专题练习18 电场力的性质

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专题练习18 电场力的性质

专题练习 (十八) 电场力的性质 ‎ ‎ ‎1.(2013·渭南质检)两个带电荷量分别为Q1、Q2的质点周围的电场线如图所示,由图可知(  )‎ A.两质点带异号电荷,且Q1>Q2 B.两质点带异号电荷,且Q1<Q2‎ C.两质点带同号电荷,且Q1>Q2 D.两质点带同号电荷,且Q1<Q2‎ ‎2.如图所示,悬线下挂着一个带正电的小球,它的质量为m,电荷量为q,整个装置处于水平向右的匀强电场中,电场强度为E,下列说法正确的是(  )‎ A.小球平衡时,悬线与竖直方向夹角的正切值为Eq/(mg)‎ B.若剪断悬线,则小球做曲线运动 C.若剪断悬线,则小球做匀速运动 D.若剪断悬线,则小球做匀加速直线运动 解析:对小球受力分析如图所示,可知tan α=,A对.剪断悬线后,小球受Eq和mg的合力,其合力为定值,所以小球做匀加速直线运动,D对.‎ 答案:AD ‎3.Q1、Q2为两个带电质点,带正电的检验电荷q沿中垂线上移动时,q在各点所受Q1、Q2作用力的合力大小和方向如图细线所示(力的方向都是向左侧),由此可以判断(  )‎ A.Q2可能是负电荷 B.Q1、Q2可能为等量异种电荷 C.Q2的电荷量一定大于Q1的电荷量 D.中垂线上的各点电势相等 解析:正电荷受力方向与电场强度的方向相同,所以Q2‎ 6‎ ‎ ‎ 一定是正电荷,A错.若两电荷为等量异种电荷,则两电荷连线的中垂线上的各点场强方向都应平行于连线方向向左,且中垂线为等势线,由图可知B、D错.根据图示电场力(电场强度)的方向可判断C正确.‎ 答案:C ‎4.带电荷量分别为q和-q的点电荷放在x轴上,相距为L,图中能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的图象是(  )‎ 解析:等量异种点电荷连线中点的电场强度最小,但不为零,越靠近电荷,电场强度越大,同时等量异种点电荷连线上的场强大小关于中点对称,据此可知选项A正确.‎ 答案:A ‎5.(2013·南京一模)如图所示,以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f.等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时,在圆心O处产生的电场强度大小为E.现改变a处点电荷的位置,使O点的电场强度改变,下列叙述正确的是(  )‎ A.移至c处,O处的电场强度大小不变,方向沿Oe B.移至b处,O处的电场强度大小减半,方向沿Od C.移至e处,O处的电场强度大小减半,方向沿Oc D.移至f处,O处的电场强度大小不变,方向沿Oe ‎6.(2013·重庆检测)在点电荷Q产生的电场中有a、b两点,相距为d,已知a点的场强大小为E,方向与ab连线成30°角,b点的场强方向与ab连线成120°角,如图所示,则点电荷Q的电性和b点的场强大小为(  )‎ A.正电、E/3        B.负电、E/3‎ C.正电、3E   D.负电、3E 6‎ ‎ ‎ 解析:沿a、b两点电场强度方向延长,相交点为放点电荷Q处.由于电场强度方向指向点电荷Q,所以点电荷Q带负电.由图中几何关系可知,a点到点电荷Q距离是b点到点电荷Q距离的/2倍,根据点电荷电场强度公式可知,b点的场强大小为3E,选项D正确.‎ 答案:D ‎7.(2013·宝鸡质检)如图所示,虚线A、B、C为某电场中的三条等势线,其电势分别为3 V、5 V、7 V,实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹,P、Q为轨迹与等势线A、C的交点,带电粒子只受电场力,则下列说法正确的是(  )‎ A.粒子可能带负电 B.粒子在P点的动能大于Q点动能 C.粒子在P点电势能大于粒子在Q点电势能 D.粒子在P点受到电场力大于Q点受到的电场力 解析:根据等势线与电场线垂直可画出电场线,确定带电粒子运动所受电场力的方向偏向左侧,粒子在P点的动能大于Q点动能,选项B正确;由于带电粒子只受电场力,带电粒子运动时动能和电势能之和保持不变.根据A、B、C三条等势线的电势分别为3 V、5 V、7 V,可确定电场线方向偏向左侧,粒子带正电,粒子在P点电势能小于粒子在Q点电势能,选项A、C错误;由于P点所在处等差等势面疏,电场强度小,所以粒子在P点受到电场力小于Q点受到的电场力,选项D错误.‎ 答案:B ‎8.如图所示,一质量为m、带电荷量为q的小球用细线系住,线的一端固定在O点.若在空间加上匀强电场,平衡时线与竖直方向成60°角.则电场强度的最小值为(  )‎ A.mg/2q   B.mg/2q C.2mg/q   D.mg/q 解析:当电场力与细线方向垂直时,其值最小,如图所示,则最小电场强度Emin==.‎ 6‎ ‎ ‎ 答案:B ‎9.(2013·盐城模拟)两个等量正点电荷位于x轴上,关于原点O呈对称分布,下列能正确描述电场强度E随位置x变化规律的图是(  )‎ 解析:两个等量正点电荷位于x轴上,关于原点O呈对称分布,位于x轴负半轴的正点电荷的电场线自此处分别沿x轴正方向和负方向;位于x轴正半轴的正点电荷的电场线自此处分别沿x轴正方向和负方向;在原点O处电场强度为零,所以能正确描述电场强度E随位置x变化规律的图是A.‎ 答案:A ‎10.(2013·武汉摸底)水平面上A、B、C三点固定着三个电荷量为Q的正点电荷,将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点,OABC恰构成一棱长为L的正四面体,如图所示.已知静电力常量为k,重力加速度为g,为使小球能静止在O点,小球所带的电荷量为(  )‎ A.   B. C.   D. 解析:3kcos θ=mg,sin θ=/3,‎ 联立解得q=.‎ 答案:C ‎11.(2013·江南十校摸底)悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个质量为m、带电量为-q 6‎ ‎ ‎ 的小球,若在空间加一匀强电场,则小球静止时细线与竖直方向夹角为θ,如图所示,求:‎ ‎(1)所加匀强电场场强最小值的大小和方向;‎ ‎(2)若在某时刻突然撤去电场,当小球运动到最低点时,小球对细线的拉力为多大.‎ 解析:(1)当电场力的方向与细线垂直时,电场强度最小.由mgsin θ=qE,‎ 解得:E=.‎ 小球带负电,所受电场力方向与场强方向相反,故场强方向为斜向左下方.‎ ‎(2)设线长为l,小球运动到最低点的速度为v,细线对小球的拉力为F,则有:‎ mg/(1-cos θ)=mv2,‎ F-mg=m 联立解得:F=mg(3-2cos θ).‎ 根据牛顿第三定律,小球对细线的拉力F′=F=mg(3-2cos θ).‎ 答案:(1)斜向左下方 ‎(2)mg(3-2cos θ).‎ ‎12.如图所示,一带电荷量为+q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上,当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中,小物块恰好静止.重力加速度用g表示,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:‎ ‎(1)水平向右电场的电场强度;‎ ‎(2)若将电场强度减小为原来的1/2,小物块的加速度是多大;‎ ‎(3)电场强度变化后小物块下滑距离L时的动能.‎ 解析:(1)小物块静止在斜面上,受重力、电场力和斜面支持力,则FNsin 37°=qE①‎ FNcos 37°=mg②‎ 由①②式可得E=.‎ 6‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 6‎ ‎ ‎
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