2020版高考物理一輪復習 全程訓練計劃 課練20 庫侖定律 電場力的性質(zhì)(含解析).doc
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庫侖定律 電場力的性質(zhì) 小題狂練? 小題是基礎 練小題 提分快 1. [2018全國卷Ⅰ]如圖,三個固定的帶電小球a、b和c,相互間的距離分別為ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm.小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線.設小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k,則( ) A.a(chǎn)、b的電荷同號,k= B.a(chǎn)、b的電荷異號,k= C.a(chǎn)、b的電荷同號,k= D.a(chǎn)、b的電荷異號,k= 答案:D 解析:由于小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線,根據(jù)受力分析知, a、b的電荷異號. 根據(jù)庫侖定律, a對c的庫侖力為 Fa=k0 ?、? b對c的庫侖力為 Fb=k0 ?、? 設合力向左,如圖所示,根據(jù)相似三角形,得 = ?、? 聯(lián)立①②③式得k===. 2.[2019江蘇省鹽城市時楊中學檢測]真空中,A、B兩點與點電荷Q的距離分別為r和3r,則A、B兩點的電場強度大小之比為( ) A.3:1 B.1:3 C.9:1 D.1:9 答案:C 解析:由點電荷的場強公式E=k可知,==,C選項正確. 3.[2019四川省成都模擬]如圖所示為電場中的一條電場線,在該電場線上有a、b兩點,用Ea、Eb分別表示這兩處的電場強度的大小,則( ) A.a(chǎn)、b兩點的電場強度方向相反 B.因為電場線由a指向b,所以Ea>Eb C.因為電場線是直線,所以Ea=Eb D.因不清楚a、b兩點附近的電場線分布情況,所以不能確定Ea、Eb的大小關(guān)系 答案:D 解析:由電場線方向可知,a、b兩點的電場強度方向都向右,A選項錯誤;僅一條電場線無法比較電場線的疏密程度和電場強度大小關(guān)系,B、C選項錯誤,D選項正確. 4.[2019重慶八中模擬]在如圖所示的四種電場中,分別標記有a、b兩點,其中a、b兩點電場強度大小相等、方向相反的是( ) A.圖甲中與點電荷等距的a、b兩點 B.圖乙中兩等量異種點電荷連線的垂直平分線上與連線等距的a、b兩點 C.圖丙中兩等量同種點電荷連線的垂直平分線上與連線等距的a、b兩點 D.圖丁中非勻強電場中的a、b兩點 答案:C 解析: 題圖甲中與點電荷等距的a、b兩點,電場強度大小相同,方向不相反,A選項錯誤;題圖乙中,根據(jù)電場線的疏密及對稱性可判斷,a、b兩點的電場強度大小相等、方向相同,B選項錯誤;題圖丙中兩等量同種點電荷連線的垂直平分線上與連線等距的a、b兩點,電場強度大小相同,方向相反,C選項正確;題圖丁中根據(jù)電場線的疏密可判斷,b點的電場強度大于a點的電場強度,D選項錯誤. 5. [2019福建省三明模擬](多選)如圖所示,實線為不知方向的三條電場線,從電場中M點以相同速度垂直于電場線方向飛出a、b兩個帶電粒子,僅在電場力作用下的運動軌跡如圖中虛線所示,不計兩粒子間的相互作用,則( ) A.a(chǎn)一定帶正電,b一定帶負電 B.a(chǎn)的速度將減小,b的速度將增大 C.a(chǎn)的加速度將減小,b的加速度將增大 D.兩個粒子的動能均增大 答案:CD 解析:根據(jù)兩粒子的偏轉(zhuǎn)方向,可知兩粒子帶異種電荷,但無法確定其具體電性,故A錯誤;由粒子受力方向與速度方向的關(guān)系,可判斷電場力對兩粒子均做正功,兩粒子的速度、動能均增大,故B錯誤,D正確;從兩粒子的運動軌跡判斷,a粒子的運動軌跡所在的電場線逐漸變得稀疏,b粒子的運動軌跡所在的電場線逐漸變密,說明a的加速度減小,b的加速度增大,故C正確. 6. [2019廣東省深圳市耀華實驗學校模擬]如圖所示,在真空中某點電荷產(chǎn)生的電場中有a、b兩點,a點處場強大小為Ea,方向與連線ab的夾角為60.b點處場強大小為Eb,方向與連線ab的夾角為30.