1.(2013全國(guó)卷)如圖K6-1-1,在光滑絕緣水平面上,三個(gè)帶電小球a、b和c分別位于邊長(zhǎng)為l的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上;a、b帶正電,電荷量均為q,c帶負(fù)電.整個(gè)系統(tǒng)置于方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.已知靜電力常量為k.若三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),則勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小為( )
圖K6-1-1
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由于三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),可分析其受力,依據(jù)平衡條件列方程,c球受力如圖所示.由共點(diǎn)力平衡條件可知F=2kcos 30°,F(xiàn)=Eqc,解得E=,場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向上,在此電場(chǎng)中a、b兩球均可處于平衡,故選項(xiàng)B正確.
2.(2012年江蘇卷)真空中A、B 兩點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q的距離分別為r和3r,則A、B 兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小之比為( )
A.3∶1 B.1∶3
C.9∶1 D.1∶9
【答案】C
【解析】根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的決定式E=k,可知=9∶1,選項(xiàng)C正確.
3.,A、B為兩個(gè)固定的等量同號(hào)正電荷,在它們連線的中點(diǎn)處有一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的正電荷C,現(xiàn)給電荷C一個(gè)垂直于連線的初速度v0,若不計(jì)C所受的重力,則關(guān)于電荷C以后的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.加速度始終增大 B.加速度先減小后增大
C.速度先增大后減小 D.速度始終增大
【答案】D
【解析】根據(jù)等量同號(hào)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的特點(diǎn),可知兩個(gè)電荷連線上中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,電場(chǎng)強(qiáng)度從C點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn),先增大后減小,所以點(diǎn)電荷C的加速度先增大后減小,故A、B錯(cuò)誤;在全過(guò)程中,電場(chǎng)力做正功,點(diǎn)電荷C的速度始終增大,故C錯(cuò)誤,D正確.
4.(2015年陜西三模),豎直放置在水平面上的輕質(zhì)彈簧上疊放著兩物塊A、B,相互絕緣且質(zhì)量均為2 kg,A帶正電,電荷量為0.1 C,B不帶電.開(kāi)始處于靜止?fàn)顟B(tài),若突然加上沿豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),此瞬間A對(duì)B的壓力大小變?yōu)?5 N.g=10 m/s2,則( )
A.電場(chǎng)強(qiáng)度為50 N/C B.電場(chǎng)強(qiáng)度為100 N/C
C.電場(chǎng)強(qiáng)度為150 N/C D.電場(chǎng)強(qiáng)度為200 N/C
【答案】B
【解析】物體B開(kāi)始時(shí)平衡,A對(duì)其的壓力等于A的重力,為20 N,加上電場(chǎng)后瞬間A對(duì)B的壓力大小變?yōu)?5 N,而彈簧的彈力和重力不變,故合力為5 N,方向向上,根據(jù)牛頓第二定律,有:a===2.5 m/s2,再對(duì)物體A受力分析,設(shè)電場(chǎng)力為F(向上),根據(jù)牛頓第二定律,有:FN+F-mg=ma,解得:F=m(g+a)-FN=2×(10+2.5) N-15 N=10 N
故電場(chǎng)力向上,為10 N,故場(chǎng)強(qiáng)為:
E==100 N/C,方向向上.
5.下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的敘述,正確的是( )
A.沿著電場(chǎng)線的方向,場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越小
B.電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)就是單位電量的電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力
C.電勢(shì)降落最快的方向就是場(chǎng)強(qiáng)的方向
D.負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),離點(diǎn)電荷越近,場(chǎng)強(qiáng)越大
【答案】CD
【解析】場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱由電場(chǎng)線的疏密決定,而沿著電場(chǎng)線的方向,電勢(shì)降低且降落最快,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤,C正確;選項(xiàng)B錯(cuò)在表述有誤,場(chǎng)強(qiáng)與電場(chǎng)力是不同物理量,故“就是”應(yīng)改為“大小等于”.
