高二物理试题

时间:2024-04-15 09:09:34编辑:coo君

高一第二学期物理期末考试试卷

  考试是我们学生生涯中任何一门课程的教学过程中否必不可少的环节,是对知识的巩固和查收。下面由我给你带来关于高一第二学期物理期末考试试卷,希望对你有帮助!   高一第二学期物理期末考试试卷   一、选择题(每题4分,共48分,其中1-8题为单项选择题,9-12为多项选择题)。   1. 下列说法中正确的是( )   A.在公式 中, 是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小   B.由公式 可知,电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受到的电 场力成正比   C.公式 只适用于真空中点电荷产生的电场   D.电场线是电荷在电场中的运动轨迹   2.如图所示,质量为m的物体静止在水平光滑的平台上,系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮,由地面上的人以速度v0水平向右匀速拉动,设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45°处,在此过程中人的拉力对物体所做的功为( )   A. B. C. D.   3.如图,质量为m的物块始终静止在倾角为θ的斜面上,则下列说法中不正确的是( )   A.若斜面向左匀速移动距离x,斜面对物块不做功   B.若斜面向上匀速移动距离x,斜面对物块做功mgx   C.若斜面向左以加速度a匀加速移动距离x,斜面对物块做功max   D.若斜面向下以加速度a匀加速移动距离x,斜面对物块做功m(g+a)x   4.一探究小组的同学到建筑工地上探究起重机功率的变化规律。其中某同学绘制的重物被起重机的钢索吊着由地面到空中某个高度的过程中的速度时间图象如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图象是图中的( )   A. B. C. D.   5. 小球由地面竖直上抛,上升的最大高度为H,设所受阻力大小恒定,设地面为零势能面。在上升至离地高度h处,小球的动能是势能的2倍,在下落至离地高度h处,小球的势能是动能的2倍,则h等于( )   A. B. C. D.   6.如图(甲)所示,轻弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下 端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图(乙)所示,则( )   A.t1时刻小球动能最大   B.t2时刻小球动能最大   C.t2~t3时间内,小球的动能先增加后减少   D.t2~t3时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能   7.如图,可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱,A的质量为B的两倍。当B位于地面时,A恰与圆柱轴心等高。将A由静止 释放,B上升的最大高度是( )   A. B.   C. D.2R   8.如右图所示,一质量为m的物体(可视为质点),以某一初速度由A点冲上倾角为30°的固定斜面,其加速度大小为g,物体在斜面上运动的最高点为B, A、B两点的高度差为h,则物体从A点到B点的过程中( )   A.动能损失mgh B.动能损失2mgh   C.机械能损失2mgh D.机械能损失 mgh   9. 质量为2kg的质点静止于光滑水平面上,从 t=0时起,第1s内受到4N的水平外力作用,第2s内受到同方向2N的外力作用.下列判断正确的是( )   A.0~2s末外力的平均功率是 W B. 第2s末外力的瞬时功率最大   C.第2s内外力所做的功是 J D.第1s内与第2s内质点动能增加量的比值是   10.如图,足够大的光滑绝缘水平面上有三个点电荷M、O、N,电荷O恰能保持静止,电荷M、N均围绕电荷O做匀速圆周运动。已知电荷M、N与电荷O的距离分别为L1、L2。(不计万有引力作用)下列说法中正确的是( )   A. M与N带有异种电荷 B.M与N所带电荷量之比为   C.M与N的质量之比为 D.M与N的比荷之比为   11.如图甲,倾角为θ的光滑斜面上放一轻质弹簧,其下端固定,静止时上端位置在B点,在A点放一质量m=2kg的小物块,小物块自由释放,在开始运动的一段时间内v-t图如图乙所示,小物块在0.4s时运动到B点,在0.9s时到达C点,BC的距离为1.2m(g取10m/s2)。由图知( )   A.斜面倾角   B.C点处弹簧的弹性势能为16J   C.物块从B运动到C的过程中机械能守恒   D.物块从C回到A的过程中,加速度先增大后减小,再保持不变   12. 质量为2kg的物体放在地面上,在竖直向上的拉力作用下,由静止开始向上运动,在此过程中,物体的机械能E和位移x之间的关系如图所示,设地面为零势能面,(g取10m/s2)   下列说法中正确的是( )   A.前2m物体作匀加速直线运动,加速度为5m/s2   B.拉力的功率一直增大   C.前2m和后2m运动时间相等   D.x=2m时,物体的动能最大   第Ⅱ卷(非选择题共52分)   二.实验题(共14分)   13. (6分)在“探究功与物体速度变化关系”的实验中,某实验研究小组的实验装置如图甲所示.木块从A点静止释放后,在一根弹簧作用下弹出,沿足够长的木板运动到B1点停下,O点为弹簧原长时所处的位置,测得OB1的距离为L1,并记录此过程中弹簧对木块做的功为W1。用完全相同的弹簧2根、3根…并列在一起都使木块由A点静止释放,进行第2次、第3次…实验并记录相应的数据,作出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的图象如图乙所示。请回答下列问题:   (1)(3分)W-L图象为什么不通过原点?_______________________________。   (2)(3分)弹簧被压缩的长度LOA= ________ cm。   14. (8分)某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方,滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计。在气垫导轨上相隔一定距离L的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会 输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图线。   (1)(1分)实验前,接通电源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的△t1 _____△t2(选填“>”“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平。   (2)(3分)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若△t1、△t2、遮光条宽度d、滑块质量M、钩码质量m、A、B间距L已知,若上述物理量间满足关系式__________________________   _______________________________,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒。   (3)(4分)若遮光条宽度d=8.400mm,A、B间的距离L=160.00cm,△t1=8.40×10-3s,△t2=4.20×10-3s,滑块质量M=180g,钩码Q质量m=20g,则滑块从A运动到B的过程中系统势能的减少量△Ep= ___________J,系统动能的增量△Ek= ___________J。(g=9.80m/s2,计算结果保留三位有效数字)   三.计算题(共38分,答题时请写出必要的文字说明,公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)   15.(6分)用竖直向上大小为30N的力F,将2kg的物体由沙坑表面静止抬升1m时撤去力F,经过一段时间后,物体落入沙坑,测得落入沙坑的深度为20cm。若忽略空气阻力,g取10m/s2。则物体克服沙坑的阻力所做的功为多少?   16.(8分) 如图所示,绷紧的传送带始终保持大小为v=8m/s的速度水平匀速运动.一质量m=1kg的小物块无初速度地轻放 到皮带A处,物块与皮带间的动摩擦因数μ=0.4,A、B间距L=10m。(g=10m/s2)求:   (1)A到B的运动过程中摩擦力对物块所做的功;   (2)A到B的运动过程中产生的热量。   17.(12分)山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤,其示意图如下。图中A、B、C、D均为石头的边缘点,O为青藤的固定点,h1=1.8m,h2=4.0m,x1=4.8m,x2=8.0m。开始时,质量分别为M=10kg和m=2kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上,当大猴发现小猴将受到伤害时,迅速从左边石头A点起水平跳到中间石头,大猴抱起小猴跑到C点,抓住青藤下端荡到右边石头上的D点,此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点,不计空气阻力, (g=10m/s2)求:   (1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值;   (2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小;   (3)猴子荡起时,青藤对猴子的拉力大小。   18. (12分) 如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成,AB和BCD相切于B点,CD连线是圆轨道竖直方向的直径(C,D为圆轨道的最低点和最高点),且∠BOC=θ=37°,圆轨道直径d为0.4m。可视为质点,质量m=0.1kg的小滑块从轨道AB上高H处的某点由静 止滑下,(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:   (1)刚好能通过圆轨道最高点D的高度H;   (2)若用压力传感器测出滑块经过圆轨道最高点D时对轨道的压力为F,求出压力F与高度H的关系式,并在图乙中绘制出二者的关系图象。   (3)通过计算判断是否存在某个H值,使得滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的点。   高一第二学期物理期末考试试卷答案   一. 选择题(48分)   1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12   A C D B D C A B AD BD AC ACD   二.实验题(12分)   13.(1)由于木块通过AO段时,摩擦力对木块做了功或W不为总功 (3分)(2) 3 cm(3分)。   14.(1)= (1分),   (2) (3分)(4)0.314 J(2分),0.300 J(2分)   三.计算题(38分)   15. (6分)解:以物体从开始运动到落到落入沙中停止为研究过程,向上的力F、重力和沙的阻力做功,   根据动能定理w总=△EK   可得:W+WG+Wf=0-0   即:F•H+mgh+Wf=0   代入数据解得:Wf=-F•H-mgh=-34J   所以,物体克服沙坑的阻力做功34J.   答:物体克服沙坑的阻力做功34J   16.(9分)解:(1)滑块的加速度为a= =4m/s2   达到传送带的速度所需时间为t= = =2s   在2s内两者的位移之差为△x=vt− =8×2− ×4× m=8m   故达到共同速度之后滑块还在传送带上   根据动能定理,摩擦力做功为W= = ×1× J=32J   (2)转化为内能为Q=μmg•△x=0.4×1×10×8J=32J   答:(1)物块从A运动到B的过程中摩擦力对物块做功为32J   (2)物块从A运动到B的过程中物块与传送带间的摩擦做功转化为内能为32J   17. (10分)(1) (2) (3) F=216N.   解:(1)大猴子从A点水平跳起最小速度为 ,根据平抛运动知识:   ① ② 联立①②,得: ③   (2)大猴子抓住青藤速度为 ,由C到D,根据机械能守恒定律:   ④ 得: ⑤   (3)青藤对大猴子的拉力为F,青藤长度为L,   根据几何关系: ⑥ 得:L=10m ⑦   根据牛顿第二定律和向心力公式: ⑧   综合⑤⑦⑧式并代入数据得:F=216N. ○9   18 (12分)(1) (2) (3)存在,   解:(1)滑块从A运动到D的过程,由机械能守恒得:   且在D点满足: 得: ,   (2)在D点满足 ,滑块从A运动到D的过程,由机械能守恒得: 得: 图象如图所示:   (3)假设滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的E点(如图所示)   从D到E过程滑块做平抛运动,则有:   得到:   而滑块过D点的临界速度为:   由于: 所以存在一个H值,使得滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的点   滑块从A运动到D的过程,由机械能守恒得:   得到:

高二物理下册期中试题及答案

   第Ⅰ卷(选择题 共60分)    一、选择题(本题包括20小题,每小题3分,共60分。每小题只有一个选项符合题意)   1、下列说法中错误的是   A、我们把物体简化为一个有质量的点,称为质点   B、质点是一个忽略次要因素而突出问题的主要方面的理想化的物理模型   C、一个物体能否看成质点是由问题的性质(即物体的大小和形状能否忽略)决定的   D、在研究地球的运动时,一定不能把地球看做质点   2、在空中水平方向上匀速飞行的飞机中落下的重物,如果站在地面上的小孩看到它是沿着曲线下落的,而此飞机驾驶员看到它几乎是沿直线竖直下落的,那么这小孩与该驾驶员用来做参考的物体分别可能是   A、飞机、飞机   B、地面、地面   C、地面、飞机   D、飞机、地面   3、下列说法中正确的是   A、上午上课时间为8时5分、下课时间是11时50分,均表示时间间隔   B、每节课的时间为40分钟,表示的是时间间隔   C、在表示时间的数轴上,时刻用线段表示,时间间隔用点表示   D、时刻与时间间隔只有区别而没有任何联系   4、一个人从长沙去上海看世博,他若选择不同的交通方式   A、其位置变化一定是相同的   B、其运动轨迹的长度一定是一样的   C、所涉及的物理量之一是位移,它为标量   D、所涉及的物理量之二是路程,它为矢量   5、电磁打点计时器   A、是一种计时仪器   B、使用直流电源   C、由交流电源供电,工作电压为220V   D、通电前,先把纸带穿过限位孔,再将纸带压在复写纸片的上面   6、下列说法中正确的是   A、加速度是描述物体运动快慢的物理量   B、加速度的方向一定与速度变化量的方向相同   C、通过某物体的速度时间图象是不可能知道该物体的加速度的   D、加速度恒定的运动一定是匀变速直线运动   7、伽利略在研究自由落体运动时   A、坚定地认为重物一定比轻物下落得快些   B、首先建立了描述物体运动所需的平均速度、瞬时速度、加速度等概念   C、猜想这种运动一定是一种最复杂的变速运动   D、继承了亚里士多德采用的以实验检验猜想和假设的科学方法   8、下列对于力的认识,你认为其中没有错误的是   A、力只能改变物体的运动状态   B、因为力的示意图只严格地要求力的作用点和方向,所以力只有这两要素   C、因为力是指施力物体对受力物体的作用,所以受力物体不可能对施力物体作用   D、力的单位是牛顿(N),牛顿与力学基本单位之间的关系是:1N=1kgm/s2.   9、下列说法中正确的是   A、由于任何别的物体的吸引而使物体受到的力叫做重力   B、无论何种情况,重力的方向总是垂直于接触面向下   C、无论何种情况,重力的大小只与受力物体的质量有关   D、形状规则的均匀物体,其重心位置在这个物体的几何中心上   10、四种基本相互作用是   A、引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用   B、推力、拉力、提力、压力   C、重力、弹力、动摩擦力、静摩擦力   D、重力、支持力、压力、摩擦力   11、下列说法中正确的是   A、物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做弹性形变   B、发生弹性形变的物体对与它接触的物体所产生的力叫做弹力   C、静止于墙角的一足球与水平地面和两竖直墙面都有接触,此时足球受到三个弹力   D、弹力的方向一定与发生弹性形变的物体恢复原状的方向相反   12、下列说法中正确的是   A、摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动或相对运动趋势的方向相反   B、存在弹力且接触面不光滑,就一定存在摩擦力。   C、动摩擦因数没有单位,它的数值只跟相互接触的两个物体的材料有关   D、静摩擦力可以增大,它的增大是没有限度的。   13、在我国东北寒冷的冬季,雪橇是常见的运输工具。一个有钢制滑板的雪橇,连同车上的木料的总质量为5t.在水平的冰道上,马在水平方向上用力拉着雪橇匀速前进。已知钢与冰之间的动摩擦因数为0.02.   