則a、b兩點的場強大小關(guān)系為( ) A.Eb= B.Ea= C.Eb=3Ea D.Ea=3Eb 答案:D 解析:由題意知,場源電荷為負點電荷,則-Q應位于兩電場線的交點O處,如圖所示,因為a點離O較近,而Ea=k,Eb=k,而rb=ra,所以有Ea=3Eb,所以D選項正確. 7.[2019云南省建水六中模擬]如圖所示,絕緣水平面上有A、B、C、D四點,依次相距L,若把帶電金屬小球甲(半徑遠小于L)放在B點,測得D點處的電場強度大小為E;現(xiàn)將不帶電的相同金屬小球乙與甲充分接觸后,再把兩球分置于A、C兩點,此時D點處的電場強度大小為( ) A.E B.E C.E D.E 答案:D 解析:由E=k得,E=k,甲、乙兩小球接觸后,電荷量平分,有Q1=Q2=,ED=k+k,聯(lián)立得ED=E,所以D項正確. 8.[2019寧夏六盤山高中摸底]如圖所示,兩個質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b,其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻,將它們固定于絕緣支座上,兩球心間的距離l為球半徑的3倍.若使它們帶上等量異種電荷,使其電荷量的絕對值均為Q,引力常量為G,靜電力常量為k,那么a、b兩球之間的萬有引力F1、庫侖力F2分別滿足( ) A.F1=G,F(xiàn)2=k B.F1>G,F(xiàn)2=k C.F1=G,F(xiàn)2>k D.F1=G,F(xiàn)2<k 答案:C 解析:兩個金屬球殼質(zhì)量分布均勻,計算萬有引力時可以等效為質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點,所以F1=G;帶上等量異種電荷時,異種電荷互相吸引,電荷分布在兩球殼靠近的一側(cè),電荷中心間的距離小于兩球心間的距離,則F2>k,選項C正確. 9.[2019四川省蒼溪中學診斷]如圖所示,兩根絕緣輕繩將兩個大小和材料均相同的帶正電小球(可視為質(zhì)點)系于同一點,A球靠在絕緣墻壁上,B球保持靜止狀態(tài).兩球所帶電荷量分別為qA=2q和qB=4q.現(xiàn)將B球與A球接觸后再次釋放,穩(wěn)定后兩球均靜止,下列說法正確的是( ) A.B球的電荷量不變 B.輕繩對B球的拉力變大 C.A、B兩球間庫侖力減小 D.A、B兩球間距離與原來兩球間距離的比值為 答案:D 解析:兩球接觸時,平分電荷量,A錯誤;設兩輕繩的長度分別為h和L0,兩球間距離為L,當兩球處于靜止狀態(tài)時,對B球進行受力分析,如圖所示,根據(jù)三角形相似可得,=,T=G,所以輕繩對B球的拉力不變,B錯誤;由=,得F=G,又F=k,得L=,故可知再次平衡時,兩球間距離增大,庫侖力增大,C錯誤;兩球間距離與原來兩球間距離的比值為=,D正確. 10.[2019湖南省株洲模擬](多選)如圖所示,在真空中傾斜平行放置著兩塊帶有等量異種電荷的金屬板A、B,傾角為θ,一個電荷量q=1.4110-4C、質(zhì)量m=1 g的帶正電小球自A板上的孔P以水平速度v0=0.1 m/s飛入兩板之間的電場,經(jīng)0.02 s后未與B板相碰恰好回到P,g取10 m/s2,則( ) A.板間電場強度大小為100 V/m B.板間電場強度大小為141 V/m C.板與水平方向的夾角θ=30 D.板與水平方向的夾角θ=45 答案:AD 解析:小球從A板射向B板,能回到P,可知小球沿水平方向運動,對小球受力分析如圖所示,設板間勻強電場的場強為E,在豎直方向由平衡條件得,mg=qEcosθ,在水平方向由動量定理得qEtsinθ=2mv0,解得tanθ==1,即θ=45,E==100 V/m,A、D項正確. 11.[2019江蘇省南京市程橋高中模擬]一半徑為R的半球面均勻帶有正電荷Q,電荷Q在球心O處產(chǎn)生的場強大小E0=k,方向如圖所示.