1、填空题 两个点电荷固定于x轴上,电量大小分别为Q和4Q,在它们形成的电场中,有一个带正电的试探电荷q从无限远处移向坐标原点O,其电势能EP随位置变化的关系如图所示曲线.当x→0时,电势能EP→∞;当x→∞时,电势能EP→0;电势能为最小值的位置坐标为x0.试根据图线提供的信息,确定在x轴的正半轴上各点场强方向为______;这两个点电荷在x轴上的位置是______.
参考答案:(1)根据正电荷在电势高处电势能大,可知,带正电的试探电荷从远处移近x0的过程中,电势能减小,电势降低,所以电场的方向指向x的负方向;从x0移动到x=0的过程中,电势能增大,电势升高,所以电场的方向指向x正方向.所以:在x轴的正半轴上各点场强方向为::(0~x0)x正方向?(x0~+∞)x负方向.
(2)由图知,EP-x图象的斜率△EP△x=F=qE,则知x0点场强为零.
两个点电荷的合场强为0,说明两个点电荷一定是一正一负;当x→0时,电势能EP→∞;说明了x=0处一定是正电荷.
由E=kQr2和(1)中已经判断出的场强的方向,可以进一步判定,正电荷的电荷量一定是Q,离开x 0点的距离近;负电荷的电荷量是4Q.
由E=kQr2得:r1r2=
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 如图所示,等量异种点电荷相距为2L,固定在水平线上的M、N两点,电荷量均为Q.有一带正电的小球质量为m,电荷量q(可视为点电荷),固定在长为L的绝缘轻质细杆的一端,杆的另一端可绕光滑轴0转动,0在MN的垂直平分线上方距MN为L处.现在把杆拉至水平(与MN平行)并由静止释放,运动中经过最低点B时,小球的速度为v.已知静电力常量为k,取O处电势为零,忽略q对+Q、-Q形成电场的影响,求:
(1)在+Q、-Q形成的电场中,A点的电势φA
(2)小球经过B点时对细杆的拉力大小
(3)小球继续向左摆动,能否经过与A等高度的C点(OC=L)?若能,求出此时的速度;若不能,请说明理由.

参考答案:(1)由于取O点电势为零,而O在MN的垂直平分线上,所以φB=0
电荷从A到B过程中,由动能定理得:mgL+(φA-φB)=12mv2
得:φA=mv2-2mgL2q
(2)小球经B点时,在竖直方向有
T-mg=mv2L
T=mg+mv2L
由牛顿第三定律知,小球对细杆的拉力大小也为mg+mv2L
(3)小球不能经过C处
因为在+Q,-Q形成的电场中,φC>φA,假设小球能经过C处,则q(φA-φC)=12mv2,有v2C<0所以不可能.
答:(1)A点的电势φA=mv2-2mgL2q;
(2)小球经过B点时对细杆的拉力大小mg+mv2L;
(3)小球继续向左摆动,不能否经过与A等高度的C点(OC=L).
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图,一带负电粒子以某速度进入水平方向的匀强电场中,仅在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点,其中M点在轨迹
的最右点。下列表述正确的是学(?)

A.粒子做匀变速曲线运动
B.粒子受电场力方向向右
C.匀强电场方向向左
D.粒子在M点的速率最大,电势能最小
参考答案:A
本题解析:略
本题难度:简单
4、选择题 如图所示,虚线是用实验方法描绘出的某一静电场中一簇等势线,若不计重力的带电粒子从
点射入电场后恰沿图中的实线运动,
点是其运动轨迹上的另一点,则下述判断正确的是(?)

A.
点的场强一定小于
点
B.带电粒子一定带正电
C.带电粒子的电势能增加
D.带电粒子的动能减小
参考答案:CD
本题解析:本题考查静电场电场线、等势线分布情况,以及曲线运动,能量守恒知识
不知道粒子电性,由等势面画出电场线(两者垂直)但是还是不知道电场线的方向,所以B错。b点处等势面稀疏所以场强小,A选项错误。轨迹的切线方向代表速度方向,虚线的垂线代表受力方向,可以判断电场力做负功,电势能增加,动能减少。C、D选项对。
本题关键是研究曲线运动受力指向轨迹的内侧
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,Q是一个正点电荷,ab是水平放置的光滑绝缘杆,杆上套着一个带负电的环p,它们在同一竖直平面内,把环从a端由静止释放,在环从a端向b端滑动过程中其电势能( )

A.一直增加
B.一直减少
C.先减少后增加
D.先增加后减少