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一、选择题(本题共包括10小题,每小题5分,共50分)
1.(2020·甘肃天水高三联考)在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是( ) A.电场强度大的地方电势一定高 B.电势为零的地方场强也一定为零 C.场强为零的地方电势也一定为零 D.场强大小相同的点电势不一定相同 【答案】D
【解析】沿着电场线的方向电势逐渐降低,电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地方电场强度小。电势高的地方电场强度不一定大,电场强度大的地方电势也不一定高,A错误;电势零点是人为选取的,则电势为零的地方场强不一定为零,场强为零的地方电势也不一定为零,B、C错误;在匀强电场中,场强处处相等,但沿着电场线的方向电势逐渐降低,所以场强大小相同的点电势不一定相同,D正确。
2.(2020·河北衡水中学高三调研)如图所示,MN是点电荷电场中的一条直线,a、b是直线上两1
点,已知直线上a点的场强最大,大小为E,b点场强大小为E,已知a、b间的距离为L,静电力常量
2为k,则场源电荷的电荷量为( )
2
EL22ELEL2
A. B. C. D.
kkk2k2EL2
【答案】B
【解析】因a点的场强最大,可知a点离场源电荷最近,即a点与场源电荷连线与直线MN垂直,设场
Q1QEL2
源电荷在距离a点x的位置,则E=k2,b点场强为E=k22,联立解得x=L,则Q=,B正确。
x2x+Lk1
3.(2020·山东济宁模拟)如图所示,一个绝缘圆环,当它的均匀带电且电荷量为+q时,圆心O处的
4电场强度大小为E,现使半圆ABC均匀带电+2q,而另一半圆ADC均匀带电-2q,则圆心O处电场强度的大小和方向为( )
A.22E,方向由O指向D B.4E,方向由O指向D C.22E,方向由O指向B D.0 【答案】A
1
【解析】当圆环的均匀带电且电荷量为+q时,圆心O处的电场强度大小为E,当半圆ABC均匀带电
4+2q,由如图所示的矢量合成可得,圆心处的电场强度大小为2E,方向由O到D;
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2E,方向由O到D,根据矢量的合成法则,圆心O处的电场强度的大小为22E,方向由O到D,A正确,B、C、D错误。
4.(2020·江苏省南京实验中学质检)如图所示,金属板带有等量异种电荷,板间某一竖直平面内电场线的分布如实线所示,已知该平面内P、O的连线为等势线,且与电场线上两点M、N的连线垂直。一带电油滴在O点处于静止状态,则( )
A.若将油滴置于P处,仍能静止
B.若将油滴从M处释放,将沿电场线运动至N处 C.M点的电势一定比N点的高
D.油滴在M点的电势能一定比在N点的小 【答案】D
【解析】由题可知,带电油滴在O点处于静止状态,说明在O点受到的电场力与重力大小相等,由电场线的分布可知,P点的电场强度大于O点电场强度,即EP>EO,则油滴在P点受到的电场力大于重力,油滴不会处于静止状态,A错误;将油滴从M处释放时,受到重力和电场力的作用,且在M点两者合力不为0,由于静电场中某点的电场方向为该点电场线的切线方向,可知二者合力的方向不沿着电场线,油滴从M点释放后不会沿电场线运动到N处,B错误;根据电场线的性质,可知沿着电场线的方向电势逐渐降低,由于电场线的方向未知,故M、N两点电势的高低也是未知的,C错误;若油滴带负电,则上极板带正电,则φM>φN,则根据电势能公式Ep=φq可知:EpM<EpN,若油滴带正电,则上极板带负电,则φM<φN,同理可知,
EpM<EpN,D正确。
5.(2020·四川绵阳中学模拟)如图所示,O是正三角形ABC的中心,将带正电的小球a、b分别放在A、
B两顶点,此时b球所受的库仑力大小为F,再将一个带负电的小球c放在C点,b球所受的库仑力大小仍
为F。现固定小球a、c,将小球b从B点沿直线移动到O点,则( )
A.移动过程中电场力对小球b不做功 B.移动过程中电场力对小球b做正功
C.小球b在B点受到的电场力等于在O点受到的电场力 D.小球b在B点受到的电场力大于在O点受到的电场力 【答案】A
【解析】根据题意分析,设正三角形的边长为L,当没放小球c时,F=FAB=kqAqB,放上小球c后,对L2
小球b受力分析,合力大小仍为F,而FAB与FCB夹角为120°,合力与一个分力大小相等,可以得出FAB=FCB,即kqAqBqCqB=k2,得到qA=qC,所以小球a、c带有等量异种电荷。等量异种电荷的电场中其中垂面是一个等L2L
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