1、届高考物理一轮复习课件+作业 7核心素养提升练 二十库仑定律电场力的性质(45分钟100分)(20分钟50分)一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分,14题为单选题,5题为多选题)1.如图所示,两个带电均匀分布的小球半径均为a,两球心相距为d,如果它们分别带有等量的同种电荷Q,则它们之间相互作用力的大小为 ()A.B.C.D.两球距离太近,不能看作点电荷,无法计算【解析】选B。两个小球均电荷均匀分布,电荷中心间距为d,根据库仑定律得F=,故A、C、D错误,B正确。2.(创新预测)带有等量异种电荷的一对平行金属板,如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大,即使在两极板之间,它的电
2、场线也不是彼此平行的直线,而是如图所示的曲线,关于这种电场,下列说法正确的是()A.电场内部A点的电场强度小于B点的电场强度B.电场内部A点的电场强度等于B点的电场强度C.若将一正电荷从电场中的A点由静止释放,它将做匀加速直线运动D.若将一正电荷从电场中的A点由静止释放,它将做变加速直线运动【解析】选D。从电场线分布看,A点的电场线比B点密,所以A点的电场强度大于B点的电场强度,故A、B错误;由于电场不是匀强电场,所以从A点由静止释放的正电荷做变加速直线运动,故C错误,D正确。3.(2019大连模拟)如图所示,在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电,另一带正电的物体B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q
3、缓慢地从A的正上方经过,若此过程中A始终保持静止,A、B两物体可视为质点且只考虑它们之间有库仑力的作用,则下列说法正确的是()A.物体A受到地面的支持力先增大后减小B.物体A受到地面的支持力保持不变C.物体A受到地面的摩擦力先增大后减小D.库仑力对物体B先做正功后做负功【解析】选A。当物体B由P点运动到最高点的过程中,物体A受力如图甲所示,由平衡条件得,水平方向Fsin-Ff=0,竖直方向FN-Fcos-mg=0,解得FN=mg+Fcos,Ff=Fsin,由于G与F不变,逐渐减小为零,因而支持力FN逐渐变大,Ff逐渐变小。当物体B由最高点运动到Q点的过程中,物体A受力如图乙所示,由平衡条件得,
4、水平方向Fsin-Ff=0,FN-Fcos-mg=0,解得FN=mg+Fcos,Ff=Fsin,由于G与F不变,由零逐渐增大,因而支持力FN逐渐变小,Ff逐渐变大,因此物体A受到地面的支持力先增大后减小,物体A受到地面的摩擦力先减小后增大,故A正确,B、C错误;物体B受的库仑力方向与物体B的速度总是垂直,库仑力对B不做功,故D错误。4.电荷量为+Q的点电荷和接地金属板MN附近的电场线分布如图所示,点电荷与金属板相距为2d,图中P点到金属板和点电荷间的距离均为d。已知P点的电场强度为E0,则金属板上感应电荷在P点处产生的电场强度E的大小为 ()A.E=0 B.E=kC.E=E0-k D.E=【解
5、析】选C。+Q在P点产生的场强大小E1=k,方向水平向右,根据电场的叠加原理可得E0=E1+E,解得金属板上感应电荷在P点处产生的电场强度大小为 E=E0-k,故C正确,A、B、D错误。5.(创新预测)反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类,沿着它身体的长度方向分布着电器官,这些器官能在鱼周围产生电场,如图为反天刀周围的电场线分布示意图,A、B、C为电场中的点,下列说法正确的是 ()A.头部带负电B.A点电场强度大于B点电场强度C.负离子运动到A点时,其加速度方向向右D.图中从A至C的虚线可以是正离子的运动轨迹【解析】选B、D。电场线从正电荷或无穷远处出发,终止于负电荷或无穷远处,根据电场线由鱼的头部
