- 电磁学
- 共4057题
7.如图,两电荷量分别为Q(Q>0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b位于y轴O点上方。取无穷远处的电势为零,下列说法正确的是
正确答案
解析
因为等量异种电荷在其连线的中垂线上的电场方向为水平指向负电荷,所以电场方向与中垂线方向垂直,故中垂线为等势线,因为中垂线延伸到无穷远处,所以中垂线的电势为零,故b点的电势为零,但是电场强度不为零,A错误;等量异种电荷连线上,电场方向由正电荷指向负电荷,方向水平向右,在中点O处电势为零,O点左侧电势为正,右侧电势为负,又知道正电荷在正电势处电势能为正,故B正确;O点的电势低于a点的电势,电场力做负功,所以必须克服电场力做功,C正确;O点和b点的电势相等,所以先后从O、b点移到a点,电场力做功相等,电势能变化相同,D错误;
考查方向
解题思路
等量异种电荷的电场线中的电场线与电势的分析比较
易错点
中垂线上的电场分布分析
知识点
21.静电场是________周围空间存在的一种物质;通常用________来描述电场的能的性质。
正确答案
静止电荷;电势
解析
电场与电势的概念认识分析
考查方向
解题思路
搞清电场与电势
易错点
电场能的性质与力的性质区别
知识点
如图,在场强大小为E、水平向右的匀强电场中,一轻杆可绕固定转轴O竖直平面内自由转动。杆的两端分别固定两电荷量均为q的小球A、B,A带正电,B带负电;A、B两球到转轴O的距离分别为2l、l,所受重力大小均为电场力大小的倍。开始时杆与电场间夹角为θ(90°≤θ≤180°)。将杆从初始位置由静止释放,以O点为重力势能和电势能零点。求:
43.初始状态的电势能We;
44.杆在平衡位置时与电场间的夹角α;
45.杆在电势能为零处的角速度功。
正确答案
初态:
解析
电势能与电场力做功的关系求解
考查方向
解题思路
电场力做功
易错点
二者关系
正确答案
平衡位置如图。
设小球质量为m,合力矩为
由此得
解析
设小球质量为m,合力矩为
由此得
考查方向
解题思路
对小球受力分析,得出其合力矩
易错点
力矩平衡
正确答案
电势能为零时,杆处于竖直位置。当初始时OA与电场间的夹角时,A恰能到达O正上方,在此位置杆的角速度为0。
当时,A位于O正下方处电势能为零。
初态:
末态: ,
能量守恒:
=
当时,电势能为零的位置有两处,即A位于O正下方或者正上方处。
在A位于O正下方时
在A位于O正上方时
解析
电势能为零时,杆处于竖直位置。当初始时OA与电场间的夹角时,A恰能到达O正上方,在此位置杆的角速度为0。
当时,A位于O正下方处电势能为零。得出初态与末态的关系式求解
考查方向
解题思路
初态与末态是解决该问题的时间坐标
易错点
方程的建立
10.如图,一带正电的点电荷固定于O点,两虚线圆均以O为圆心,两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。不计重力。下列说法说法正确的是
正确答案
解析
物体做曲线运动的条件是外力指向曲线内侧,由电荷的相互作用力分析即可,M点的电势低,对于负电荷而言,电势能大,故动能小;d、e两点的电势相同,故电势能也相同;N在从c点运动到d点的过程中安培力做正功
考查方向
解题思路
曲线运动的条件分析带点情况,功能关系分析动能和电势能的特点
易错点
电势能的判断与电荷的正负和电势高低有关
知识点
3.一金属容器置于绝缘板上,带电小球用绝缘细线悬挂于容器中,容器内的电场线分布如图所示.容器内 表面为等势面,A、B为容器内表面上的两点,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、依据电场线越疏,电场强度越弱,而电场线越密的,则电场强度越强,由图可知,则A点的电场强度比B点的小,故A错误;B、根据沿着电场线方向电势是降低的,可知,小球表面的电势比容器内表面的高,故B错误;C、因容器内表面为等势面,且电场线总垂直于等势面,因此B点的电场强度方向与该处内表面垂直,故C正确;D、因A、B在同一等势面上,将检验电荷从A点沿不同路径到B点,电场力所做的功相同,均为零,故D错误;
故选:C.
