在物理学中,静电场是一个非常重要的概念。它描述了电荷在其周围空间产生的电场分布情况。为了帮助大家更好地理解和掌握这一知识点,以下是一份关于静电场的单元测试题,并附有详细解答。
一、选择题
1. 下列关于点电荷产生的电场的说法正确的是( )
A. 点电荷周围的电场是均匀的。
B. 点电荷周围的电场强度与距离成反比。
C. 点电荷周围的电场线是直线。
D. 点电荷周围的电场强度与距离的平方成反比。
正确答案:D
解析:根据库仑定律,点电荷产生的电场强度E=kQ/r^2,其中k为静电力常数,Q为点电荷电量,r为距离。因此,点电荷周围的电场强度与距离的平方成反比。
2. 在真空中有两个点电荷q1和q2,它们之间的距离为r,当q1固定不动时,若将q2从远处移近至距离r处,则q2所受的电场力( )
A. 逐渐增大
B. 保持不变
C. 逐渐减小
D. 先增大后减小
正确答案:A
解析:由库仑定律F=k|q1q2|/r^2可知,在两个点电荷电量不变的情况下,随着距离r的减小,电场力F会逐渐增大。
二、填空题
3. 静电场中的电势差定义为单位正电荷从一点移动到另一点过程中电场力所做的功,其公式为_________。
答案:U=W/q
解析:电势差U等于电场力做功W除以移动电荷q。
4. 当一个带电粒子沿电场线方向移动时,它的电势能将_________。(填“增加”或“减少”)
答案:减少
解析:带电粒子沿电场线方向移动时,电场力对其做正功,从而导致其电势能减少。
三、计算题
5. 已知两点电荷q1=+2×10^-6C和q2=-3×10^-6C相距d=0.1m,求它们之间的作用力大小及方向。
解:根据库仑定律F=k|q1q2|/r^2,
代入数据得F=(9×10^9)(2×10^-6)(-3×10^-6)/(0.1)^2
≈-54N
负号表示作用力为吸引力。
综上所述,两电荷间的作用力大小约为54N,方向为相互吸引。
以上就是本次静电场单元测试题的内容及答案。希望大家通过这次练习能够更加深入地理解静电场的相关知识。如果还有疑问,欢迎随时提问!