把半球面分為表面積相等的上、下兩部分,如圖甲所示,上、下兩部分電荷在球心O處產(chǎn)生電場的場強大小分別為E1、E2;把半球面分為表面積相等的左、右兩部分,如圖乙所示,左、右兩部分電荷在球心O處產(chǎn)生電場的場強大小分別為E3、E4.則( ) A.E1>k B.E2= C.E3<k D.E4= 答案:A 解析:根據(jù)點電荷電場強度公式E=,且電荷只分布在球的表面,對于題圖甲,雖表面積和各點到圓心的距離相同,但半球面上部分各處電荷在O點場強夾角相對較小,則根據(jù)電場的疊加原理,上、下兩部分電荷在球心O處產(chǎn)生電場的場強大小關(guān)系為E1>E2;因電荷Q在球心O處產(chǎn)生的場強大小E0=k,則E1>k;對于題圖乙,半球面分為表面積相等的左、右兩部分,根據(jù)電場的疊加可知:左側(cè)部分在O點產(chǎn)生的場強與右側(cè)部分在O點產(chǎn)生的場強大小相等,即E3=E4.由于方向不共線,由合成法則可知,E3>k,故A項正確,B、C、D項錯誤. 12. [2019湖南省洞口一中檢測](多選)套有三個帶電小球的圓環(huán)放在水平桌面上(不計一切摩擦),小球的電荷量保持不變,整個裝置平衡后,三個小球的一種可能位置如圖所示.三個小球構(gòu)成一個銳角三角形,三角形的邊長大小關(guān)系是AB>AC>BC,下列說法正確的是( ) A.三個小球電荷量的代數(shù)和可能為0 B.三個小球一定帶同種電荷 C.三個小球所受環(huán)的彈力大小為NA>NB>NC D.三個小球帶電荷量的大小為QA>QC>QB 答案:BC 解析:對A分析,彈力過圓心,根據(jù)平衡條件,要么B與C對A有引力,要么對A有斥力,因此A不可能受到一個斥力一個引力,所以B、C帶同種電荷,分析B,根據(jù)平衡條件可得A、C帶同種電荷,所以三個小球電荷量的代數(shù)和不可能為零,A錯誤,B正確;A受到兩斥力,設圓心為O,因AB大于AC,同時∠OAB小于∠OAC,可得受B的斥力更大,又離B遠可得B所帶電荷量大于C所帶電荷量,同理A所帶電荷量大于B所帶電荷量,即QA>QB>QC,故D錯誤;結(jié)合平行四邊形定則,知NA>NB>NC,C正確. 13. [2019廣東省實驗中學模擬](多選)如圖所示,兩等量異種點電荷相距為2a,M與兩點電荷共線,N位于兩點電荷連線的垂直平分線上,兩點電荷連線中點到M和N的距離都為L,且L?a.則兩點電荷在M點的合電場強度和N點的合電場強度( ) A.大小之比為2:1,方向相反 B.大小之比為1:1,方向相反 C.大小均與a成正比,方向相反 D.大小均與L的平方成反比,方向相互垂直 答案:AC 解析:如圖所示,兩點電荷在M點產(chǎn)生的合電場強度為E1=k-k=4k,兩點電荷在N點產(chǎn)生的合電場強度為E2=2k=2k,所以E1:E2=2:1;又N點處場強方向由+q指向-q,在M點的場強方向由-q指向+q,所以E1與E2的方向相反,故A、C正確. 14.[2019河北省衡水中學檢測](多選)如圖所示,M、N為兩個等大的均勻帶電圓環(huán),其圓心分別為A、C,帶電荷量分別為+Q、-Q,將它們平行放置,A、C連線垂直于圓環(huán)平面,B為AC的中點,現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的微粒(重力不計)從左方沿A、C連線方向射入,到A點時速度vA=1 m/s,到B點時速度vB= m/s,則( ) A.微粒從B到C做加速運動,且vC=3 m/s B.微粒從A到C先做減速運動,后做加速運動 C.微粒在整個運動過程中的最終速度為 m/s D.微粒最終可能返回至B點,其速度大小為 m/s 答案:AC 解析:從A到B做的功和從B到C做的功相等,依據(jù)動能定理可得:qUAB=mv-mv,qUBC=mv-mv,解得vC=3 m/s,A項正確;在到達A點之前,微粒做減速運動,而從A到C微粒一直做加速運動,故B項錯誤;過B作垂直AC的線,此線為等勢線,微粒過C點后,會向無窮遠處運動,而無窮遠處電勢為零,故B點的動能等于無窮遠處的動能,依據(jù)能量守恒定律可以得到微粒最終的速度應該與B點的速度相同,故C項正確,D項錯誤. 15.