题目内容

13.如图所示,六个点电荷分布在边长为a的正六边形的六个顶点处,除一处的电荷量为-q外,其余各处的电荷量均为+q,MN为其正六边形的一条中线,M、N为中线与正六边形边长相交的两点,则下列说法正确的是(  )
A.M、N两点电势相等
B.沿直线从M到N移动负电荷,电势能一直增大
C.M、N两点场强相同
D.在中心O处,场强大小为$\frac{2kq}{{a}^{2}}$,方向沿O指向-q方向

分析 由题意可知,根据矢量叠加原理,则相当于等量的异种电荷分布;MN连线即为等量的异种电荷的中垂线,根据平行四边形定则分析出中垂线上的场强方向和大小;根据电场线与等势线垂直,判断电势的高低.

解答 解:AB、若将负电荷从M点沿直线移动到N点,垂直MN方向上的电场力一直不做功,竖直方向上电场力先做正功,后做负功,由对称性,所做总功为零,所以MN两点电势相等,负电荷电势能先减小后增大,故A正确,B错误;
C、中间一组-q和+q电荷在MN两处合场强大小相等,方向水平向左,最上边一组正电荷在M点合场强为0,最下面一组在N点合场强为0,最上边一组正电荷在N点合场强方向竖直向下,最下边一组正电荷在M点合场强方向竖直向上,最上边一组正电荷在N点合场强大小和最下边一组正电荷在M点合场强大小相等,所以M、N两点场强大小相等,方向不同,故C错误;
D、上下两组正电荷共四个+q在O点合场强为0,中间-q和+q电荷在O点合场强大小为E1=$\frac{kq}{{a}^{2}}$,方向沿O指向-q方向,所以中心O点场强大小为E2=$\frac{kq}{{a}^{2}}$,方向沿O指向-q方向,所以在中心O处场强为EO=2$\frac{kq}{{a}^{2}}$,方向沿O指向-q方向,故D正确.
故选:AD.

点评 本题考查的就是点电荷的电场的分布,这要求同学对于基本的几种电场的情况要了解,本题看的就是学生的基本知识的掌握情况,注意运用等效思维来解题.

练习册系列答案
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2.在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径,其中某次测量结果如图1所示,其读数应为0.399mm(该值接近多次测量的平均值)
(2)用伏安法测金属丝的电阻RX,实验所用器材为:
电池组(电动势为3V,内阻约为1Ω),
电流表(内阻约为0.1Ω),
电压表(内阻约为3kΩ),
滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流为2A)
开关,导线若干.
某同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数1234567
U/V0.100.300.701.001.501.702.30
I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520
由以上实验数据可知,他们测量RX是采用图2中甲和乙中的图甲(选填“甲”或“乙”)

(3)如图3是测量RX的实验器材实物图,图中已经连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端,请根据图所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.

(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已经标出了与测量数据相对应的四个点,请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线,由图线得到金属丝的阻值RX=4.5Ω(保留两位有效数字).
(5)根据以上数据可估算出金属丝的电阻率约为C(填选项前的序号)
A、1×10-2Ω•m    B、1×10-3Ω•m     C、1×10-6Ω•m    D、1×10-8Ω•m.

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