《高考物理一輪復習 第8章 電場 微專題39 等量同種電荷或異種電荷問題試題 粵教版-粵教版高三物理試題》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《高考物理一輪復習 第8章 電場 微專題39 等量同種電荷或異種電荷問題試題 粵教版-粵教版高三物理試題(6頁珍藏版)》請在裝配圖網上搜索。
1、39 等量同種電荷或異種電荷問題
[方法點撥] (1)兩點電荷電場中各點的電場是兩點電荷獨自產生的電場強度矢量疊加.(2)注意兩點電荷連線及連線的中垂線上場強、電勢分布規(guī)律.
1.(電場疊加)(多選)如圖1,真空中a、b、c、d四點共線且等距.先在a點固定一點電荷+Q,測得b點場強大小為E.若再將另一等量異種電荷-Q放在d點,則( )
圖1
A.b點場強大小為E B.c點場強大小為E
C.b點場強方向向右 D.c點電勢比b點電勢高
2.(功能關系)如圖2所示,O、O′兩點放置兩個等量正電荷,在OO′直線上有A、B、C三個點,且OA=O′B=O′C,一點電荷q(q>0)沿路
2、徑Ⅰ從B運動到C電場力所做的功為W1,沿路徑Ⅱ從B運動到C電場力所做的功為W2,同一點電荷從A沿直線運動到C電場力所做的功為W3,則下列說法正確的是( )
圖2
A.W1大于W2 B.W1為負值
C.W1大于W3 D.W1等于W3
3.(電場綜合分析)如圖3所示,Q1、Q2為兩個等量同種的正點電荷,在Q1、Q2產生的電場中有M、N和O三點,其中M和O在Q1、Q2的連線上,O為連線的中點,N為Q1、Q2垂直平分線上的一點,ON=d.下列說法正確的是( )
圖3
A.在M、N和O三點中,O點電勢最低
B.在M、N和O三點中,O點電場強度最小
C.若O、N間的電勢差為U,
3、則N點的電場強度為
D.若O、N間的電勢差為U,將一個帶電荷量為q的正點電荷從N點移到O點,電場力做功為qU
4.如圖4所示,以O點為圓心的圓周上有六個等分點a、b、c、d、e、f.等量正、負點電荷分別放置在a、d兩點時,在圓心O產生的電場強度大小為E.現(xiàn)僅將放于a點的正點電荷改放于其他等分點上,使O點的電場強度改變,則下列判斷正確的是( )
圖4
A.移至c點時,O點的電場強度大小仍為E,沿Oe方向
B.移至b點時,O點的電場強度大小為E,沿Oc方向
C.移至e點時,O點的電場強度大小為,沿Oc方向
D.移至f點時,O點的電場強度大小為E,沿Oe方向
5.如圖5所示
4、,P、Q為兩個等量異種電荷,PQ連線上有a、b兩位置,aP
5、的中點,E、F是C、D兩點連線的中垂線上關于O點對稱的兩點,則下列說法正確的是( )
圖6
A.A、B兩點的電場強度相同,電勢不相等
B.C、D兩點的電場強度不同,電勢相等
C.將正試探電荷從C點沿直線CE移到E點的過程中,電場力對電荷做正功
D.一個負試探電荷在C點的電勢能大于它在F點的電勢能
7.如圖7所示,AB為一固定的水平絕緣桿,在其上下對稱位置固定放置一對等量同種正點電荷,其連線與AB交于O點,桿上的E、F點關于O點對稱,E、F的間距為L.一可以視為質點的小球穿在桿上,小球與桿的動摩擦因數隨位置而變化,該變化規(guī)律足以保證小球從E點以一初速度v0沿桿向右做勻減速直線運
6、動并經過F點,小球帶負電,質量為m.其在O點處與桿的動摩擦因數為μ0.則在由E到F的過程中( )
圖7
A.小球在O點電勢能最大
B.小球在E、F兩點與桿的動摩擦因數一定相同
C.E到O點,小球與桿的動摩擦因數逐漸減小
D.小球克服摩擦力做功為μ0mgL
答案精析
1.BC [設ab=bc=cd=L,先在a點固定一點電荷+Q,測得b點場強大小為E.根據點電荷電場強度公式,b點場強E=k,方向由a指向b,向右.若再將另一等量異種點電荷-Q放在d點,-Q在b點產生的電場強度為E′=k=,方向由b指向d,向右.根據場強疊加原理,b點場強大小為E+E′=E,方向向右,選項A錯誤,C
7、正確;由對稱性可知,c點場強與b點相同,選項B正確;根據沿電場線方向,電勢逐漸降低可知,c點電勢比b點電勢低,選項D錯誤.]
