静电场及其应用精选试卷专题练习(word版

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C.点电荷A、B所带电荷量的绝对值之比为9:4
D.从x=10cm到x=40cm的过程中,点电荷p所受的电场力先增大后减小
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
A.点电荷p从x=10cm处运动到x=30cm处,动能增大,电场力对点电荷做正功,则点电荷所受的电场力方向沿+x轴方向,因此,从x=10cm到x=30cm范围内,电场方向沿+x轴方向,所以,x=10cm处的电势比x=20cm处的电势高,故A正确;
B.点电荷p在运动过程中,只有电场力做功,电势能和动能之和保持不变,点电荷的动能先增大后减小,则其电势能先减小后增大,故B错误;
C.从x=10cm到x=30cm范围内,点电荷p所受的电场力沿+x轴方向,从x=30cm到x=50cm范围内,点电荷p所受的电场力沿-x轴方向,所以,点电荷p在x=30cm处所受的电场力为零,则点电荷A、B对点电荷p的静电力大小相等,方向相反,故有
A.小球P受到的库仑力先减小后增大
B.小球P、Q间的距离越来越小
C.轻质细线的拉力先减小后增大
D.轻质细线的拉力一直在减小
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
画出小球P的受力示意图,如图所示
当小球P位置不动,Q缓慢向右下移动时,Q对P的库仑力先减小后增大,根据库仑定律可得,QP间的距离先增大后减小;轻质细线的拉力则一直在减小,当Q到达P的正下方时,轻质细线的拉力减小为零,故选AD。
静电场及其应用精选试卷专题练习(word版
一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)
1.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三小球的电荷量大小均为q,小球d的电荷量大小为6q,h= R。重力加速度为g,静电力常量为k。则()
【解析】
【详解】
将均匀带电细杆等分为左右两段,设左右两段细杆形成的电场在P2点的场强大小分别为EA、EB,则有EA+EB=E2;左半段细杆产生的电场在P1点的场强为0,右半段细杆产生的电场在P1点的场强大小为E1=EB,去掉细杆的右半段后,左半段细杆产生的电场在P2点的场强大小为EA=E2–EB=E2–E1,选B。
4.真空中,在x轴上的坐标原点O和x=50cm处分别固定点电荷A、B,在x=10cm处由静止释放一正点电荷p,点电荷p只受电场力作用沿x轴方向运动,其速度与在x轴上的位置关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.x=10cm处的电势比x=20cm处的电势高
B.从x=10cm到x=40cm的过程中,点电荷p的电势能一定先增大后减小
方向OC方向,B点的负点电荷Q在C点产生的场强为
方向沿CO方向,故C处的场强为
方向沿OC方向,故B错误;
CD.从O到C的过程中电场强度大小先减小后增大再减小,故CD错误。
故选A。
9.如图所示,A、B、C为放置在光滑水平面上的三个带电小球(可视为点电荷),其中B与C之间用长为L的绝缘轻质细杆相连,现把A、B、C按一定的位置摆放,可使三个小球都保持静止状态。已知小球B的带电量为-q,小球C的带电量为+4q,则以下判断正确的是( )
小球摆动过程机械能守恒,有
解得
由于 ,A球摆到最低点过程,下降的高度 ,故A球的速度较大,故C正确;
D.小球摆动过程机械能守恒,有

其中 相同,根据数学中的半角公式,得到
其中 相同,故 越大,动能越大,故 一定大于 ,故D正确。
故选CD。
6.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( )
11.AB是长为L的均匀带电绝缘细杆,P1、P2是位于AB所在直线上的两点,位置如图所示。AB上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E1,在P2处的场强大小为E2,若将绝缘细杆的右半边截掉并移走(左半边电荷量、位置不变),则P2处的场强大小变为()
A. B.E2–E1C.E1– D.E1+
【答案】B
B.由图示图象可知:v甲0=0m/s,v乙0=6m/s,v甲1=v乙1=2m/s,两点电荷组成的系统动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒定律得:
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.
对b球,根据牛顿第二定律和向心力得:
解得
则小球c的加速度大小为 ,故B正确,C错误。
D.对d球,由平衡条件得
故D正确。
故选BD。
2.如图所示,一带电小球P用绝缘轻质细线悬挂于O点。带电小球Q与带电小球P处于同一水平线上,小球P平衡时细线与竖直方向成θ角(θ<45°)。现在同一竖直面内向右下方缓慢移动带电小球Q,使带电小球P能够保持在原位置不动,直到小球Q移动到小球P位置的正下方。对于此过程,下列说法正确的是( )
C.电场方向改变wenku.baidu.com,小球的加速度大小为g
D.电场方向改变后,小球的最大电势能为
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
开始时,小球沿虚线做匀速运动,可知小球受向下的重力和向上的电场力平衡Eq=mg,小球带正电,则电场竖直向上,选项A错误;改变电场方向后,小球仍沿虚线做直线运动,可知电场力与重力的合力沿着NO方向,因Eq=mg,可知电场力与重力关于ON对称,电场方向与NO成600,选项B错误;电场方向改变后,电场力与重力夹角为1200,故合力大小为mg,小球的加速度大小为g,选项C正确;电场方向改变后,小球能沿ON运动的距离为 ,则克服电场力做功为: ,故小球的电势能最大值为 ,选项D正确;故选CD.
12.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.小球a的线速度为
B.小球b的角速度为
C.小球c的向心加速度大小为
D.外力F竖直向上,大小为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.通过分析,a、b、c一定带同种电荷,d与a、b、c一定带异种电荷,对小球a受力分析,在水平面上和竖直面分别如下图,小球最终的合力为
合力提供小球做圆周运动的向心力,有
可得 ,A错误;
3.如图所示,空间有竖直方向的匀强电场,一带正电的小球质量为m,在竖直平面内沿与水平方向成30º角的虚线以速度v0斜向上做匀速运动.当小球经过O点时突然将电场方向旋转一定的角度,电场强度大小不变,小球仍沿虚线方向做直线运动,选O点电势为零,重力加速度为g,则
A.原电场方向竖直向下
B.改变后的电场方向垂直于ON
故选A。
10.如图所示,有两对等量异种电荷,放在正方形的四个顶点处,a、b、c、d为正方形四个边的中点,o为正方形的中心,下列说法中正确的是
A.o点电场强度为零
B.a、c两个点的电场强度大小相等方向相反
C.将一带正电的试探电荷从b点沿直线移动到d点,电场力做功为零
D.将一带正电的试探电荷从a点沿直线移动到c点,试探电荷具有的电势能增大
A. 一定大于 B. 一定小于
C. 一定大于 D. 一定大于
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
A.对小球A受力分析,受重力、静电力、拉力,如图所示
根据平衡条件,有

