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高中物理 静电场及其应用 静电场及其应用精选测试卷测试卷(解析版)
C. 、 为两异种点电荷,在 之间存在电势为零的点,选项C正确;
D.因为 , 之间的电场强度大,所以 之间的电势差大于 之间的电势差,选项D错误。
故选BC。
2.电荷量相等的两点电荷在空间形成的电场有对称美.如图所示,真空中固定两个等量异种点电荷A、B,AB连线中点为O.在A、B所形成的电场中,以O点为圆心半径为R的圆面垂直AB连线,以O为几何中心的边长为2R的正方形平面垂直圆面且与AB连线共面,两个平面边线交点分别为e、f,则下列说法正确的是( )
A.A、B间库仑力的大小等于mg
B.A、B间弹簧的弹力大小等于k′
C.若将B的带电量减半,同时将B球的质量变为4m,A、B间的距离将变为
D.若将A、B的带电量均减半,同时将B球的质量变为 ,A、B间的距离将变为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.对小球受力分析如图;小球受弹簧的弹力与B所受的库仑力的合力(F库+F弹)沿AB斜向上,由几何关系以及平衡条件可知
高中物理 静电场及其应用 静电场及其应用精选测试卷测试卷(解析版)
一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)
1.如图,真空中x轴上关于O点对称的M、N两点分别固定两异种点电荷,其电荷量分别为 、 ,且 。取无穷远处电势为零,则( )
A.只有 区间的电场方向向右
B.在N点右侧附近存在电场强度为零的点
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
由于AB是同种电荷,所以连线中点的场强为零,无穷远处场强也为零,其间有一点电场强度最大,所以粒子从C点向中点运动过程中,加速度可能一直减小,也可能先减小后增大,选项AC错误,BD正确。
故选BD。
4.如图所示,两个带电小球 、 分别处于光滑绝缘的竖直墙面和斜面上,且在同一竖直平面内,用水平向左的推力F作用于 球,两球在图示位置静止,现将 球沿斜面向下移动一小段距离,发现 球随之向上移动少许,两球在新位置重新平衡,重新平衡后与移动前相比,下列说法正确的是( )
【点睛】等量异种电荷连线的垂直面是一个等势面,其电场线分布具有对称性.电荷在同一等势面上移动时,电场力不做功.根据电场力做功W=qU分析电场力做功情况.根据电场线的疏密分析电场强度的大小,从而电场力的变化.
3.如图所示,A、B两点有等量同种正点电荷,AB连线的中垂线上C、D两点关于AB对称, 时刻,一带正电的点电荷从C点以初速度v0沿CD方向射入,点电荷只受电场力。则点电荷由C到D运动的v-t图象,以下可能正确的是
B.由同种正电荷的电场分布可知C点的场强为零,从D到A的场强先减小后增大,由 可得加速度向减小后增大,B正确;
D.x=4L处场强为零,根据点电荷场强叠加原理有
,
解得
,
故D正确.
C.由于两正电荷不等量,故滑块经过C点后向左减速到零的位移更大,往复运动的对称点在C点左侧,C错误。
故选ABD。
【点睛】
本题考查场强的叠加与库仑定律的运用,在解题时合适地选择类比法和对称性,运用牛顿第二定律分析即可求解。
8.如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面上,且处于同一竖直平面内,若用图示方向的水平推力F作用于小球B,则两球静止于图示位置,如果将小球B向左推动少许,待两球重新达到平衡时,则两个小球的受力情况与原来相比()
A.竖直墙面对小球A的弹力减小
B.地面对小球B的弹力一定不变
左右两个圆环均带正电,则两个圆环在A点产生的场强应该反向,故可排除B,综上所述,可知A正确.故选A.
11.如图所示,A、B、C、D是立方体的四个顶点,在A、B、D三个点各放一点电荷,使C点处的电场强度为零。已知A点处放的是电荷量为Q的正点电荷,则关于B、D两点处的点电荷,下列说法正确的是( )
A.B点处的点电荷带正电B.D点处的点电荷带正电
C.在 之间存在电势为零的点
D. 之间的电势差小于 之间的电势差
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB. 在N点右侧产生的场强水平向右, 在N点右侧产生的场强水平向左,又因为 ,根据 在N点右侧附近存在电场强度为零的点,该点左右两侧场强方向相反,所以不仅只有 区间的电场方向向右,选项A错误,B正确;
A.小球b机械能保持不变
B.小球b所受库仑力大小始终为2mg
C.细线PM的拉力先增大后减小
D.小球b加速度大小一直变大
【答案】ACD
【解析】
【详解】
A.小球b所受库仑力和管道的弹力始终与速度垂直,即只有重力做功,所以小球b机械能守恒,故A正确;
B.小球b机械能守恒,从G滑到H过程中,有:
H处有:
则有:
CD.设正方体边长为a,BC与AC夹角为θ,由叠加原理可知,在BD两点只能都带负电时,C点的合场强才可能为零,则
其中 ,
解得
选项C正确,D错误。
故选C。
12.如图所示,竖直绝缘墙上距O点 处固定一带电量Q的小球A,将另一带等量同种电荷、质量为m的小球B用长为 的轻质绝缘丝线悬挂在O点,A、B间用一劲度系数为k′原长为 的绝缘轻质弹簧相连,静止时,A、B间的距离恰好也为 ,A、B均可看成质点,以下说法正确的是( )
代入数据解得:
m甲:m乙=2:1
故B正确;
C.0~t1时间内两电荷间距离逐渐减小,在t1~t2时间内两电荷间距离逐渐增大,由库仑定律得知,两电荷间的相互静电力先增大后减小,故C错误.
