《(全國通用)2020年高考物理一輪題復(fù)習(xí) 第七章 電場 微專題44 電場線、電場強度的理解與計算》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(全國通用)2020年高考物理一輪題復(fù)習(xí) 第七章 電場 微專題44 電場線、電場強度的理解與計算(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、電場線、電場強度的理解與計算
1.考點及要求:(1)靜電場(Ⅰ);(2)電場強度、點電荷的場強(Ⅱ);(3)電場線(Ⅰ).2.方法與技巧:(1)分清是平面上場強的疊加還是立體空間中場強的疊加,再利用幾何知識求解;(2)利用帶電體或電場的對稱性求合場強;(3)利用整體法與隔離法處理平衡問題.
1.(點電荷場強的計算與場強的合成)如圖1所示,A、B、C、D為真空中矩形圖形的4個頂點,AB長為3 cm,BC長為4 cm,在矩形頂點A、B、C三處各放置一個點電荷qA、qB、qC,其中qA、qC為負電荷,qB為正電荷.已知它們的電荷量大小之比為qA∶qB∶qC=64∶125∶27,點電荷q
2、A產(chǎn)生的電場在D處的場強大小為E.則D處的合場強大小應(yīng)為( )
圖1
A.1.25E B.2E
C.0 D.2.5E
2.(應(yīng)用整體法與隔離法分析電場內(nèi)的平衡問題)a、b兩個帶電小球的質(zhì)量均為m,所帶電荷量分別為+3q和-q,兩球間用絕緣細線連接,a球又用長度相同的絕緣細線懸掛在天花板上,在兩球所在的空間有方向向左的勻強電場,電場強度為E,平衡時細線都被拉緊,則平衡時可能位置是( )
3.已知表面電荷均勻分布的帶電球殼,其內(nèi)部電場強度處處為零.現(xiàn)有表面電荷均勻分布的帶電半球殼,如圖2所示,CD為通過半球頂點C與球心O的軸線.P、Q為CD軸上關(guān)于O點對稱的兩點.
3、則( )
圖2
A.P點的電場強度與Q點的電場強度大小相等,方向相同
B.P點的電場強度與Q點的電場強度大小相等,方向相反
C.P點的電場強度比Q點的電場強度強
D.P點的電場強度比Q點的電場強度弱
4.(多選)如圖3所示,有一正方體空間ABCDEFGH,則下列說法正確的是( )
圖3
A.若A點放置一正點電荷,則B、H兩點的電場強度大小相等
B.若A點放置一正點電荷,則電勢差UBC>UHG
C.若在A、E兩點處放置等量異種點電荷,則C、G兩點的電勢相等
D.若在A、E兩點處放置等量異種點電荷,則D、F兩點的電場強度大小相等
5.(多選)如圖4所示,虛線AB
4、和CD分別為橢圓的長軸和短軸,相交于O點,兩個等量異種點電荷分別處于橢圓的兩個焦點M、N上,下列說法中正確的是( )
圖4
A.A、B兩處電勢、場強均相同
B.C、D兩處電勢、場強均相同
C.在虛線AB上O點的場強最大
D.帶正電的試探電荷在O處的電勢能大于在B處的電勢能
6.空間某區(qū)域有一個正三角形ABC,其三個頂點處分別固定有三個等量正點電荷,如圖5所示,D點為正三角形的中點,E、G、H點分別為正三角形三邊的中點,F(xiàn)點為E關(guān)于C點的對稱點.取無限遠處的電勢為0,下列說法中正確的是( )
圖5
A.根據(jù)對稱性,D點的電場強度必為0
B.根據(jù)對稱性,D點的電勢必為
5、0
C.根據(jù)對稱性,E、F兩點的電場強度等大反向
D.E、G、H三點的電場強度和電勢均相同
7.(多選)如圖6是密立根油滴實驗的示意圖.油滴從噴霧器的噴嘴噴出,落到圖中的勻強電場中,調(diào)節(jié)兩板間的電壓,通過顯微鏡觀察到某一油滴靜止在電場中,下列說法正確的是( )
圖6
A.油滴帶正電
B.油滴帶負電
C.只要測出兩板間的距離和電壓就能求出油滴的電量
D.該實驗測得油滴所帶電荷量等于元電荷的整數(shù)倍
答案解析
1.C [若令A(yù)B=3r0,qA=64q0,則根據(jù)點電荷電場強度的決定式E=可得,三個電荷在D點產(chǎn)生的場強分別為EA=,方向指向A電荷,EB=,方向背離B電荷,EC=
6、,方向指向C電荷,將A、C處電荷產(chǎn)生的兩分場強根據(jù)平行四邊形定則合成可得,EA、EC的合場強與EB等大反向,故D點的合場強為零,C正確.]