6.可視為點(diǎn)電荷的小球A、B分別帶負(fù)電和正電,B球固定,其正下方的A球靜止在絕緣斜面上,則A球受力個(gè)數(shù)可能為( )
A.可能受到2個(gè)力作用 B.可能受到3個(gè)力作用
C.可能受到4個(gè)力作用 D.可能受到5個(gè)力作用
【答案】AC
【解析】以A為研究對(duì)象,根據(jù)其受力平衡可知,如果沒(méi)有摩擦力,則A對(duì)斜面一定無(wú)彈力,只受重力和庫(kù)侖引力而平衡.如果受摩擦力,則一定受彈力,此時(shí)A受四個(gè)力作用而平衡.
7.(2015年湖北模擬)如圖K6-1-5甲所示,真空中Ox坐標(biāo)軸上的某點(diǎn)有一個(gè)點(diǎn)電荷Q,坐標(biāo)軸上A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為0.2 m和0.7 m.在A點(diǎn)放一個(gè)帶正電的試探電荷,在B點(diǎn)放一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷,A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到靜電力的方向都跟x軸正方向相同,靜電力的大小F跟試探電荷電荷量q的關(guān)系分別如圖乙中直線a、b所示.下列說(shuō)法正確的是( )
A.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為0.25 N/C
B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿x軸正方向
C.點(diǎn)電荷Q是正電荷
D.點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)為0.3 m
【答案】BD
【解析】由兩試探電荷受力情況可知,點(diǎn)電荷Q為負(fù)電荷,且放置于A、B兩點(diǎn)之間某位置,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;設(shè)Q與A點(diǎn)之間的距離為l,則點(diǎn)電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)EA=k== N/C=4×105 N/C,為正方向,故B正確;同理可得,點(diǎn)電荷在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為EB=k== N/C=2.5×105 N/C,解得l=0.1 m,所以點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)為xQ=xA+l=(0.2+0.1) m=0.3 m,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤, D正確.
8.(2015年濰坊聯(lián)考)如圖K6-1-6所示,把一個(gè)帶電小球A固定在光滑水平的絕緣桌面上,在桌面的另一處放置帶電小球B.現(xiàn)給小球B一個(gè)垂直AB連線方向的速度v0,使其在水平桌面上運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法中正確的是( )
A.若A、B帶同種電荷,B球一定做速度增大的曲線運(yùn)動(dòng)
B.若A、B帶同種電荷,B球一定做加速度增大的曲線運(yùn)動(dòng)
C.若A、B帶同種電荷,B球一定向電勢(shì)較低處運(yùn)動(dòng)
D.若A、B帶異種電荷,B球可能做速度和加速度大小都不變的曲線運(yùn)動(dòng)
【答案】AD
【解析】若A、B帶同種電荷,B球受到庫(kù)侖斥力作用,一定做速度增大加速度減小的曲線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;若B球帶負(fù)電,則B球向電勢(shì)較高處運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若A、B帶異種電荷,B球可能繞A球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),即做速度和加速度大小都不變的曲線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D正確.
9.如圖K6-1-7所示,質(zhì)量為m的帶電滑塊,沿絕緣斜面勻速下滑.當(dāng)帶電滑塊滑到有理想邊界的方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域時(shí),滑塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為(電場(chǎng)力小于重力)( )
A.將減速下滑B.將加速下滑
C.如帶正電則勻速下滑D.如帶負(fù)電則勻速下滑
【答案】CD
【解析】滑塊未進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域時(shí),勻速下滑,mgsin θ=μmgcos θ,得sin θ=μcos θ;滑動(dòng)進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域時(shí),將受到豎直方向的電場(chǎng)力qE,若滑塊帶正電,有(mg+qE)sin θ=μ(mg+qE)cos θ,若滑塊帶負(fù)電,有(mg-qE)sin θ=μ(mg-qE)cos θ,所以選項(xiàng)C、D正確,A、B錯(cuò)誤.