高考物理一輪復(fù)習(xí) 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

39 等量同種電荷或異種電荷問題方法點(diǎn)撥(1)兩點(diǎn)電荷電場中各點(diǎn)的電場是兩點(diǎn)電荷獨(dú)自產(chǎn)生的電場強(qiáng)度矢量疊加(2)注意兩點(diǎn)電荷連線及連線的中垂線上場強(qiáng)、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(diǎn)共線且等距先在a點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷Q，測得b點(diǎn)場強(qiáng)大小為E.若再將另一等量異種電荷Q放在d點(diǎn)，則()圖1Ab點(diǎn)場強(qiáng)大小為EBc點(diǎn)場強(qiáng)大小為ECb點(diǎn)場強(qiáng)方向向右Dc點(diǎn)電勢比b點(diǎn)電勢高2(功能關(guān)系)如圖2所示，O、O兩點(diǎn)放置兩個等量正電荷，在OO直線上有A、B、C三個點(diǎn)，且OAOBOC，一點(diǎn)電荷q(q>0)沿路徑從B運(yùn)動到C電場力所做的功為W1，沿路徑從B運(yùn)動到C電場力所做的功為W2，同一點(diǎn)電荷從A沿直線運(yùn)動到C電場力所做的功為W3，則下列說法正確的是()圖2AW1大于W2BW1為負(fù)值CW1大于W3DW1等于W33(電場綜合分析)如圖3所示，Q1、Q2為兩個等量同種的正點(diǎn)電荷，在Q1、Q2產(chǎn)生的電場中有M、N和O三點(diǎn)，其中M和O在Q1、Q2的連線上，O為連線的中點(diǎn)，N為Q1、Q2垂直平分線上的一點(diǎn)，ONd.下列說法正確的是()圖3A在M、N和O三點(diǎn)中，O點(diǎn)電勢最低B在M、N和O三點(diǎn)中，O點(diǎn)電場強(qiáng)度最小C若O、N間的電勢差為U，則N點(diǎn)的電場強(qiáng)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(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到O點(diǎn)，電場力做功為qU4如圖4所示，以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓周上有六個等分點(diǎn)a、b、c、d、e、f.等量正、負(fù)點(diǎn)電荷分別放置在a、d兩點(diǎn)時，在圓心O產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E.現(xiàn)僅將放于a點(diǎn)的正點(diǎn)電荷改放于其他等分點(diǎn)上，使O點(diǎn)的電場強(qiáng)度改變，則下列判斷正確的是()圖4A移至c點(diǎn)時，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小仍為E，沿Oe方向B移至b點(diǎn)時，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為E，沿Oc方向C移至e點(diǎn)時，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為，沿Oc方向D移至f點(diǎn)時，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為E，沿Oe方向5如圖5所示，P、Q為兩個等量異種電荷，PQ連線上有a、b兩位置，aP<bQ，PQ中垂線上有位置c.將一帶正電的點(diǎn)電荷q從a位置移至b位置，電場力做負(fù)功，功的絕對值為W，已知b處的電勢為，則以下判斷正確的是()圖5Aa位置的電場強(qiáng)度比b位置的電場強(qiáng)度小Ba位置的電勢等于C將點(diǎn)電荷q從c位置移至b位置，電場力做負(fù)功，數(shù)值大于WD將點(diǎn)電荷q從a位置移至c位置，電場力做正功，數(shù)值小于W6(多選)如圖6所示，在真空中固定有兩個等量異種點(diǎn)電荷，A、B、C、D是兩點(diǎn)電荷連線上的四個點(diǎn)，已知A、C兩點(diǎn)到正點(diǎn)電荷的距離與B、D兩點(diǎn)到負(fù)點(diǎn)電荷的距離均為L，O點(diǎn)是C、D兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)，E、F是C、D兩點(diǎn)連線的中垂線上關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)，則下列說法正確的是()圖6AA、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同，電勢不相等BC、D兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不同，電勢相等C將正試探電荷從C點(diǎn)沿直線CE移到E點(diǎn)的過程中，電場力對電荷做正功D一個負(fù)試探電荷在C點(diǎn)的電勢能大于它在F點(diǎn)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(diǎn)電荷，其連線與AB交于O點(diǎn)，桿上的E、F點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對稱，E、F的間距為L.一可以視為質(zhì)點(diǎn)的小球穿在桿上，小球與桿的動摩擦因數(shù)隨位置而變化，該變化規(guī)律足以保證小球從E點(diǎn)以一初速度v0沿桿向右做勻減速直線運(yùn)動并經(jīng)過F點(diǎn)，小球帶負(fù)電，質(zhì)量為m.其在O點(diǎn)處與桿的動摩擦因數(shù)為0.