2.D [因為a、b所帶電荷量分別為+3q和-q,以a、b為整體,整體的電荷量為+2q,整體受到向左的靜電力作用,大小為2qE,整體的重力為2mg,如圖甲所示,則tan θ=;b所帶電荷量為-q,受到向右的靜電力作用,大小為qE,b的重力為mg,如圖乙所示,則tan α=,所以θ=α;又由于兩絕緣細線的長度相同,平衡時b小球處在懸掛點的正下方,選項D正確.]
3.A [表面電荷均勻分布的帶電球殼,其內(nèi)部場強處處為零,若把另一帶電半球殼補上,則P、Q
7、兩點的合場強均為零,根據(jù)對稱性原理可得,A正確.]
4.BD [若A點放置一正點電荷,由于B與H到A點的距離不相等,則B、H兩點的電場強度大小不相等,故選項A錯誤.若A點放置一正點電荷,由圖中的幾何關(guān)系可知,BC之間的電場強度要大于HG之間的電場強度,結(jié)合它們與A之間的夾角關(guān)系可得電勢差UBC>UHG,故選項B正確.若在A、E兩點處放置等量異種點電荷,則AE連線的垂直平分面是等勢面,等勢面兩側(cè)的點,一定具有不同的電勢,則C、G兩點的電勢一定不相等,故選項C錯誤;若在A、E兩點處放置等量異種點電荷,等量異種點電荷的電場具有對稱性,即上下對稱,左右對稱,可知D、H電場強度大小相等,H、F電場強度
8、大小相等,則D、F兩點的電場強度大小相等,故選項D正確.]
5.BD [由于沿著電場線方向電勢降低,結(jié)合等量異種點電荷電場線、等勢面分布特點可知,A、B兩處場強相同,A點電勢高于B點電勢,故A選項錯誤;根據(jù)等量異種點電荷電場線、等勢面分布特點,C、D兩處電勢、場強均相同,故B選項正確;根據(jù)電場線疏密表示場強的大小可知,在AB之間,O點場強最小,故C選項錯誤;O點電勢高于B點電勢,由Ep=qφ,正電荷在O處的電勢能大于在B處的電勢能,故D選項正確.]
6.A [由于D點為正三角形的中心,即到三個點電荷的距離相等,故任意兩點電荷在D點產(chǎn)生的合場強與第三個點電荷在D點產(chǎn)生的電場強度等大反向,故D
9、點的電場強度為零,選項A正確;由于取無限遠處的電勢為0,從無窮遠處移動電荷至D點,電場力做功必不為0,故D點電勢不可能為0,選項B不正確;由C點電荷在E、F兩點產(chǎn)生的電場強度等大反向,但A、B兩個點電荷在E、F兩點產(chǎn)生的電場強度的矢量和卻不相等,故C不正確;由對稱性可知,E、G、H三點的電場強度大小和電勢均相等,但電場強度的方向不同,所以D不正確.]
7.BD [由題圖知,電容器板間電場方向向下,油滴所受的電場力向上,則知油滴帶負電,故A錯誤,B正確;根據(jù)油滴受力平衡得:mg=qE=,得q=,所以要測出兩板間的距離、電壓和油滴的質(zhì)量才能求出油滴的電量,故C錯誤;根據(jù)密立根油滴實驗研究知:該實驗測得油滴所帶電荷量等于元電荷的整數(shù)倍,D正確.]