D.由图象看出,0~t3时间内,甲的速度一直增大,则其动能也一直增大,乙的速度先沿原方向减小,后反向增大,则其动能先减小后增大,故D正确.
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
题目要求不通过计算,只需通过一定的分析就可以判断结论,所以根据点电荷场强的公式E=k ,与选项相对比,寻找不同点,再用极限分析问题的思想方法就可以分析出结果.
【详解】
与点电荷的场强公式E=k ,比较可知,C表达式的单位不是场强的单位,故可以排除C;
当r=a时,右侧圆环在A点产生的场强为零,则A处场强只由左侧圆环上的电荷产生,即场强表达式只有一项,故可排除选项D;
F库=3mg
故B错误;
C.设PN与竖直方向成α角,对球a受力分析,将其分解:
竖直方向上有:
FPNcos α=mg+F库sin θ
水平方向上有:
F库cos θ+FPNsin α=FPM。
解得:
下滑时θ从0增大90°,细线PM的拉力先增大后减小,故C正确;
D.设b与a的连线与水平方向成θ角,则有:任意位置加速度为向心加速度和切向加速度合成,即为:
A.推力F变小B.斜面对 的弹力不变
C.墙面对 的弹力不变D.两球之间的距离减小
【答案】AB
【解析】
【详解】
CD.先对小球A受力分析,受重力、支持力、静电力,如图所示:
根据共点力平衡条件,有:
,
由于 减小,可知墙面对A的弹力变小,库仑力减小,故两球间距增加,选项CD错误;
AB.对AB整体受力分析,受重力、斜面支持力N、墙壁支持力FN、推力F,如图所示:
A.在a、b、c、d、e、f六点中找不到任何两个场强和电势均相同的点
B.将一电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力始终不做功
C.将一电荷由a点移到圆面内任意一点时电势能的变化量相同
D.沿线段eOf移动的电荷,它所受的电场力先减小后增大
【答பைடு நூலகம்】BC
【解析】
图中圆面是一个等势面,e、f的电势相等,根据电场线分布的对称性可知e、f的场强相同,故A错误.图中圆弧egf是一条等势线,其上任意两点的电势差都为零,根据公式W=qU可知:将一正电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力不做功,故B正确.a点与圆面内任意一点时的电势差相等,根据公式W=qU可知:将一电荷由a点移到圆面内任意一点时,电场力做功相同,则电势能的变化量相同.故C正确.沿线段eof移动的电荷,电场强度先增大后减小,则电场力先增大后减小,故D错误.故选BC.
C.B点处的点电荷的电荷量为 D.D点处的点电荷的电荷量为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.A点处放的是电荷量为Q的正点电荷,若B点处的点电荷带正电,根据场强叠加可知,在D点无论是放正电还是负电,C点的场强都不可能为零,选项A错误;
B.若D点处的点电荷带正电,则根据场强叠加可知,在B点无论是放正电还是负电,C点的场强都不可能为零,选项B错误;
7.如图 所示,光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷. 时,甲静止,乙以 的初速度向甲运动.此后,它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动 整个运动过程中没有接触 ,它们运动的 图像分别如图 中甲、乙两曲线所示.则由图线可知( )
A.两电荷的电性一定相反
B.甲、乙两个点电荷的质量之比为2:1
C.在 时间内,两电荷的静电力先减小后增大
可知小球的加速度一直变大,故D正确。
故选ACD。
6.如图所示,在光滑水平面上相距 =6L的A、B两点分别固定有带正电的点电荷Q1、Q2,与B点相距2L的C点为AB连线间电势的最低点.若在与B点相距L的D点以水平向左的初速度 释放一个质量为 、带电荷量为+q的滑块(可视为质点),设滑块始终在A、B两点间运动,则下列说法中正确的是()
故选ABD。
9.如图所示,a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中a、b、c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动,三小球所在位置恰好将圆周等分,小球d位于O点正上方h处,且在外力F作用下恰处于静止状态。已知a、b、c三小球的电荷量均为q,d球的电荷量为-6q, ,重力加速度为g,静电力常量为k,则( )
C.推力F将增大
D.两个小球之间的距离增大