6、出发可知,头部带正电,故A错误;电场线疏密程度表示电场强度大小,A处电场线比B处密,所以A处电场强度大于B处电场强度,故B正确;负离子在A点受到的电场力向左,其加速度方向向左,故C错误;正离子所受的电场力方向沿着电场线的方向,且指向运动轨迹的凹侧,故D正确。【加固训练】(2018湛江模拟)某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是 ()A.b点的电势低于a点的电势B.若将一正试探电荷由a点移到b点,电场力做负功C.c点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断D.若将一正试探电荷从d点由静止释放,电荷将沿着电场线由d到c【解析】选B。沿电场线方向电势逐渐降低,因b点所在的等势面高于
7、a点所在的等势面,故b点的电势高于a点的电势,故A错误;若将一正试探电荷由a点移到b点,电场力做负功,故B正确;由于电场线密集的地方场强较大,故d点的场强大于c点的场强,故C错误;因dc电场线是曲线,故若将一正试探电荷从d点由静止释放,电荷将不能沿着电场线由d到c,故D错误。二、计算题(本题共15分,需写出规范的解题步骤)6.如图所示,用一根绝缘细线悬挂一个带电小球,小球的质量为m,电量为q,现加一水平的匀强电场,平衡时绝缘细线与竖直方向夹角为。 (1)试求这个匀强电场的场强E的大小。(2)如果将电场方向顺时针旋转角、大小变为E后,小球平衡时,绝缘细线仍与竖直方向夹角为,则E的大小又是多少?【
8、解析】 (1)对小球受力分析,受到重力、电场力和细线的拉力,如图甲所示。由平衡条件得:mgtan=qE解得:E=(2)将电场方向顺时针旋转角、大小变为E后,电场力方向也顺时针转过角,大小为F=qE,此时电场力与细线垂直,如图乙所示。根据平衡条件得:mgsin =qE解得:E=答案:(1)(2)(25分钟50分)7.(7分)(创新预测)如图所示,图中MN是由点电荷产生的电场中的一条电场线。一带正电粒子q飞入电场后,只在电场力作用下沿图中虚线运动,a、b是该曲线上的两点,则下列说法正确是 ()A.若场源电荷为负电荷,其在N端B.若场源电荷为正电荷,其在M端 C.正粒子q经过MN时,其加速度方向向左
9、D.a点的电场强度大于b点的电场强度【解析】选C。正粒子q经过MN时受到的电场力向左,加速度方向向左,场源电荷产生的场强由N指向M,若场源电荷为负电荷,其在M端,若场源电荷为正电荷,其在N端,故A、B错误,C正确;由于场源电荷不确定,所以无法比较a、b两点的电场强度大小,故D错误。【总结提升】电场线与轨迹问题判断方法(1)“运动与力两线法”画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向),从两者的夹角情况来分析曲线运动的情况。(2)“三不知时要用假设法”电荷的正负、场强的方向或等势面电势的高低、电荷运动的方向,若已知其中的任意一个,可顺次向下分析判定各待求量;
10、若三个都不知,则要用假设法分别讨论各种情况。8.(7分)(多选)(2019安阳模拟)如图所示,光滑绝缘的水平面上有一带电量为-q的点电荷,在距水平面高h处的空间内存在一场源点电荷+Q,两电荷连线与水平面间的夹角=30,现给-q一水平初速度,使其恰好能在水平面上做匀速圆周运动,已知重力加速度为g,静电力常量为k,则 ()A.点电荷-q做匀速圆周运动的向心力为B.点电荷-q做匀速圆周运动的向心力为C.点电荷-q做匀速圆周运动的线速度为D.点电荷-q做匀速圆周运动的线速度为【解析】选B、C。根据库仑定律以及力的分解得Fn=cos30=,故A错误,B正确;由牛顿第二定律得=m,解得v=,故C正确,D错