同理,有
由于 ,故 ,故A错误;
B.两球间的库仑力是作用力与反作用力,一定相等,与两个球是否带电量相等无关,故B错误;
C.设悬点到 的竖直高度为 ,则摆球A到最低点时下降的高度
B.合力提供小球做圆周运动的向心力,有
解得 ,B错误;
C.合力提供小球做圆周运动的向心力,有
解得 ,C正确;
D.对d球受力分析,由平衡条件得:
解得 ,D错误。
故选C。
8.如图所示:在光滑绝缘水平面上, 分布在边长为L的正方形四个顶点。在A和D处分别固定电荷量为Q的正点电荷,B处固定电荷量为Q的负点电荷,O点为两对角线的交点,静电力常量为k。关于三个点电荷形成的静电场,下列说法中正确的是( )
C.在上面两个等量异种电荷的电场中,B、D连线是一条等势线。在下面两个等量异种电荷的电场中,B、D连线是也一条等势线,所以B、D两点的电势相等,将一带正电的试探电荷从B点沿直线移动到D点,电场力做功为零,故C符合题意;
D.根据电场的叠加原理可知,AC连线上场强方向水平向右,则将一带正电的试探电荷匀速从A点沿直线移动到C点,电场力做正功,则试探电荷具有的电势能减小,故D不符合题意。
A.小球A的带电量可以为任何值
B.轻质细杆一定处于被拉伸状态
C.小球A与B之间的距离一定为
D.若将A向右平移一小段距离,释放后A一定向左运动
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AC.小球A受力平衡,设小球AB之间的距离为x,根据平衡条件有
解得
所以小球A的电荷量可以为任意值,可以带正电,也可以带负电,A正确,C错误;
【答案】C
【解析】
【详解】
A.两个正电荷在O点的合场强水平向右,两个负电荷在O点的合场强也水平向右,所以O点电场强度不等于零,方向水平向右。故A不符合题意;
B.设正方形边长为L,每个电荷的电量大小为Q,对A点研究,两个正电荷在A点的合场强为零,根据平行四边形法则,两个负电荷在A点的合场强方向水平向右。则A点的电场强度方向水平向右。对C点研究,两个负电荷在C点的合场强为零,根据平行四边形法则,两个正电荷在C点的合场强方向水平向右,所以A、C两个点的电场强度方向相同。故B不符合题意;
A.小球a一定带正电
B.小球c的加速度大小为
C.小球b的周期为
D.外力F竖直向上,大小等于mg+
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
A.a、b、c三小球所带电荷量相同,要使三个做匀速圆周运动,d球与a、b、c三小球一定是异种电荷,由于d球的电性未知,所以a球不一定带正电,故A错误。
BC.设db连线与水平方向的夹角为α,则
其中rA=30cm,rB=20cm,所以,QA:QB=9:4,故C正确;
D.点电荷x=30cm处所受的电场力为零,由电场力公式F=qE可知:x=30cm处的电场强度为零,所以从x=10cm到x=40cm的过程中,点电荷p所受的电场力一定先减小后增大,故D错误。
故选AC。
5.质量分别为 和 的两小球带有同种电荷,电荷量分别为 和 ,用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为 与 。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别为 和 ,最大动能分别为 和 。则( )
A.O处电场强度大小为
B.C处电场强度大小为
C.从O到C的过程中电场强度大小逐渐增大
D.从O到C的过程中电场强度大小先减小后增大
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A.A、D两点点电荷在O点的场强相互抵消,故O点的场强大小等于B点的负点电荷Q在O点产生的场强,即
故A正确;
B.A、D两点点电荷在C处的合场强为
B.对小球B,小球A和小球C对其静电力的合力为
由于不知道小球A的带电量,所以无法确定小球A和小球C对小球B的静电力的合力是否为零,故无法判断轻杆是否被拉伸,B错误;
D.小球A在原来的位置是平衡的,若将A向右平移一小段距离,小球B和小球C对其的静电力均增加,且小球B对其的静电力增加的更快,但由于小球A的电性不确定,所以释放后A的运动方向也不确定,D错误。
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
D.在 时间内,甲的动能一直增大,乙的动能先减小后增大
【答案】BD
【解析】
【详解】
A.由图象0-t1段看出,甲从静止开始与乙同向运动,说明甲受到了乙的排斥力作用,则知两电荷的电性一定相同,故A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.
7.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( )
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