1.(2013全国卷)如图K6-1-1,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上;a、b带正电,电荷量均为q,c带负电.整个系统置于方向水平的匀强电场中.已知静电力常量为k.若三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为( )
图K6-1-1
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由于三个小球均处于静止状态,可分析其受力,依据平衡条件列方程,c球受力如图所示.由共点力平衡条件可知F=2kcos 30°,F=Eqc,解得E=,场强方向竖直向上,在此电场中a、b两球均可处于平衡,故选项B正确.
2.(2012年江苏卷)真空中A、B 两点与点电荷Q的距离分别为r和3r,则A、B 两点的电场强度大小之比为( )
A.3∶1 B.1∶3
C.9∶1 D.1∶9
【答案】C
【解析】根据电场强度的决定式E=k,可知=9∶1,选项C正确.
3.,A、B为两个固定的等量同号正电荷,在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C,现给电荷C一个垂直于连线的初速度v0,若不计C所受的重力,则关于电荷C以后的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.加速度始终增大 B.加速度先减小后增大
C.速度先增大后减小 D.速度始终增大
【答案】D
【解析】根据等量同号点电荷电场的特点,可知两个电荷连线上中点的电场强度为零,电场强度从C点到无穷远,先增大后减小,所以点电荷C的加速度先增大后减小,故A、B错误;在全过程中,电场力做正功,点电荷C的速度始终增大,故C错误,D正确.
4.(2015年陕西三模),竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A、B,相互绝缘且质量均为2 kg,A带正电,电荷量为0.1 C,B不带电.开始处于静止状态,若突然加上沿竖直方向的匀强电场,此瞬间A对B的压力大小变为15 N.g=10 m/s2,则( )
A.电场强度为50 N/C B.电场强度为100 N/C
C.电场强度为150 N/C D.电场强度为200 N/C
【答案】B
【解析】物体B开始时平衡,A对其的压力等于A的重力,为20 N,加上电场后瞬间A对B的压力大小变为15 N,而弹簧的弹力和重力不变,故合力为5 N,方向向上,根据牛顿第二定律,有:a===2.5 m/s2,再对物体A受力分析,设电场力为F(向上),根据牛顿第二定律,有:FN+F-mg=ma,解得:F=m(g+a)-FN=2×(10+2.5) N-15 N=10 N
故电场力向上,为10 N,故场强为:
E==100 N/C,方向向上.
5.下列关于电场强度的叙述,正确的是( )
A.沿着电场线的方向,场强越来越小
B.电场中某点的场强就是单位电量的电荷在该点所受的电场力
C.电势降落最快的方向就是场强的方向
D.负点电荷形成的电场,离点电荷越近,场强越大
【答案】CD
【解析】场强的强弱由电场线的疏密决定,而沿着电场线的方向,电势降低且降落最快,所以选项A错误,C正确;选项B错在表述有误,场强与电场力是不同物理量,故“就是”应改为“大小等于”.
6.可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电,B球固定,其正下方的A球静止在绝缘斜面上,则A球受力个数可能为( )
A.可能受到2个力作用 B.可能受到3个力作用
C.可能受到4个力作用 D.可能受到5个力作用
【答案】AC
【解析】以A为研究对象,根据其受力平衡可知,如果没有摩擦力,则A对斜面一定无弹力,只受重力和库仑引力而平衡.如果受摩擦力,则一定受弹力,此时A受四个力作用而平衡.
7.(2015年湖北模拟)如图K6-1-5甲所示,真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2 m和0.7 m.在A点放一个带正电的试探电荷,在B点放一个带负电的试探电荷,A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同,静电力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示.下列说法正确的是( )
A.B点的电场强度的大小为0.25 N/C
B.A点的电场强度的方向沿x轴正方向
C.点电荷Q是正电荷
D.点电荷Q的位置坐标为0.3 m
【答案】BD
【解析】由两试探电荷受力情况可知,点电荷Q为负电荷,且放置于A、B两点之间某位置,故选项C错误;设Q与A点之间的距离为l,则点电荷在A点产生的场强EA=k== N/C=4×105 N/C,为正方向,故B正确;同理可得,点电荷在B点产生的场强为EB=k== N/C=2.5×105 N/C,解得l=0.1 m,所以点电荷Q的位置坐标为xQ=xA+l=(0.2+0.1) m=0.3 m,故选项A错误, D正确.
8.(2015年潍坊联考)如图K6-1-6所示,把一个带电小球A固定在光滑水平的绝缘桌面上,在桌面的另一处放置带电小球B.现给小球B一个垂直AB连线方向的速度v0,使其在水平桌面上运动,则下列说法中正确的是( )
A.若A、B带同种电荷,B球一定做速度增大的曲线运动
B.若A、B带同种电荷,B球一定做加速度增大的曲线运动
C.若A、B带同种电荷,B球一定向电势较低处运动
D.若A、B带异种电荷,B球可能做速度和加速度大小都不变的曲线运动
【答案】AD
【解析】若A、B带同种电荷,B球受到库仑斥力作用,一定做速度增大加速度减小的曲线运动,选项A正确,B错误;若B球带负电,则B球向电势较高处运动,选项C错误;若A、B带异种电荷,B球可能绕A球做匀速圆周运动,即做速度和加速度大小都不变的曲线运动,选项D正确.
9.如图K6-1-7所示,质量为m的带电滑块,沿绝缘斜面匀速下滑.当带电滑块滑到有理想边界的方向竖直向下的匀强电场区域时,滑块的运动状态为(电场力小于重力)( )
A.将减速下滑B.将加速下滑
C.如带正电则匀速下滑D.如带负电则匀速下滑
【答案】CD
【解析】滑块未进入电场区域时,匀速下滑,mgsin θ=μmgcos θ,得sin θ=μcos θ;滑动进入电场区域时,将受到竖直方向的电场力qE,若滑块带正电,有(mg+qE)sin θ=μ(mg+qE)cos θ,若滑块带负电,有(mg-qE)sin θ=μ(mg-qE)cos θ,所以选项C、D正确,A、B错误.