第六章 第1講 電場的力的性質(zhì).docx

第六章 靜電場 第1講電場的力的性質(zhì)1兩個等量點電荷P、Q在真空中產(chǎn)生的電場的電場線(方向未畫出)如圖7所示，一電子在A、B兩點所受的電場力分別為FA和FB，則它們的大小關(guān)系為()圖1AFAFB BFAFB D無法確定解析因A處電場線比較密，電場強度大，由FqE知，電子受到的電場力大，選項C正確答案C2一帶負(fù)電荷的質(zhì)點，僅在電場力作用下沿曲線abc從a運動到c，已知質(zhì)點的速率是遞減的關(guān)于b點電場強度E的方向，下列圖示中可能正確的是(虛線是曲線在b點的切線)()解析 質(zhì)點所帶電荷是負(fù)電荷，電場方向應(yīng)與負(fù)電荷受到的電場力方向相反，又因為質(zhì)點的速度是遞減的，因此力的方向與速度方向夾角應(yīng)大于90，故D正確答案 D3如圖所示，電荷量為Q1、Q2的兩個正點電荷分別置于A點和B點，兩點相距L.在以AB為直徑的光滑絕緣半圓上，穿著一個帶電小球q(可視為點電荷)，在P點平衡不計小球的重力，那么，PA與AB的夾角與Q1、Q2的關(guān)系應(yīng)滿足()圖2Atan3Btan2Ctan3 Dtan2解析 對小球受力分析如圖所示，則F1k，F(xiàn)2k，tan I，整理得tan3，選項A正確答案 A4A、B、C三點在同一直線上，ABBC12，B點位于A、C之間，在B處固定一電荷量為Q的點電荷當(dāng)在A處放一電荷量為q的點電荷時，它所受到的電場力為F；移去A處電荷，在C處放一電荷量為2q的點電荷，其所受電場力為()圖3A B. CF DF解析如圖所示，設(shè)B處的點電荷帶電荷量為正，ABr，則BC2r，根據(jù)庫侖定律F，F(xiàn)，可得F，故選項B正確答案B5一帶負(fù)電荷的質(zhì)點，在電場力作用下沿曲線abc從a運動到c，已知質(zhì)點的速率是遞減的關(guān)于b點電場強度E的方向，下列圖示中可能正確的是(虛線是曲線在b點的切線)()解析由題意知，質(zhì)點沿曲線abc運動時只受電場力作用，根據(jù)曲線運動中力與速度的關(guān)系，電場力應(yīng)指向曲線的凹側(cè)因為質(zhì)點的速度是遞減的，所以電場力的方向與速度方向的夾角應(yīng)大于90，又因為質(zhì)點帶負(fù)電荷，故選項D正確答案D6如圖4所示，實線表示電場線，虛線表示只受電場力作用的帶電粒子的運動軌跡粒子先經(jīng)過M點，再經(jīng)過N點可以判定()圖4A粒子在M點受到的電場力大于在N點受到的電場力BM點的電勢高于N點的電勢C粒子帶正電D粒子在M點的動能大于在N點的動能解析電場線的疏密表示場強的大小，電場線越密集，場強越大M點所在區(qū)域電場線比N點所在區(qū)域電場線疏，所以M點的場強小，粒子在M點受到的電場力小故A錯誤沿電場線方向，電勢逐漸降低從總的趨勢看，電場線的方向是從M到N的，所以M點的電勢高于N點的電勢故B正確如圖所示，用“速度線與力線”的方法，在粒子運動的始點M作上述的兩條線，顯然電場力的方向與電場線的方向基本一致，所以粒子帶正電，C正確“速度線與力線”夾角為銳角，所以電場力做正功粒子的電勢能減小，由能量守恒知其動能增加故D錯誤答案BC7靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器某除塵器模型的收塵板是很長的條形金屬板，圖中直線ab為該收塵板的橫截面工作時收塵板帶正電，其左側(cè)的電場線分布如圖所示，粉塵帶負(fù)電，在電場力作用下向收塵板運動，最后落在收塵板上若用粗黑曲線表示原來靜止于P點的帶電粉塵顆粒的運動軌跡，下列四幅圖中可能正確的是(忽略重力和空氣阻力)()解析根據(jù)力和運動的關(guān)系知，當(dāng)粒子運動至電場中某一點時，運動速度方向與受力方向如圖所示，又據(jù)曲線運動知識知粒子運動軌跡夾在合外力與速度之間，可判定粉塵顆粒的運動軌跡如A選項中圖所示答案 A8如圖5所示，光滑絕緣細(xì)桿與水平面成角固定，桿上套有一帶正電小球，質(zhì)量為m，帶電荷量為q，為使小球靜止在桿上，可加一勻強電場，所加電場的場強滿足什么條件時，小球可在桿上保持靜止()圖5A垂直于桿斜向上，場強大小為mgcos /qB豎直向上，場強大小為mg/qC垂直于桿斜向上，場強大小為mgsin /qD水平向右，場強大小為mgcot /q解析若所加電場的場強垂直于桿斜向上，對小球受力分析可知，其受到豎直向下的重力、垂直于桿斜向上的電場力和垂直于桿方向的支持力，在這三個力的作用下，小球沿桿方向上不可能平衡，選項A、C錯誤；若所加電場的場強豎直向上，對小球受力分析可知，當(dāng)Emg/q時，電場力與重力等大反向，小球可在桿上保持靜止，選項B正確；若所加電場的場強水平向右，對小球受力分析可知，其共受到三個力的作用，假設(shè)小球此時能夠靜止，則根據(jù)平衡條件可得Eqmgtan ，所以Emgtan /q，選項D錯誤答案B9如圖6所示，質(zhì)量分別為mA和mB的兩小球帶有同種電荷，電荷量分別為qA和qB，用絕緣細(xì)線懸掛在天花板上平衡時，兩小球恰處于同一水平位置，細(xì)線與豎直方向間夾角分別為1與2(12)兩小球突然失去各自所帶電荷后開始擺動，最大速度分別為vA和vB，最大動能分別為EkA和EkB，則()圖6AmA一定小于mB BqA一定大于qBCvA一定大于vB DEkA一定大于EkB解析以A小球為研究對象有：TAcos 1mAg，TA sin 1FBA，以B小球為研究對象有：TBcos 2mBg，TBsin 2FAB，且FABFBA、因12，故TBTA，而cos 2cos 1，故mBmA，選項A正確因A、B兩球擺到最低點時：A小球下降的高度hA大于B小球下降的高度hB.由mv2mgh有v ，所以vAvB，故選項C正確由庫侖定律FAB，故無法確定qA和qB的大小，選項B錯誤EkAmAvmAgLA(1cos 1)FABLAFABLAcos 1tan，同理：EkBFABLBcos 2tan ，LAcos 1LBcos 2，又12，所以tan tan ，即EkAEkB，故選項D正確答案ACD10如圖7所示，兩質(zhì)量均為m的小球A和B分別帶有q和q的電量，被絕緣細(xì)線懸掛，兩球間的庫侖引力小于球的重力mg.現(xiàn)加上一個水平向右的勻強電場，待兩小球再次保持靜止?fàn)顟B(tài)時，下列結(jié)論正確的是()圖7A懸線OA向右偏，OA中的張力大于2mgB懸線OA向左偏，OA中的張力大于2mgC懸線OA不發(fā)生偏離，OA中的張力等于2mgD懸線AB向左偏，AB線的張力比不加電場時要大解析 首先應(yīng)用整體法對A、B整體受力分析，懸線OA張力大小為2mg，并且OA處于豎直方向，選項C正確，A、B錯誤；然后再采用隔離法以B為研究對象分析，懸線AB向左偏，其張力等于電場力、庫侖力與重力的合力，比不加電場時要大，選項D正確，故答案為C、D.答案CD11在豎直平面內(nèi)固定一半徑為R的金屬細(xì)圓環(huán)，質(zhì)量為m的金屬小球(視為質(zhì)點)通過長為L的絕緣細(xì)線懸掛在圓環(huán)的最高點當(dāng)圓環(huán)、小球都帶有相同的電荷量Q(未知)時，發(fā)現(xiàn)小球在垂直圓環(huán)平面的對稱軸上處于平衡狀態(tài)，如圖8所示已知靜電力常量為k.則下列說法中正確的是()圖8A電荷量Q B電荷量Q C線對小球的拉力FD線對小球的拉力F解析以小球為研究對象，進(jìn)行受力分析，小球受到三個力的作用：細(xì)線的拉力F、庫侖斥力F、重力G作用，則Fsin mg，sin ，解得F，C、D錯誤；水平方向上Fcos kcos ，解得Q ，A正確、B錯誤答案A12如圖9所示，有三根長度均為L0.3 m的不可伸長的絕緣細(xì)線，其中兩根的一端分別固定在天花板上的P、Q點，另一端分別拴有質(zhì)量均為m0.12 kg的帶電小球A和B，其中A球帶正電，電荷量為q3106 C，B球帶負(fù)電，與A球帶電荷量相同A、B之間用第三根線連接起來在水平向左的勻強電場作用下，A、B保持靜止，懸線仍處于豎直方向，且A、B間細(xì)線恰好伸直(靜電力常量k9109 Nm2/C2)圖9(1)求此勻強電場的電場強度E的大小(2)現(xiàn)將PA之間的線燒斷，由于有空氣阻力，A、B球最后會達(dá)到新的平衡位置求此時細(xì)線QB所受的拉力T的大小，并求出A、B間細(xì)線與豎直方向的夾角.(3)求A球的電勢能與燒斷前相比改變了多少(不計B球所帶電荷對勻強電場的影響)解析(1)B球水平方向合力為零，所以qBEk，可得Ek9109 N/C3105 N/C.(2)兩