山西省太原外国语学校2015_2016学年高二物理上学期第一次月考试题
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【知识点详解】 1. 库仑定律:库仑定律是物理学中描述两个点电荷之间相互作用力的基本定律。它表明,两个静止的点电荷之间的力与它们的电荷量乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比,并与介电常数有关。点电荷不一定是体积极小的带电体,而是可以看作是电荷分布集中在一个点上的理想化模型。根据库仑定律,当两个点电荷间的距离趋近于零时,库仑力并不会趋近于无穷大,因为真实电荷不会无限缩小,而且要考虑电荷分布的实际物理性质。 2. 电场线和等势面:电场线是用来形象表示电场强度方向的曲线,而等势面是指电势相等的点构成的面。电场线总是从高电势指向低电势,其密度表示电场强度的大小。在同一等势面上,任意两点间的电势差为零。根据描述,1、2两点的电势不一定相等,因为电场线的密度无法确定;而1、2两点的场强也不一定相等,因为电场线的间距不能反映。 3. 导体静电平衡:当导体接地时,导体内部的电场为零,表面电荷分布使得内部电势为零。对于问题中的情况,导体P的a端会聚集相反电荷以中和Q的负电荷,导致a端带正电,而b端由于电荷流出而带负电,且正负电荷量相等,使得整个导体处于静电平衡状态。 4. 电场中的粒子运动:在电场中,带电粒子的运动取决于粒子的初速度、质量和电荷。在相同的电场中,质量小的粒子获得的速度较大。所以,当质量为m、电量为q的粒子经过B点的速度为v0时,质量为2q、质量为4m的粒子经过B点的速度应该是v0的一半,即v0/2。 5. 匀强电场中的粒子轨迹:油滴在匀强电场中受到电场力的作用,其运动轨迹取决于电场的方向和粒子的初速度。油滴从上方自由下落,受到重力和电场力的影响。根据给出的电场线方向,油滴会受到向右的电场力,导致其轨迹向下偏转。因此,油滴的轨迹可能如图C所示。 6. 电场力做功和电场强度:在电场中,电场力做功与电荷的路径无关,只与初末位置的电势差有关。等势线意味着电势相等,因此,电场力对通过等势面的电荷不做功。从a到c,电子的电势能变化相同,但电场强度可能不同。因此,电场力做的功相等,而电场强度大小可能不同。 7. 等量异种电荷的电场:等量异种电荷连线的中垂线上,电场力方向会改变,但电势沿着中垂线是单调变化的。从a到b再到c,电场力的方向会由向左变为向右,电势能先不变后减小,因为电荷从等势线移动到更高电势的区域。 8. 带电粒子在电场中的运动:带电小球在竖直向下的匀强电场中运动,由于电场力做正功,电势能转化为动能,因此小球的机械能增加。在最低点,小球的动能最大,电势能最小。由于只有电场力和重力作用,所以小球在最低点时对轨道的压力等于mg+qE。 9. 变化电场中的粒子运动:电场强度随时间变化会影响带电粒子的运动。在t=0时释放带正电粒子,粒子会受到一个初始方向的电场力作用。若电场强度在3s内周期性变化,粒子可能会来回振荡,但总动量守恒。电场力做的总功取决于电场变化的具体情况,可能为零。 10. 弹簧系统在电场中的动态:两个小球和弹簧组成的系统在电场作用下,由于静电力对小球做功,系统的机械能会增加。当电荷受力与弹簧力相等时,小球具有最大动能,此时弹簧可能未达到最大长度。电荷间的库仑力不考虑,意味着电场只影响小球的运动,而不影响系统能量。 11. 电场强度与电势关系:电场强度的方向总是沿着电势降低最快的方向,与等势面垂直。电场强度为零的地方,电势不一定为零,因为电势的高低取决于参考点。电势随电场强度的减小可能上升也可能下降,这取决于电场的分布。 12. 电场线分布与电势:对于对称分布的电场,等势面通常也是对称的。M点可能位于较高的等势面上,因此其电势可能高于P点。负电荷从O点移到P点,如果电场线方向是从O点向P点,电场力做负功,电势能增加。 这些是题目中涉及的主要物理概念和知识点,包括库仑定律、电场线与等势面、静电平衡、粒子在电场中的运动、电场力做功、电势与电场强度的关系、变化电场的影响以及带电粒子在电场中的能量转化等。
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