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题型: 单选题
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单选题

如图所示,AB为均匀带有电荷量为+Q的细棒,C为AB棒附近的一点,CB垂直于AB.AB棒上电荷形成的电场中C点的电势为φ0,φ0可以等效成AB棒上某点P处、带电荷量为+Q的点电荷所形成的电场在C点的电势.若PC的距离为r,由点电荷电势的知识可知φ0=k.若某点处在多个点电荷形成的电场中,则电势为每一个点电荷在该点所产生的电势的代数和.根据题中提供的知识与方法,我们可将AB棒均分成两段,并看成两个点电荷,就可以求得AC连线中点C′处的电势为(  )

Aφ0

Bφ0

C0

D0

正确答案

C

解析

解:设φ0等效成AB棒上的电荷集中于AB中点处,即AB的中点D到C的距离DC等于AD的中点E到C′的距离的一半;

带电量为+Q的点电荷所形成的电场在C点的电势,将AB棒均分成两段,并看成两个点电荷,每个点电荷的电荷量为,由φ0=k可知,每个电荷量为的点电荷在C′点产生电势为φ0,两个点电荷在AC连线中点C′处的电势为2φ0,故C正确,ABD错误;

故选:C.

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题型:简答题
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简答题

研究表明,地球表面附近的电场强度不为零,假设地球表面附近的电场强度平均值为30N/C,方向竖直向下,试求地球表面附近每平方米所带的负电荷的电量.(保留两位有效数字)

正确答案

解:可认为地球表面所带电荷集中在地球球心,因此地球可视为一个点电荷,则由点电荷产生的场强的计算公式有:

E=k  …①

地球的表面积为:

S=4πr2…②

地球表面附近每平方米所带的负电荷量为:

q=  …③

联立①②③得:

q==C=2.7×10-10C

答:地球表面附近每平方米所带的负电荷的电量2.7×10-10C.

解析

解:可认为地球表面所带电荷集中在地球球心,因此地球可视为一个点电荷,则由点电荷产生的场强的计算公式有:

E=k  …①

地球的表面积为:

S=4πr2…②

地球表面附近每平方米所带的负电荷量为:

q=  …③

联立①②③得:

q==C=2.7×10-10C

答:地球表面附近每平方米所带的负电荷的电量2.7×10-10C.

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题型: 多选题
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多选题

一带正电粒子在正点电荷的电场中仅受静电力作用,做初速度为零的直线运动.取该直线为x轴,起始点O为坐标原点,则下列关于电场强度E、粒子动能Ek、粒子电势能EP、粒子加速度a与位移x的关系图象可能的是(  )

A

B

C

D

正确答案

C,D

解析

解:A、正电荷的场强公式E=,可知电场强度随x的变化不是均匀减小,故A错误.

B、由于电场强度不是匀强电场,电场力做功W≠qEx,则动能不是随x均匀增大,故B错误.

C、Ep-x图线的切线斜率表示电场力,随着x的增大,电场力逐渐减小,故C正确.

D、加速度a=,可知a随x的变化图线是曲线,且减小,故D正确.

故选:CD.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,分别在A、B两点放置点电荷Q1=+2×10-14C和Q2=-2×10-14C在AB的垂直平分在线有一点C,且AB=AC=BC=6×10-2m,静电力常量k=9.0×109N•m2/C2,试求:

(1)C点的场强大小.

(2)如果有一个电子(电子电量e=-1.6×10-19C)静止在c点,它所受的电场力的大小和方向如何?

正确答案

解:(1)Q1、Q2单独存在时在C点产生的场强大小为:

E1=E2===0.05N/C

根据平行四边形定则,合场强为:

E=E1=E2=0.05N/C

平行Q1、Q2连线向右;

(2)根据F=qE,电子在C点所受的库仑力的大小:

F=eE=1.6×10-19×0.05=8×10-21N

平行Q1、Q2连线向左

答:(1)C点的场强大小为0.05N/C;

(2)如果有一个电子静止在C点,它所受的库仑力的大小为8×10-21N,方向平行Q1、Q2连线向左.