A、此时雪橇只受到马的水平拉力与冰道的滑动摩擦力这两个力的作用   B、此刻雪橇对地面的压力与雪橇所受到的总重力是一对作用力与反作用力   C、此时雪橇对地面的压力与雪橇所受到的支持力是一对平衡力   D、此刻马要在水平方向用980N的力   14、在《探究求合力的方法》的实验中,下列说法中错误的是   A、实验原理是合力的作用效果与分力的共同作用效果(使橡皮条伸长的长度)相同   B、实验器材需要弹簧测力计、橡皮条、细线、木板、白纸、图钉、刻度尺,铅笔   C、实验过程中要用力的示意图法,完全没有必要用力的图示法   D、实验结论得到求合力的方法是一个矢量相加的法则,它叫做平行四边形定则   15、为了行车的方便与安全,高大的桥要造很长的引桥,其主要目的是   A、减小过桥车辆的重力   B、增大过桥车辆的重力   C、减小过桥车辆重力的平行于引桥面向下的那个分力   D、增大过桥车辆重力的平行于引桥面向上的那个分力   16、牛顿第一定律   A、告诉我们:物体不受外力作用时,一定处于匀速直线运动状态   B、是能用实验直接验证的   C、表明:一切物体都有惯性   D、适用于任何参考系   17、在《探究加速度与力、质量的关系》的实验中,下列说法中正确的是   A、实验的基本思路是控制变量法   B、实验的分析方法中最好是以a为纵坐标、1/F为横坐标建立坐标系   C、实验的分析方法中最好是以a为纵坐标、m为横坐标建立坐标系   D、实验要解决的主要问题是怎样测量物体的质量   18、下列各选项中的物理量,其单位全部都是基本单位的是   A、长度、质量、速度   B、长度、质量、加速度   C、长度、质量、力   D、长度、质量、时间   19、在减速下降的电梯中的人   A、处于失重状态   B、处于超重状态   C、不受重力作用   D、不会出现超重或失重现象   20、牛顿第三定律所阐明的作用力与反作用力的关系   A、与物体的运动状态有关   B、与参考系的选择无关   C、是先有作用力后有反作用力   D、是它们必须作用于同一物体上    第Ⅱ卷(非选择题 共40分)    二、填空题(本题包括5小题,每空2分,共20分)   21、一个物体初位置的坐标是3m,末位置的坐标是-2m,它的坐标变化量为它的位移的大小是 。   22、汽车从制动到停止下来共用了5s.这段时间内,汽车每1s前进的距离分别是9m、7m、5m、3m、1m.则该汽车第5s内的平均速度是 ;第5s末的瞬时速度为 。   23、某汽车在紧急刹车时加速度的大小是6m/s2,如果必须在2s内停下来,汽车的行驶速度最高不能超过 km/h.该车在此最高速度情形下紧急刹车后的位移最大值是 。   24、为了估测出井口到其中水面的距离,让一个小而重的物体从井口自由落下,经过3s后听到此物击水的声音。据此则能估算出这个井口到水面的距离为 ,你认为这个结果是 。(填写偏大或偏小)   25、原长为L、劲度系数是k的轻质量弹簧A的最上端竖直悬挂在天花板上。现将弹簧的最下端吊一质量为m的物体B.当整个装置处于静止状态时,这个物体B便处于平衡状态。此时B所受力的合力为 ,此刻A的总长度是 。    三、计算与简答题(本题包括3小题,第26题7分,第27题7分,第28题6分,共20分)   26、一木箱静止在光滑水平地面上,装货物后木箱和货物的总质量为50 kg,现用200N的水平推力推木箱,求:   (1)该木箱的加速度;   (2)第2 s末木箱的速度。   27、以15m/s的速度行驶的无轨电车,在关闭电动机后,经过10s停了下来。电车的质量是4.0103kg,求电车所受的阻力。   28、以10m/s的速度从离地面20m高处竖直向上抛出一个物体,空气的阻力可以忽略,取g=10m/s2.求:   (1)3s内物体的位移。   (2)物体能够到达的离地面的最大高度。    物理试题参考答案    一、选择题(本题包括20小题,每小题3分,共60分。每小题只有一个选项符合题意)   1、 D 2、C 3、B 4、A 5、A 6、B 7、B 8、D 9、D 10、A   11、B 12、A 13、D 14、C 15、C 16、C 17、A 18、D 19、B 20、B    二、填空题(本题包括5小题,每空2分,共20分)   21、-5m、5m   22、1m/s、0   23、43.2、12m   24、45m、偏大   25、0、L+(mg/k)    三、计算与简答题(本题包括3小题,第26题7分,第27题7分,第28题6分,共20分)   26、(1)4m/s24分 (2)8m/s3分   27、a=-1.5m/s24分; Ff=-6000N3分   28、(1)x=-15m3分 (2)25m3分

