高考物理一輪復(fù)習(xí) 第8章 電場(chǎng) 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

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1、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(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)是兩點(diǎn)電荷獨(dú)自產(chǎn)生的電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)分布規(guī)律． 1．(電場(chǎng)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(cè)得b點(diǎn)場(chǎng)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1 A．b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為E B．c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為E C．b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向向右 D．c點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)高 2．(功能關(guān)系)如圖2所示，O、O′兩點(diǎn)放置兩個(gè)等量正電荷，在OO′直線上有A、B、C三個(gè)點(diǎn)，且OA＝O′B＝O′C，一點(diǎn)電荷q(q>0)沿路

2、徑Ⅰ從B運(yùn)動(dòng)到C電場(chǎng)力所做的功為W1，沿路徑Ⅱ從B運(yùn)動(dòng)到C電場(chǎng)力所做的功為W2，同一點(diǎn)電荷從A沿直線運(yùn)動(dòng)到C電場(chǎng)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(fù)值 C．W1大于W3 D．W1等于W3 3．(電場(chǎng)綜合分析)如圖3所示，Q1、Q2為兩個(gè)等量同種的正點(diǎn)電荷，在Q1、Q2產(chǎn)生的電場(chǎng)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)，ON＝d.下列說法正確的是(　　) 圖3 A．在M、N和O三點(diǎn)中，O點(diǎn)電勢(shì)最低 B．在M、N和O三點(diǎn)中，O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最小 C．若O、N間的電勢(shì)差為U，

3、則N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為 D．若O、N間的電勢(shì)差為U，將一個(gè)帶電荷量為q的正點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到O點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為qU 4．如圖4所示，以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓周上有六個(gè)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(shí)，在圓心O產(chǎn)生的電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度改變，則下列判斷正確的是(　　) 圖4 A．移至c點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小仍為E，沿Oe方向 B．移至b點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，沿Oc方向 C．移至e點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，沿Oc方向 D．移至f點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，沿Oe方向 5．如圖5所示

4、，P、Q為兩個(gè)等量異種電荷，PQ連線上有a、b兩位置，aP

5、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(duì)稱的兩點(diǎn)，則下列說法正確的是(　　) 圖6 A．A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，電勢(shì)不相等 B．C、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同，電勢(shì)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(chǎng)力對(duì)電荷做正功 D．一個(gè)負(fù)試探電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能大于它在F點(diǎn)的電勢(shì)能 7．如圖7所示，AB為一固定的水平絕緣桿，在其上下對(duì)稱位置固定放置一對(duì)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(duì)稱，E、F的間距為L(zhǎng).一可以視為質(zhì)點(diǎn)的小球穿在桿上，小球與桿的動(dòng)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)

6、動(dòng)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(dòng)摩擦因數(shù)為μ0.則在由E到F的過程中(　　) 圖7 A．小球在O點(diǎn)電勢(shì)能最大 B．小球在E、F兩點(diǎn)與桿的動(dòng)摩擦因數(shù)一定相同 C．E到O點(diǎn)，小球與桿的動(dòng)摩擦因數(shù)逐漸減小 D．小球克服摩擦力做功為μ0mgL 答案精析 1．BC　[設(shè)ab＝bc＝cd＝L，先在a點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷＋Q，測(cè)得b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為E.根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式，b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)E＝k，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(chǎng)強(qiáng)度為E′＝k＝，方向由b指向d，向右．根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理，b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為E＋E′＝E，方向向右，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C

7、正確；由對(duì)稱性可知，c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)與b點(diǎn)相同，選項(xiàng)B正確；根據(jù)沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低可知，c點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．] 2．D　[電場(chǎng)力所做的功與路徑無關(guān)，與電勢(shì)差有關(guān)，所以W1＝W2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于OA＝O′B，由對(duì)稱性，A、B兩處電勢(shì)相同，所以W1＝W3，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；B點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn)電勢(shì)，因此正電荷從B運(yùn)動(dòng)到C電場(chǎng)力做正功，B項(xiàng)錯(cuò)誤．] 3．B　[根據(jù)兩個(gè)等量同種正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布特點(diǎn)可知，在M、N和O三點(diǎn)中，M點(diǎn)電勢(shì)最高，N點(diǎn)電勢(shì)最低，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零(最小)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；由于兩個(gè)等量同種正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不同，不能運(yùn)用E＝得出N點(diǎn)的電

8、場(chǎng)強(qiáng)度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若O、N之間的電勢(shì)差為U，將一個(gè)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(shì)到高電勢(shì)，電場(chǎng)力做功為－qU，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．] 4．C　[由題意可知，等量正、負(fù)點(diǎn)電荷在O處產(chǎn)生的電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度方向夾角為120°，則O處的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，沿Oe方向，A錯(cuò)誤；同理，當(dāng)移至b處，O處的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，沿Od與Oe角平分線方向，B錯(cuò)誤；同理，當(dāng)移至e處，O處的合電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度大小為E，沿Od與Oc角平分線方向，D錯(cuò)誤．] 5．B　[判斷電場(chǎng)強(qiáng)度大小看電場(chǎng)線的疏密，所以

9、，a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；正電荷從a到b過程中，電場(chǎng)力做功－W＝Uabq＝(φa－φ)q，解得φa＝φ－，B項(xiàng)正確；帶正電的點(diǎn)電荷q從a位置移至b位置，電場(chǎng)力做負(fù)功，且aP

10、疊加規(guī)律(電勢(shì)是標(biāo)量)可知，A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)均大于零(取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零)，B、D兩點(diǎn)的電勢(shì)均小于零，故φA>φB，φC>φD，A項(xiàng)正確，B錯(cuò)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(chǎng)力方向與正試探電荷運(yùn)動(dòng)方向成銳角，電場(chǎng)力一定做正功，C正確；φC>φF，負(fù)試探電荷在電勢(shì)高處的電勢(shì)能小，據(jù)此可知D錯(cuò)誤．] 7．D　[小球從E到O的過程中，電場(chǎng)力對(duì)小球做正功，小球的電勢(shì)能減小，從O到F的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，所以小球在O點(diǎn)電勢(shì)能最小，A項(xiàng)錯(cuò)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(chǎng)力大小為F電，合外力大小為F，則在E點(diǎn)有：F＝fE－F電，在F點(diǎn)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(diǎn)與桿的動(dòng)摩擦因數(shù)大于在F點(diǎn)與桿的動(dòng)摩擦因數(shù)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；E到O點(diǎn)，由F＝fE－F電＝μmg－F電，F(xiàn)一定，若場(chǎng)強(qiáng)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(xiàng)錯(cuò)誤；在O點(diǎn)的動(dòng)摩擦因數(shù)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(yùn)動(dòng)，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?yàn)閺腅到F電場(chǎng)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(xiàng)正確．]