2.D [電場力所做的功與路徑無關,與電勢差有關,所以W1=W2,A項錯誤;由于OA=O′B,由對稱性,A、B兩處電勢相同,所以W1=W3,C項錯誤,D項正確;B點電勢高于C點電勢,因此正電荷從B運動到C電場力做正功,B項錯誤.]
3.B [根據兩個等量同種正點電荷的電場線分布特點可知,在M、N和O三點中,M點電勢最高,N點電勢最低,O點的電場強度為零(最小),選項A錯誤,B正確;由于兩個等量同種正點電荷的電場不是勻強電場,各點電場強度不同,不能運用E=得出N點的電
8、場強度,選項C錯誤;若O、N之間的電勢差為U,將一個帶電荷量為q的正點電荷從N點移到O點,由低電勢到高電勢,電場力做功為-qU,選項D錯誤.]
4.C [由題意可知,等量正、負點電荷在O處產生的電場強度大小均為,方向水平向右.當移至c處,兩點電荷在該處的電場強度方向夾角為120°,則O處的合電場強度大小為,沿Oe方向,A錯誤;同理,當移至b處,O處的合電場強度大小為E,沿Od與Oe角平分線方向,B錯誤;同理,當移至e處,O處的合電場強度大小為,沿Oc方向,C正確;同理,當移至f處,O處的合電場強度大小為E,沿Od與Oc角平分線方向,D錯誤.]
5.B [判斷電場強度大小看電場線的疏密,所以
9、,a點的電場強度大于b點,A項錯誤;正電荷從a到b過程中,電場力做功-W=Uabq=(φa-φ)q,解得φa=φ-,B項正確;帶正電的點電荷q從a位置移至b位置,電場力做負功,且aP
10、疊加規(guī)律(電勢是標量)可知,A、C兩點的電勢均大于零(取無窮遠處電勢為零),B、D兩點的電勢均小于零,故φA>φB,φC>φD,A項正確,B錯誤;將正試探電荷從C點沿直線CE移到E點過程中,合電場力方向與正試探電荷運動方向成銳角,電場力一定做正功,C正確;φC>φF,負試探電荷在電勢高處的電勢能小,據此可知D錯誤.]
7.D [小球從E到O的過程中,電場力對小球做正功,小球的電勢能減小,從O到F的過程中,電場力做負功,電勢能增大,所以小球在O點電勢能最小,A項錯誤;設小球在E、F兩點所受的摩擦力大小分別為fE和fF,電場力大小為F電,合外力大小為F,則在E點有:F=fE-F電,在F點有:F=fF+F電,所以fE>fF,由摩擦力公式f=μFN=μmg,可知小球在E點與桿的動摩擦因數大于在F點與桿的動摩擦因數,B項錯誤;E到O點,由F=fE-F電=μmg-F電,F(xiàn)一定,若場強先增大后減小,則F電先增大后減小,因此μ先增大后減小,C項錯誤;在O點的動摩擦因數為μ0,所以有F合=μ0mg=ma,F(xiàn)合為小球的合外力,由于小球做勻減速運動,合外力恒定,所以從E到F合外力做功大小為:W合=F合L=μ0mgL,因為從E到F電場力做功為0,所以從E到F合外力做的功就為克服摩擦力做的功,所以克服摩擦力做功為:Wf=W合=μ0mgL,D項正確.]