解析

解:(1)Q1、Q2单独存在时在C点产生的场强大小为:

E1=E2===0.05N/C

根据平行四边形定则,合场强为:

E=E1=E2=0.05N/C

平行Q1、Q2连线向右;

(2)根据F=qE,电子在C点所受的库仑力的大小:

F=eE=1.6×10-19×0.05=8×10-21N

平行Q1、Q2连线向左

答:(1)C点的场强大小为0.05N/C;

(2)如果有一个电子静止在C点,它所受的库仑力的大小为8×10-21N,方向平行Q1、Q2连线向左.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,一个绝缘圆环,当它的均匀带电,电荷量为+q时,圆心O处的电场强度大小为E,现使半圆ABC的带电+2q,而另一半圆ADC均匀带电-2q,则圆心O处的电强度的大小为______,方向______

正确答案

2E

由B指向D

解析

解:当它的均匀带电,电荷量为+q时,圆心O处的电场强度大小为E1

那么半圆ABC的带电+2q,在圆心处的电场强度大小为E,方向由B到D;如图所示:

当另一半圆ADC均匀带电-2q,同理,在圆心处的电场强度大小为E,方向由B到D;

根据矢量的合成法则,则有:圆心O处的电强度的大小为2E,方向由B到D;

故答案为:2E,由B指向D.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,A为带电荷量为+Q的点电荷,B为半径为r的不带电的金属小球,球心到A的距离为R,则球心处的场强为______,感应电荷在球心处的场强为______

正确答案

0

解析

解:点电荷Q在球心处产生的场强E=,方向水平向左,

则球面上感应电荷在球心O处的场强大小E′=E=,方向水平向右,因此球心处的合场强为0.

故答案为:0;

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题型:填空题
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填空题

真空中两个电荷量的均为q的异种点电荷相距r,两点电荷连线中点处场强为______

正确答案

解析

解:正负点电荷单独存在时,在中点处产生的电场强度都为E1=E2==

且方向沿着两者的连线,指向负电荷,故合场强为E=E1+E2=

故答案为:

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题型:填空题
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填空题

如图所示,在正点电荷Q的电场中,已知Q、A、B、C在同一直线上,且EA=100N/C,EC=36N/C,B位于AC的中点,则B点的场强大小为______N/C.

正确答案

56.25

解析

解:点电荷电量为Q,设A点距Q距离为a,C点距Q距离为b,有点电荷的场强的公式E=得:

A点的场强大小为:

E1=    ①

C点的场强大小为:

E2=  ②

B点的场强大小为:

E=    ③

有①②③式联立解得E=56.25N/C

故答案为:56.25N/C.

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题型: 多选题
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多选题

如图(a)所示,直线AB是某点电荷电场中的一条电场线.图(b)是放在电场线上两点a、b的电荷的电量与所受电场力大小间的函数图象.由此可以判定(  )

A场源可能是正电荷,位置在点A左侧

B场源可能是正电荷,位置在点B右侧

C场源可能是负电荷,位置在点A左侧

D场源可能是负电筒,位置在点B右侧

正确答案

A,C

解析

解:由电场强度的定义式E=得知:F-q图象的斜率表示电场强度大小,图线a的斜率大于b的斜率,说明a处场强大于b处的场强,电场是由点电荷产生的,说明a距离场源较近,即场源位置在A侧,

由于电场线的方向不能确定,故场源电荷可能是正电荷,也可能是负电荷.故AC正确,BD错误.

故选AC.

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题型: 单选题
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单选题

在真空中,两个同种点电荷的电荷量数值分别为q和2q,相距2r,两点电荷连线中点处的场强大小为(  )

A0

B

C

D

正确答案

C

解析

解:q点电荷在中点产生的电场强度大小大小为:E1=k

2q点电荷在中点产生的电场强度大小大小为:E2=2k

则合场强大小为:E=E2-E1=2k-k=k

故选:C

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