高二物理题下册

解析:
设正离子从磁场区域的b点射出,射出速度方向的延长线与入射方向的直径交点为O,如图2,正离子在磁场中运动的轨迹为一段圆弧,该轨迹圆弧对应的圆心O’位于初、末速度方向垂线的交点,也在弦ab的垂直平分线上,O’b与区域圆相切,弦ab既是轨迹圆弧对应的弦,也是区域圆的弦,由此可知,OO’就是弦ab的垂直平分线,O点就是磁场区域圆的圆心。又因为四边形OabO’的四个角之和为,可推出,因此,正离子在磁场中完成了1/6圆周,即特点2 入射速度方向(不一定指向区域圆圆心)与轨迹圆弧对应的弦的夹角为(弦切角),则出射速度方向与入射速度方向的偏转角为,轨迹圆弧对应的圆心角也为,并且初末速度方向的交点、轨迹圆的圆心、区域圆的圆心都在弧弦的垂直平分线上。如图3,带电粒子从a点射入匀强磁场区域,初速度方向不指向区域圆圆心,若出射点为b,轨迹圆的圆心O’在初速度方向的垂线和弦ab的垂直平分线的交点上,入射速度方向与该中垂线的交点为d,可以证明:出射速度方向的反向延长线也过d点,O、d、O’都在弦ab的垂直平分线上。如果同一种带电粒子,速度方向一定、速度大小不同时,出射点不同,运动轨迹对应的弦不同,弦切角不同,该轨迹圆弧对应的圆心角也不同,则运动时间也不同。


一道高二物理恒定电流部分的试题

解:光敏电阻的阻值随光的强度的增大而减小,若接入电路中,该支路的电流要增大,但这样结成的电路,回路中无电源,电路中就没有电流,指针不偏转,不论光的强度增大还是减小,指针都不偏转
若将多用电表选择开关放在欧姆档,电表内部有电源,回路中就有电流,指针偏转;当照射在光敏电阻上的光强度逐渐增大时,电阻变小,指针偏转角度会变大


