加等知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与电场线、电势能等知识点交汇命题.
知识点
12.如图所示,光滑绝缘的水平桌面上,固定着一个带电量为+Q的小球P.带电量分别为﹣q和+2q的小球M和N,由绝缘细杆相连,静止在桌面上.P与M相距L,P、M和N视为点电荷,且三者在同一直线上,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、P对MN整体的合力为零,根据牛顿第三定律,MN整体对P的合力也为零,故其它条件不变,将P释放,P也能静止,故A正确;
B、对M、N分别受力分析,根据库仑定律,假设杆无作用力,设M与N间距为r,则有:,解得:
,故B错误;
C、根据公式,P在M处与N处产生的场强之比为:
,故C错误;
D、MN整体对P的合力为零,说明MN整体在P电荷所在位置处的场强为零,小球P的电量增加为+2Q,依然不受力,根据牛顿第三定律,M、N及细杆组成的系统所受合外力仍然为零,故D正确;
考查方向
库仑定律;电场强度及其叠加
解题思路
根据对M、N受力分析,结合平衡条件与库仑定律,假设杆无作用力,即可分析距离L;由点电荷电场线的分布,依据沿着电场线的方向,电势降低,即可分析电势的关系;根据整体受力分析,结合平衡条件,分析三点是否在同一直线上和系统所受的合外力.
易错点
关键合理选取研究对象,进行受力分析,利用库仑定律及平衡条件解答.
教师点评
本题考查了库仑定律;电场强度及其叠加、库仑定律,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与共点力平衡的条件及其应用,等知识点交汇命题.
知识点
17.如图A.B.C.D.E.F.G.H分别为圆的直径与圆的交点,且直径AB.CD.EF.GH把圆周等分成八份.现在A.B两点分别放等量异种点电荷.对于圆周上的各点,其中电场强度相同且电势相等的两点是
正确答案
解析
A、C、D两点为等量异种电荷中垂线上两点,电势相等,由于两点到O点的距离相等,电场强度大小和方向均相同.故A正确.
B、E、H两点电势相等,但是电场强度的方向不同.故B错误.
C、G、H两点电势不等.故C错误.
D、E、G两点电势不等,电场强度的方向不同.故D错误.
故选A.
考查方向
匀强电场中电势差和电场强度的关系.
解题思路
通过等量异种电荷周围的电场线分布以及电场的叠加进行判断.
易错点
本题关键根据等量异种电荷的电场线图,确定各点的场强方向和大小,还可以画出等势面,同时要注意,沿着电场线,电势降低.
知识点
19.如图,水平固定的圆盘a带正电Q,电势为零,从盘心O处释放质量为m、带电量为+q的小球。由于电场的作用,小球最高可上升到竖直高度为H的N点,且过P点时速度最大,已知重力加速度为g。由此可求得Q所形成的电场中
正确答案
解析
解析:A选项,带电小球从O到P电场力做功,由于
,所以
,因为无法求得小球从O到P电场力做功
,故无法求得P点的电势,A选项错误。
B选项,同理根据,得
,O到N可使用动能定理有:
,得
,即
,故能求得N点电势,B选项正确。
C选项,由于带电小球过P点时速度最大,即带电小球在P点受力平衡,有:,故可求得P点电场强度,C选项正确。
D选项,根据定义式,小球在N点的受力F无法求得,故N点电场强度无法求得,故D选项错误。
考查方向
1、考查静电场中电势的计算方法;
2、考查电场强度的计算方法;
3、考查运用动能定理求变力做功。
解题思路
1、根据电势差的定义式求电势;
2、根据电场强度的定义式求电场强度。
易错点
1、对电势及电场强度的计算方法应用不熟悉。
知识点
17.如图A、B、C、D、E、F、G、H分别为圆的直径与圆的交点,且直径AB、CD、EF、GH把圆周等分成八份.现在A、B两点分别放等量异种点电荷.对于圆周上的各点,其中电场强度相同且电势相等的两点是
正确答案
解析
由于电荷是等量的异种电荷,假设A为正,B为负,根据对称性可知
E点,G点,H点,F点场强的大小相等, C点和D点场强的大小也相等。
考虑场强的方向:
E点场强的方向为,EA延长线,EB为邻边的平行四边形对角线方向,向左下方向。
F点场强方向和E点相反
G点场强方向,GB延长线,GA为邻边的平行四边形对角线方向,向右下方向
H点场强的方向和G相反。
以上四点的场强方向都不相同,故排除
C点的场强方向,平行于AB ,水平向右
D点的场强方向,平行于AB ,水平向右。
若AB的正负颠倒过来 ,各点的场强方向正好相反。
故 A正确。
考查方向
考察电场强度的大小计算和方向的判断
解题思路
运用矢量叠加的方法,两个点电荷的合场强大小相等的点先找出来, 再寻找场强方向相同的点
易错点
容易忽略掉场强的矢量性,即方向。
教师点评
本题属于中等难度的题目,考察电场强度的矢量性, 电场强度的计算,矢量的合成,以及电场强度方向的判断。
知识点
17.一电荷量为q的正点电荷位于电场中A点,受到电场力为F,则A点的电场强度大小E =F/q,方向与F相同。若把该点电荷换成电荷量为2q的负电荷,则A点的电场强度:
正确答案
解析
根据电场强度的物理意义:电场强度反映电场本身性质的物理量,仅由电场本身决定,与试探电荷无关.可知,将该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷,A点的场强大小和方向均不变,故B正确,ACD错误;
考查方向
电场强度及其叠加
解题思路
电场强度反映电场本身性质的物理量,仅电场本身决定,与试探电荷无关.
易错点
理解电场强度的概念.
知识点
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