[2019合肥質(zhì)檢](多選)如圖所示,一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子,僅在電場力作用下以恒定的速率v沿一圓弧從A點運動到B點,速度方向轉(zhuǎn)過θ角,AB弧長為l.則下列說法正確的是( ) A.該粒子一定處在一個點電荷的電場中 B.該粒子可能處在兩個點電荷的電場中 C.圓弧AB中點的電場強度大小為 D.圓弧AB中點的電場強度大小為 答案:BC 解析:由于粒子的速度大小始終相同,故在從A點運動到B點的過程中電場力不做功,即題圖中的軌跡為等勢線,因此該電場可能是一個點電荷形成的電場,軌跡位于以點電荷為圓心的圓上,也可能是等量異種點電荷形成的電場,軌跡位于等量異種點電荷連線的中垂面上,A錯誤,B正確;由題意知A、B兩點的電勢差為0,粒子做勻速圓周運動,電場力提供向心力,則由牛頓第二定律可知,qE=m,由于l=Rθ,解得E=,C正確,D錯誤. 16.[2019南昌模擬]已知均勻帶電球殼內(nèi)部電場強度處處為零,電勢處處相等.如圖所示,正電荷均勻分布在半球面上,Ox為通過半球頂點與球心O的軸線,A、B為軸線上的點,且AO=OB,則下列判斷正確的是( ) A.A點的電場強度比B點的電場強度大 B.A、B兩點的電場強度相同 C.A、B兩點的電場強度大小相等,方向相反 D.A、B兩點的電場強度大小不等,方向相同 答案:B 解析:先將半球面補充為一個完整的球面,則B點的電場強度可等效為完整的球面產(chǎn)生的電場強度與右邊均勻帶負電半球面產(chǎn)生的電場強度的疊加,即為右邊帶負電半球面產(chǎn)生的電場強度,根據(jù)對稱性可知與左半球面在A點產(chǎn)生的電場強度大小相等,方向相同,B正確. 課時測評? 綜合提能力 課時練 贏高分 一、選擇題 1.[2019廣東揭陽一中、潮州金中聯(lián)考](多選)如圖所示的實驗裝置為庫侖扭秤.細銀絲的下端懸掛一根絕緣棒,棒的一端是一個帶電的金屬小球A,另一端有一個不帶電的球B,B與A所受的重力平衡,當把另一個帶電的金屬球C插入容器并使它靠近A時,A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn),通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小,便可找到力F與距離r和電荷量q的關(guān)系.這一實驗中用到了下列哪些方法( ) A.微小量放大法 B.極限法 C.控制變量法 D.逐差法 答案:AC 解析:當小球C靠近小球A時,庫侖力使懸絲扭轉(zhuǎn)較小的角度,通過懸絲上的小鏡子反射光線放大,能比較準確地測出轉(zhuǎn)動角度.同時體現(xiàn)了控制變量法,即分別控制q和r不變,研究庫侖力F與r和q的關(guān)系,故A、C正確. 2.[2019河南模擬]a、b、c三個點電荷僅在相互之間的靜電力的作用下處于靜止狀態(tài),已知a所帶的電荷量為+Q,b所帶的電荷量為-q,且Q>q,關(guān)于電荷c,下列判斷正確的是( ) A.c一定帶負電 B.c所帶的電荷量一定大于q C.c可能處在a、b之間 D.如果固定a、b,仍使c處于平衡狀態(tài),則c的電性、電荷量、位置都將唯一確定 答案:B 解析:根據(jù)電場力方向來確定各自電性,從而得出“兩同夾一異”,根據(jù)庫侖定律來確定電場力的大小,并由平衡條件來確定各自所帶電荷量的大小,因此在大小上一定為“兩大夾一小”,且c所帶的電荷量一定大于q,故A、C錯誤,B正確;如果a、b固定,則只需使c處于平衡狀態(tài)即可,由于a、b帶異號電荷,c應位于a、b連線的外側(cè),又由于a的電荷量大于b的電荷量,則c應靠近b,c的電荷量不能確定,故D錯誤. 3.如圖所示,光滑平面上固定金屬小球A,用長為l0的絕緣彈簧將A與另一個金屬小球B連接,讓它們帶上等量同種電荷,彈簧伸長量為x1;若兩小球電荷量各漏掉一半,彈簧伸長量變?yōu)閤2,則有( ) A.x2=x1 B.x2>x1 C.x2=x1 D.x2- 配套講稿:
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