考查方向
解题思路
要熟悉电场线的性质,利用等势线与电场线之间的关系判断电场力的做功情况
易错点
考查电场线的疏密与电场强度的强弱的关系,掌握电场线的方向与电势的高低的关系,理解电场线总垂直等势面,注意同一等势面上,电场力不做功.
知识点
8.两个正、负点电荷周围电场线分布如图所示。P、Q为电场中两点,则( )
正确答案
解析
正电荷不能沿着电场线的方向运动,加速度直接观察电场线的疏密程度,负电荷在高电势处的电势能反而低故选择D
考查方向
解题思路
排除法解题
易错点
负电荷在高电势处的电势能判断
知识点
21.静电场是________周围空间存在的一种物质;通常用________来描述电场的能的性质。
正确答案
静止电荷;电势
解析
电场与电势的概念认识分析
考查方向
解题思路
搞清电场与电势
易错点
电场能的性质与力的性质区别
知识点
如图,在场强大小为E、水平向右的匀强电场中,一轻杆可绕固定转轴O竖直平面内自由转动。杆的两端分别固定两电荷量均为q的小球A、B,A带正电,B带负电;A、B两球到转轴O的距离分别为2l、l,所受重力大小均为电场力大小的倍。开始时杆与电场间夹角为θ(90°≤θ≤180°)。将杆从初始位置由静止释放,以O点为重力势能和电势能零点。求:
43.初始状态的电势能We;
44.杆在平衡位置时与电场间的夹角α;
45.杆在电势能为零处的角速度功。
正确答案
初态:
解析
电势能与电场力做功的关系求解
考查方向
解题思路
电场力做功
易错点
二者关系
正确答案
平衡位置如图。
设小球质量为m,合力矩为
由此得
解析
设小球质量为m,合力矩为
由此得
考查方向
解题思路
对小球受力分析,得出其合力矩
易错点
力矩平衡
正确答案
电势能为零时,杆处于竖直位置。当初始时OA与电场间的夹角时,A恰能到达O正上方,在此位置杆的角速度为0。
当时,A位于O正下方处电势能为零。
初态:
末态: ,
能量守恒:
=
当时,电势能为零的位置有两处,即A位于O正下方或者正上方处。
在A位于O正下方时
在A位于O正上方时
解析
电势能为零时,杆处于竖直位置。当初始时OA与电场间的夹角时,A恰能到达O正上方,在此位置杆的角速度为0。
当时,A位于O正下方处电势能为零。得出初态与末态的关系式求解
考查方向
解题思路
初态与末态是解决该问题的时间坐标
易错点
方程的建立
8.两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示.c是两负电荷连线的中点,d在正电荷的正上方,c、d到正电荷的距离相等,则
正确答案
解析
电场线:假想线,直观形象地描述电场中各点场强的强弱及方向,曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向,曲线的疏密程度表示电场的强弱.
沿着电场线方向,电势越来越低;电场线与等势线互相垂直判断电势与场强
考查方向
解题思路
由上面的结论结合电场线的规律分析判断
易错点
不在一条电场线上的电势判断
知识点
8.两个正、负点电荷周围电场线分布如图所示。
P、Q为电场中两点,则( )
正确答案
解析
正电荷不能沿着电场线的方向运动,加速度直接观察电场线的疏密程度,负电荷在高电势处的电势能反而低故选择D
考查方向
解题思路
排除法解题
易错点
负电荷在高电势处的电势能判断
知识点
19.一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示,其中0~x2段是关于直线x=x1对称的曲线,x2~x3段是直线,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
5.下列关于电场和磁场的说法中,正确的是( )
正确答案
解析
正电荷在电势高的地方电荷具有的电势能一定大,而负电荷在电势高的地方电荷具有的电势能一定小.故A错误;
两个点电荷之间的电场力才等于kq2 /r2,距离比较近的两个静止的完全相同的带电金属球之间的电场力不一定等于kq2 /r2.故B错误;
电流在磁场中受到的安培力:F=BILsinθ,所以:B= F/ ILsinθ,可知若一小段长为L、通有电流为I的导体,在匀强磁场中某处受到的磁场力为F,则该处磁感应强度的大小一定不小于F/TL.故C正确;
根据左手定则可知,磁场对通直电导线的安培力方向总与B和I垂直,但B、I之间可以不垂直.故D正确.
考查方向
本题主要考查磁感应强度;电势能.