高二物理电容器的问题

你这道题,它的选项好像说得不是很清楚。不过我给你说一下怎么分析:
一般情况下,如果电容器和电源直接相连,则电容器的U不变;如果电容器和电源之间是断开的,则Q不变。
再根据以下公式可以分析出其他物理量的变化:U=Ed
E∝Q/S
Q=CU
示例1:如果是开关闭合,则由U=Ed先判断出另一个量的变化,之后再用其它公式继续判断。
示例2:如果开关断开,则Q不变,则先用E∝Q/S判断。
你说得这道题,主要是要判断出E的变化,然后再进行受力分析,立即就可以解出答案。


高中物理电容题求解

由油滴平衡可知其所受电场力向上与重力抵消,在上板上移时电势不变,两极板间的场强E=U/d,d↑则E↓,所以向上的电场力减少,合力向下,油滴向下运动。A错,图呢?B项需要图,若上板接电源正极,点p到下板的距离为d1,则p点电势为U1=d1U/d,当d↑U1↓。若上板接电源负极,则U1为电势降落的大小,当d↑,U1↓,电势降落的越少电势越大,油滴在p点电势能Ep=qU1,U1与上同,可由上判断C项正误,电容电容反比於d,所以d↑C↓,又因为U不变,由q=C/U可知C↓q↓,∴D项错误!抱谦,没看到图。


有关静电场的高二物理题、

两问其实是一个问题——正检验电荷所受电场力的方向,即是合电场强度的方向。

  一、建立模型:
  位于X轴上的矢量(电场力、场强)可以用一个实数表示:实数的大小即为矢量的大小;实数的正负号代表矢量的方向。以X轴正方向为矢量的正方向,那么正数对应指向X轴正方向的矢量;负数对应指向X轴负方向的矢量。
  设X轴上有两个点电荷,坐标分别为 x1、x2(x1≠x2);带电量分别为 q1、q2(变量本身带有正负号);则 q1 所受来自于 q2 的电场力为:
  F = [(k•q1•q2) / (x1 – x2)²]•[(x1 – x2) / | x1 – x2|]
  其中,[(x1 – x2) / | x1 – x2|] 为符号项,取值只有1、-1,是用来确定电场力方向的:

   q1、q2同号   q1、q2异号
x1<x2 F 为负      F 为正
x1>x2 F 为正      F 为负

  表中列出了F的符号与x1、x2、q1、q2的关系,结果与q1的实际受力情况一致。
所以,F = (k•q1•q2) / [(x1 – x2)•|x1 – x2|]

二、分析:
  设检验电荷 q 所在位置的横坐标为 x ;X = 0 处的点电荷记作A,X = 4 处的点电荷记作B。
则,A 、B各自对 q 的电场力分别为:
  Fa = (k•+Q•+q) / [(x – 0) / | x – 0|] = kqQ / (x•|x|);
  Fb = (k•-9Q•+q) / [(x – 4) / | x – 4|] = -9kqQ / [(x - 4)•|x - 4|];
所以,q 所受的合力为:
  F = Fa + Fb = kqQ•{1/( x•|x|) - 9/[(x - 4)•|x - 4|]}

分区间讨论:
(1)、(4,+∞):
F = kqQ•[1/ x² - 9/(x - 4)²]
= kqQ•[(x - 4)² - 9x²] / [x²•(x - 4)²]
= kqQ•(x – 4 -3x)•(x – 4 + 3x) / [x²•(x - 4)²]
= -8kqQ•(x + 2)•(x - 1) / [x²•(x - 4)²]
显然,当 x>4时,F恒小于零,即F恒指向X轴负方向。
(2)、(0,4):
F = kqQ•[1/ x² + 9/(x - 4)²]
此时,F恒大于零,F指向X轴正方向。
(3)、(-∞,0):
F = kqQ•[-1/ x² + 9/(x - 4)²]
= kqQ•[9x² - (x - 4)²] / [x²•(x - 4)²]
= kqQ•(3x - x + 4)•(3x + x – 4) / [x²•(x - 4)²]
= 8kqQ•(x + 2)•(x - 1) / [x²•(x - 4)²]
此时,需要进一步分区间讨论:
①(-2,0):F < 0,方向指向X轴负方向;
②(-∞,-2):F > 0,方向指向X轴正方向;
③-2:F = 0,检验电荷受力平衡。

  综上可知,使得检验电荷q 所受合力指向X轴负方向的区间是:(4,+∞) ∪ (-2,0)。电场强度在该区间的方向指向X轴负方向。


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