則在由E到F的過程中()圖7A小球在O點(diǎn)電勢能最大B小球在E、F兩點(diǎn)與桿的動摩擦因數(shù)一定相同CE到O點(diǎn)，小球與桿的動摩擦因數(shù)逐漸減小D小球克服摩擦力做功為0mgL答案精析1BC設(shè)abbccdL，先在a點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷Q，測得b點(diǎn)場強(qiáng)大小為E.根據(jù)點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式，b點(diǎn)場強(qiáng)Ek，方向由a指向b，向右若再將另一等量異種點(diǎn)電荷Q放在d點(diǎn)，Q在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為Ek，方向由b指向d，向右根據(jù)場強(qiáng)疊加原理，b點(diǎn)場強(qiáng)大小為EEE，方向向右，選項A錯誤，C正確；由對稱性可知，c點(diǎn)場強(qiáng)與b點(diǎn)相同，選項B正確；根據(jù)沿電場線方向，電勢逐漸降低可知，c點(diǎn)電勢比b點(diǎn)電勢低，選項D錯誤2D電場力所做的功與路徑無關(guān)，與電勢差有關(guān)，所以W1W2，A項錯誤；由于OAOB，由對稱性，A、B兩處電勢相同，所以W1W3，C項錯誤，D項正確；B點(diǎn)電勢高于C點(diǎn)電勢，因此正電荷從B運(yùn)動到C電場力做正功，B項錯誤3B根據(jù)兩個等量同種正點(diǎn)電荷的電場線分布特點(diǎn)可知，在M、N和O三點(diǎn)中，M點(diǎn)電勢最高，N點(diǎn)電勢最低，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零(最小)，選項A錯誤，B正確；由于兩個等量同種正點(diǎn)電荷的電場不是勻強(qiáng)電場，各點(diǎn)電場強(qiáng)度不同，不能運(yùn)用E得出N點(diǎn)的電場強(qiáng)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(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到O點(diǎn)，由低電勢到高電勢，電場力做功為qU，選項D錯誤4C由題意可知，等量正、負(fù)點(diǎn)電荷在O處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小均為，方向水平向右當(dāng)移至c處，兩點(diǎn)電荷在該處的電場強(qiáng)度方向夾角為120°，則O處的合電場強(qiáng)度大小為，沿Oe方向，A錯誤；同理，當(dāng)移至b處，O處的合電場強(qiáng)度大小為E，沿Od與Oe角平分線方向，B錯誤；同理，當(dāng)移至e處，O處的合電場強(qiáng)度大小為，沿Oc方向，C正確；同理，當(dāng)移至f處，O處的合電場強(qiáng)度大小為E，沿Od與Oc角平分線方向，D錯誤5B判斷電場強(qiáng)度大小看電場線的疏密，所以，a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)，A項錯誤；正電荷從a到b過程中，電場力做功WUabq(a)q，解得a，B項正確；帶正電的點(diǎn)電荷q從a位置移至b位置，電場力做負(fù)功，且aP<bQ.所以P為負(fù)電荷，c點(diǎn)電勢小于b點(diǎn)電勢，電荷從c到b的過程，電場力做負(fù)功且數(shù)值小于W(cb間電勢差小于ab間電勢差)，C項錯誤；同理電荷從a到c過程，電場力做負(fù)功，數(shù)值小于W，D項錯誤6AC根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場線的分布特征可知，A、B兩點(diǎn)所在處的電場線疏密相同，故兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，方向向左，即A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同，同理，C、D兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同，根據(jù)點(diǎn)電荷周圍區(qū)域的電勢分布規(guī)律及電勢疊加規(guī)律(電勢是標(biāo)量)可知，A、C兩點(diǎn)的電勢均大于零(取無窮遠(yuǎn)處電勢為零)，B、D兩點(diǎn)的電勢均小于零，故A>B，C>D，A項正確，B錯誤；將正試探電荷從C點(diǎn)沿直線CE移到E點(diǎn)過程中，合電場力方向與正試探電荷運(yùn)動方向成銳角，電場力一定做正功，C正確；C>F，負(fù)試探電荷在電勢高處的電勢能小，據(jù)此可知D錯誤7D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(fù)功，電勢能增大，所以小球在O點(diǎn)電勢能最小，A項錯誤；設(shè)小球在E、F兩點(diǎn)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(diǎn)有：FfEF電，在F點(diǎn)有：FfFF電，所以fE>fF，由摩擦力公式fFNmg，可知小球在E點(diǎn)與桿的動摩擦因數(shù)大于在F點(diǎn)與桿的動摩擦因數(shù)，B項錯誤；E到O點(diǎn)，由FfEF電mgF電，F(xiàn)一定，若場強(qiáng)先增大后減小，則F電先增大后減小，因此先增大后減小，C項錯誤；在O點(diǎn)的動摩擦因數(shù)為0，所以有F合0mgma，F(xiàn)合為小球的合外力，由于小球做勻減速運(yùn)動，合外力恒定，所以從E到F合外力做功大小為：W合F合L0mgL，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：WfW合0mgL，D項正確