解题思路
同一个电荷在电势越高的地方所具有的电势能不一定越大;电流在磁场中受到的安培力:F=BILsinθ,根据左手定则可知,磁场对通直电导线的安培力方向总与B和I垂直,但B、I之间可以不垂直
易错点
电荷在电场中一定受电场力,但通电导线在磁场中不一定受安培力,导线与磁场平行时不安培力
知识点
7.如图所示,a、b、c、d是某匀强电场中一个四边形区域的四个顶点,电场线与四边形所在平面平行。已知ab∥cd,abbc,2ab=cd =bc = 2l.a、b、d三点的电势分别为
-=24 V、
=28 V、
,=12 V。一质子(不计重力)经过b点的速度大小为v、方向与bc成45°,一段时间后质子经过了c点。则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、三角形bcd是等腰直角三角形,具有对称性,bd连线四等分,如图所示,已知a点电势为24V,b点电势为28V,d点电势为12V,且ab∥cd,ab⊥bc,2ab=cd=bc=2L,因此根据几何关系,可得M点的电势为24V,与a点电热势相等,从而连接aM,即为等势面;三角形bcd是等腰直角三角形,具有对称性,bd连线中点o的电势与c相等,为20V.故A正确。
B、oc为等势线,其垂线bd为场强方向,b→d,故B错误。
C、质子从b→c做类平抛运动,沿初速度方向分位移为√2 l,此方向做匀速直线运动,则t=√2 l/v0,则C错误
D、电势差Ubc=8V,则质子从b→c电场力做功为8eV.到达c点的速度大小为v故D正确.
考查方向
本题主要考查带电粒子在电场中的运动
解题思路
准确的找到电场方向,再根据相应的运动规律解决
易错点
不能准确的找到电场方向
知识点
9.如图11甲所示,在某电场中建立x坐标轴,A、B为x轴上的两点,xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值。一电子仅在电场力作用下沿x轴运动,该电子的电势能Ep随其坐标x变化的关系如图11乙所示,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
试题分析:由图乙可知,电子在A、B两点的电势能分别为EpA和EpB,且EpB>EpA,说明电子由A运动到B时电势能增大,电场力做负功,电场力对其所做的功为W=EpA-EpB,选项C正确;电场力做负功,故动能减小,故A点的动能大于B点的动能,选项D错误;由于A、B两点的电势能与两个位置间的关系图乙所示,说明电势是均匀增加的,故这一定是个匀强电场,即不是孤立点电荷形成的电场,选项A正确;A、B两点的电场强度相等,选项B错误。
考查方向
解题思路
该题借助于图像上AB两点电势能的大小关系及电势能的变化规律判断出这是一个匀强电场,而且通过两点的电势能的大小判断电场力做的是正功还是负功,然后就可以确定电压强度的方向是沿x轴的负方向,待这些推出来了,则问题就容易解出来了。
易错点
不会识别图像、图像理解不深刻、不能把图像和物理过程、物理状态联系起来。
知识点
8.如图所示,光滑绝缘的水平面内存在场强为E的匀强电场,长度为L绝缘光滑的挡板AC与电场方向夹角为30°.现有质量相等、电荷量均为Q的甲、乙两个带电体从A处出发,甲由静止释放,沿AC边无摩擦滑动,乙垂直于电场方向以一定的初速度运动,甲、乙两个带电体都通过C处.则甲、乙两个带电体( )
正确答案
解析
由于甲、乙初始位置和终了位置均一致,故位移相同,A选项正确;
对于甲和乙两带电体分别写出动能定理:WG+QUAC=ΔEk甲;WG+QUAC=ΔEk乙,尽管合外力做功相同,但甲、乙初动能不同,所以到达C点的末动能不同,又其质量相同,所以到达C点的速度不相等,B选项错误;对于两带电体,电场力对它们所做的功是一致的,均为W=EQ(),C选项正确;对于甲、乙两物体的运动时间,可以利用运动的合成与分解来解决,由受力分析,若它们所受的重力与电场力的合力为F,则甲物体运动的加速度为Fsin60°/m,而乙的加速度为F/m,同时分析竖直方向,利用合运动与分运动的等时性可知:
,所以t甲:t乙= 4:3,D选项错误。
考查方向
解题思路
本题关键在于甲、乙两带电体运动到C时的时间和电场力做功问题,先分别对两物体受力分析,再根据功的定义即可解决问题。
易错点
位移是初位置指向末位置的有向线段;电场力做功等于电势能的减小量而非变化量。
知识点
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