第六章 第1講 電場(chǎng)的力的性質(zhì).docx

第六章 靜電場(chǎng) 第1講電場(chǎng)的力的性質(zhì)1兩個(gè)等量點(diǎn)電荷P、Q在真空中產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線(方向未畫出)如圖7所示，一電子在A、B兩點(diǎn)所受的電場(chǎng)力分別為FA和FB，則它們的大小關(guān)系為()圖1AFAFB BFAFB D無(wú)法確定解析因A處電場(chǎng)線比較密，電場(chǎng)強(qiáng)度大，由FqE知，電子受到的電場(chǎng)力大，選項(xiàng)C正確答案C2一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，僅在電場(chǎng)力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動(dòng)到c，已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的關(guān)于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向，下列圖示中可能正確的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)()解析 質(zhì)點(diǎn)所帶電荷是負(fù)電荷，電場(chǎng)方向應(yīng)與負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力方向相反，又因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)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(gè)正點(diǎn)電荷分別置于A點(diǎn)和B點(diǎn)，兩點(diǎn)相距L.在以AB為直徑的光滑絕緣半圓上，穿著一個(gè)帶電小球q(可視為點(diǎn)電荷)，在P點(diǎn)平衡不計(jì)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(duì)小球受力分析如圖所示，則F1k，F(xiàn)2k，tan I，整理得tan3，選項(xiàng)A正確答案 A4A、B、C三點(diǎn)在同一直線上，ABBC12，B點(diǎn)位于A、C之間，在B處固定一電荷量為Q的點(diǎn)電荷當(dāng)在A處放一電荷量為q的點(diǎn)電荷時(shí)，它所受到的電場(chǎng)力為F；移去A處電荷，在C處放一電荷量為2q的點(diǎn)電荷，其所受電場(chǎng)力為()圖3A B. CF DF解析如圖所示，設(shè)B處的點(diǎn)電荷帶電荷量為正，ABr，則BC2r，根據(jù)庫(kù)侖定律F，F(xiàn)，可得F，故選項(xiàng)B正確答案B5一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，在電場(chǎng)力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動(dòng)到c，已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的關(guān)于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向，下列圖示中可能正確的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)()解析由題意知，質(zhì)點(diǎn)沿曲線abc運(yùn)動(dòng)時(shí)只受電場(chǎng)力作用，根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)中力與速度的關(guān)系，電場(chǎng)力應(yīng)指向曲線的凹側(cè)因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)的速度是遞減的，所以電場(chǎng)力的方向與速度方向的夾角應(yīng)大于90，又因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)帶負(fù)電荷，故選項(xiàng)D正確答案D6如圖4所示，實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡粒子先經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)N點(diǎn)可以判定()圖4A粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力BM點(diǎn)的電勢(shì)高于N點(diǎn)的電勢(shì)C粒子帶正電D粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能大于在N點(diǎn)的動(dòng)能解析電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，電場(chǎng)線越密集，場(chǎng)強(qiáng)越大M點(diǎn)所在區(qū)域電場(chǎng)線比N點(diǎn)所在區(qū)域電場(chǎng)線疏，所以M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小，粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小故A錯(cuò)誤沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低從總的趨勢(shì)看，電場(chǎng)線的方向是從M到N的，所以M點(diǎn)的電勢(shì)高于N點(diǎn)的電勢(shì)故B正確如圖所示，用“速度線與力線”的方法，在粒子運(yùn)動(dòng)的始點(diǎn)M作上述的兩條線，顯然電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)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(chǎng)力做正功粒子的電勢(shì)能減小，由能量守恒知其動(dòng)能增加故D錯(cuò)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(zhǎng)的條形金屬板，圖中直線ab為該收塵板的橫截面工作時(shí)收塵板帶正電，其左側(cè)的電場(chǎng)線分布如圖所示，粉塵帶負(fù)電，在電場(chǎng)力作用下向收塵板運(yùn)動(dòng)，最后落在收塵板上若用粗黑曲線表示原來(lái)靜止于P點(diǎn)的帶電粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的關(guān)系知，當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)至電場(chǎng)中某一點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度方向與受力方向如圖所示，又據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)知粒子運(yùn)動(dòng)軌跡夾在合外力與速度之間，可判定粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡如A選項(xiàng)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(qiáng)電場(chǎng)，所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)滿足什么條件時(shí)，小球可在桿上保持靜止()圖5A垂直于桿斜向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為mgcos /qB豎直向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為mg/qC垂直于桿斜向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為mgsin /qD水平向右，場(chǎng)強(qiáng)大小為mgcot /q解析若所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)垂直于桿斜向上，對(duì)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(chǎng)力和垂直于桿方向的支持力，在這三個(gè)力的作用下，小球沿桿方向上不可能平衡，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；若所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)豎直向上，對(duì)小球受力分析可知，當(dāng)Emg/q時(shí)，電場(chǎng)力與重力等大反向，小球可在桿上保持靜止，選項(xiàng)B正確；若所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)水平向右，對(duì)小球受力分析可知，其共受到三個(gè)力的作用，假設(shè)小球此時(shí)能夠靜止，則根據(jù)平衡條件可得Eqmgtan ，所以Emgtan /q，選項(xiàng)D錯(cuò)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(shí)，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(kāi)始擺動(dòng)，最大速度分別為vA和vB，最大動(dòng)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?yàn)檠芯繉?duì)象有：TAcos 1mAg，TA sin 1FBA，以B小球?yàn)檠芯繉?duì)象有：TBcos 2mBg，TBsin 2FAB，且FABFBA、因12，故TBTA，而cos 2cos 1，故mBmA，選項(xiàng)A正確因A、B兩球擺到最低點(diǎn)時(shí)：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(xiàng)C正確由庫(kù)侖定律FAB，故無(wú)法確定qA和qB的大小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤EkAmAvmAgLA(1cos 1)FABLAFABLAcos 1tan，同理：EkBFABLBcos 2tan ，LAcos 1LBcos 2，又12，所以tan tan ，即EkAEkB，故選項(xiàng)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(kù)侖引力小于球的重力mg.現(xiàn)加上一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，待兩小球再次保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，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(chǎng)時(shí)要大解析 首先應(yīng)用整體法對(duì)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(xiàng)C正確，A、B錯(cuò)誤；然后再采用隔離法以B為研究對(duì)象分析，懸線AB向左偏，其張力等于電場(chǎng)力、庫(kù)侖力與重力的合力，比不加電場(chǎng)時(shí)要大，選項(xiàng)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(diǎn))通過(guò)長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛在圓環(huán)的最高點(diǎn)當(dāng)圓環(huán)、小球都帶有相同的電荷量Q(未知)時(shí)，發(fā)現(xiàn)小球在垂直圓環(huán)平面的對(duì)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(shuō)法中正確的是()圖8A電荷量Q B電荷量Q C線對(duì)小球的拉力FD線對(duì)小球的拉力F解析以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，進(jìn)行受力分析，小球受到三個(gè)力的作用：細(xì)線的拉力F、庫(kù)侖斥力F、重力G作用，則Fsin mg，sin ，解得F，C、D錯(cuò)誤；水平方向上Fcos kcos ，解得Q ，A正確、B錯(cuò)誤答案A12如圖9所示，有三根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)0.3 m的不可伸長(zhǎng)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(diǎn)，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(lái)在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)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(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)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(huì)達(dá)到新的平衡位置求此時(shí)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(shì)能與燒斷前相比改變了多少(不計(jì)B球所帶電荷對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)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