电场力性质的描述.doc

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电场力性质的描述
一、选择题（本题共10小题，每小题7分，每题只有一个答案正确，共70分）
1. 在静电场中a、b、c、d四点分别放一检验电荷，其电量可变，但很小，结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示，由图线可知 ( )
A. a、b、c、d四点不可能在同一电场线上
B. 四点场强关系是Ec＞Ea＞Eb＞Ed
C. 四点场强方向可能不相同
D. 以上答案都不对
2. 电场强度E的定义式为E= ,根据此式，下列说法中正确的是 ( )
①上式说明电场中某点的场强E与F成正比，与q成反比，拿走q，则E=0
②式中q是放入电场中的点电荷的电量，F是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E是该点的电场强度
③式中q是产生电场的点电荷的电量，F是放在电场中的点电荷受到的电场力，E是电场强度
④在库仑定律的表达式F=中，可以把看做是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，也可以把看做是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小
A. 只有①② B.只有①③ C. 只有②④ D.只有③④
3. 在x轴上有两个点电荷，一个带电量Q1，另一个带电量Q2，且Q1=2Q2.用E1和E2分别表示两个点电荷产生的场强的大小，则在x轴上 ( )
A. E1=E2的点只有一处，该处的合场强为0
B. E1=E2的点共有两处，一处的合场强为0，另一处的合场强为2E2
C. E1=E2的点共有三处，其中两处的合场强为0，另一处的合场强为2E2
D. E1=E2的点共有三处，其中一处的合场强为0，另两处的合场强为2E2
4. A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线（方向未标出）如图所示.图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称.则下列说法中错误的是 ( )
A. 这两个点电荷一定是等量异种电荷
B. 这两个电荷一定是等量同种电荷
C. C、D两点的电势一定相等
D. C点的电场强度比D点的电场强度大
5. （改编题）下面各图中A球系在绝缘细线的下端，B球固定在绝缘平面上，它们带电的种类以及位置已在图中标出，则A球能保持静止的是 （ ）

6. 如图所示，中子内有一个电荷量为+e的上夸克和两个电荷量为-e的下夸克，3个夸克都分布在半径为r的同一圆周上，则3个夸克在其圆心处产生的电场强度为 ( )
A. B. C. D.

7. （改编题）如图所示，两等量异号的点电荷相距为2a.M与两点电荷共线，N位于两点电荷连线的中垂线上，两点电荷连线中点到M和N的距离都为L，且L>>a.忽略()n(n≥2)项的影响，则两点电荷的合电场在M和N点的强度 ( )
A. 大小之比为4，方向相反
B. 大小之比为1，方向相反
C. 大小均与a成正比，方向相反
D. 大小均与L的平方成反比，方向相互垂直

8. 如图所示，光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球A、B，它们一起在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动，且保持相对静止.设小球A的带电量大小为QA，小球B的带电量大小为QB，下列判断正确的是 ( )
A. 小球A带正电，小球B带负电，且QA>QB
B. 小球A带正电，小球B带负电，且QA<QB
C. 小球A带负电，小球B带正电，且QA>QB
D. 小球A带负电，小球B带正电，且QA<QB
9. 如图所示，质量分别为m1和m2的两小球，分别带电荷量q1和q2，用同等长度的绝缘线悬于同一点，由于静电斥力使两悬线与竖直方向张开相同的角度，则 ( )
A. q1必等于q2 B. m1必等于m2
C.必等于 D. 必须同时满足q1=q2和m1=m2
10.（改编题）如图所示,图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a,b是轨迹上的两点.若粒子在运动中只受电场力作用.根据此图做出的下列判断中错误的是 ( )
A. 带电粒子所带电荷的符号 B. 粒子在a、b两点的受力方向
C. 粒子在a、b两点何处速度大 D. a、b两点何处电场强度大
二、计算题（本题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）
11. （14分）在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的点电荷.
（1）将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？
（2）若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？

12. （16分）有三根长度皆为l=0.30 m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板的O点，另一端分别拴有质量皆为m=1.0×10-2kg的带电小球A和B，它们的电荷量分别为-q 和+q,q=1.0×10-6C. A、B之间用第三根线连接起来，空间中存在大小为E= 2.0×105 N/C的匀强电场，电场强度的方向水平向右.平衡时A、B球的位置如图所示.已知静电力常量k=9×109N·m2/C2, 重力加速度g=10 m/s2.
（1）求连接A、B 的轻线的拉力大小.
（2）若将 O、B 间的线烧断，由于有空气阻力， A、B 球最后会达到新的平衡状态，请定性画出此时A、B 两球所在的位置和其余两根线所处的方向 （不要求写出计算过程）.

第1节 电场力性质的描述
1. 解析：根据F=Eq知，在F-q图象中，E为图线斜率，由此可得Ec＞Ea＞Eb＞Ed，选项B正确.
答案：B
2. 解析：E=为电场强度的定义式，适用于各种电场，其中q为检验电荷的电量，F为其在电场中所受的电场力，电场强度E由电场决定，与检验电荷及其受力无关，故①、③错误，②对.由E=和库仑定律F=k知，k为q1在q2处产生电场的场强，k为q2在q1处产生电场的场强，故④正确，选项C正确.
答案:C
3. 解析:设Q1、Q2相距l，在它们的连线上距Q1x处有一点A，在该处两点电荷所产生电场的场强大小相等，则有k=k，即x2-4lx+2l2=0,解得
x=,即x1=(2+)l,x2=(2-)l,
说明在Q2两侧各有一点，在该点Q1、Q2产生电场的场强大小相等，在这两点中，有一点两点电荷产生电场的场强大小，方向都相同（若Q1、Q2为异种电荷，该点在Q1、Q2之间，若Q1、Q2为同种电荷，该点在Q1、Q2的外侧），在另一点，两点电荷产生电场的场强大小相等，方向相反（若Q1、Q2为异种电荷，该点在Q1、Q2外侧，若Q1、Q2为同种电荷，该点在Q1、Q2之间）.故B正确.
答案:B
4. 解析：由点电荷的电场线分布特点可知，A正确，B错误；等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，因此C、D电势相等，C正确；由C到无穷远处场强减小，D正确.
答案：B
5. 解析：图A中库仑力和绳的拉力的合力有可能等于球的重力大小，A球有可能保持静止；图B中库仑力和A球的重力均竖直向下，不可能和绳对A的拉力平衡；图C中库仑力和绳对A的拉力在一条直线上，其合力不可能竖直向上与重力平衡；图D中库仑力与绳对A的拉力的合力方向向左上，不可能和球A的重力平衡.
答案：A
6. 解析：两个-e的下夸克在O处的合场强方向竖直向下，大小为，而e的上夸克在O处的场强方向也竖直向下，大小为，故O处的合电场强度为,故A正确.
答案：A
7. 解析：题图所示合电场在M和N点的强度分别为
E1=，E2＝2，
因（）n可忽略，故E1∶E2=2；
又N点处强场方向由＋q指向－q，在M点的场强表现＋q的点电荷、由－q指向＋q.
答案：C
8. 解析：如果小球A带正电，小球B带负电，则对B球来说，A对它的库仑力和匀强电场对它的电场力均水平向左，不可能向右匀加速，故A、B均错误，对A受力分析得EQA<，对B受力分析得EQB>，比较可得>E>,QB>QA,故D正确.
答案：D
9. 解析：依据题意对两个带电小球受力分析如图，
据平衡条件得：F=m1gtanθ，F=m2gtanθ，所以有m1=m2.
答案：B

10. 解析：由电场线的形状可判定产生电场的源电荷在电场线左侧,因做曲线运动的物体受到的合外力指向运动轨道的凹处,可知粒子在a、b点受力沿电场线向左，无论从a向b，还是从b向a，粒子在a点速度大于b点速度,由电场线的分布情况可得Ea>Eb.答案为A.
答案：A
11. 解析：（1）先判定第三个点电荷所在的位置，只能在B点的右侧；再由F=,F、k、q相同时r∝,所以rA∶rB=2∶1，即C在AB延长线上，且AB=BC.
（2）C处的点电荷肯定在电场力作用下平衡；只要A、B两个点电荷中的一个处于平衡，另一个必然也平衡.由F=，F、k、QA相同，Q∝r2，所以QC∶QB=4∶1，
而且要保证B处的点电荷平衡，C处点电荷必须是正电荷.
所以C点处引入的点电荷QC= +4Q.
12. 解析：（1）以B球为研究对象，B球受到重力mg，电场力qE、静电力F、AB间绳子的拉力T1和OB间绳子的拉力T2共5个力的作用，处于平衡状态.受力情况如图A、B间的静电力F==0.1 N，
在竖直方向上:T2sin 60°=mg，在水平方向上：qE=F+T1+T2cos 60°，
代入数据解得T1=0.042 N.
（2）将O、B间的线烧断后，A、B球最后的平衡状态如图示:

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