11、误。9.(7分)(2019南阳模拟)如图所示,在均匀带正电的无穷大薄平板右侧距离3l处有一个带电量为+q的小球,在小球到平板垂线上距平板为2l的P处,场强恰好为零。已知无穷大平板产生的电场的电场线自正电荷发出终止于无穷远处,静电力常量为k,则P点关于薄平板对称的M点的场强大小是 ()A. B. C. D.【解析】选A。P处场强恰好为零,所以正电平板在P处产生的场强和+q在P处产生的场强大小相等,方向相反,根据点电荷场强公式,+q在P处产生的场强为E=k,根据对称关系,带正电平板在M处产生的场强大小为E2=k,方向水平向左,+q在M处产生的场强为E1=k,方向向左,所以M点的场强大小EM=E1+
12、E2=k,故A正确,B、C、D错误。【加固训练】a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点,abc=120。现将三个等量的正点电荷+Q分别固定在a、b、c三个顶点上,下列说法正确的有 ()A.d点电场强度的方向由d指向OB.O点电场强度的方向由d指向OC.d点的电场强度大于O点的电场强度D.d点的电场强度小于O点的电场强度【解析】选D。由电场的叠加原理可知,d点电场方向由O指向d,O点电场强度的方向也是由O指向d,故A、B错误;设菱形的边长为r,根据公式E=k,分析可知三个点电荷在d点产生的场强E大小相等,由电场的叠加可知,d点的场强大小为Ed=2k,O点的场强大小为EO=4k,可见,d点的电场强
13、度小于O点的电场强度,即EdEO,故C错误,D正确。10.(7分)(多选)(2019蚌埠模拟)如图所示,带电小球甲固定在光滑的水平绝缘桌面上,在桌面上距甲一定距离有另一个带电小球乙,乙在桌面上运动,甲乙均视为质点。某时刻乙的速度沿垂直于甲乙的连线方向,则 ()A.若甲乙带同种电荷,以后乙一定做速度变大的曲线运动B.若甲乙带同种电荷,以后乙一定做加速度变大的曲线运动C.若甲乙带异种电荷,以后乙可能做匀速圆周运动D.若甲乙带异种电荷,以后乙可能做加速度和速度都变小的曲线运动【解析】选A、C、D。若甲、乙为同种电荷,甲、乙之间的库仑力为排斥力,并且力的方向和速度的方向不在一条直线上,所以质点乙一定做
14、曲线运动,由于两者之间的距离越来越大,它们之间的库仑力也就越来越小,所以乙的加速度在减小,速度增大,故A正确,B错误;若甲乙带异种电荷,甲、乙之间的库仑力为吸引力,如果吸引力刚好等于乙做匀速圆周运动需要的向心力,则以后乙做匀速圆周运动,故C正确;若甲乙带异种电荷,甲、乙之间的库仑力为吸引力,如果吸引力小于乙做匀速圆周运动需要的向心力,则乙做离心运动,由于两者之间的距离越来越大,它们之间的库仑力也就越来越小,所以乙的加速度在减小,速度也减小,故D正确。11.(7分)(多选)已知均匀带电球体在其外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同,而均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电
15、场强度为零。现有一半径为R、电荷量为Q的均匀带电绝缘球体,M、N为一条直径上距圆心O为R的两点,静电力常量为k,则 ()A.M、N点的电场强度方向相同B.M、N点的电场强度方向相反C.M、N点的电场强度大小均为D.M、N点的电场强度大小均为【解题指导】解答本题应注意以下三点:(1)带电绝缘体电荷均匀分布;(2)M、N两点的场强等于以O为圆心,半径为R的均匀球体在M、N两点产生的场强;(3)M、N两点的场强具有对称性。【解析】选B、D。根据均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零,知M点的场强等于以O为圆心半径为R的均匀球体在M点产生的场强,这个球体之外的球壳在M点产生的场强为零,这个球体
16、所带电荷量为q=Q=,M点的电场强度大小为EM=k=,方向向左,根据对称性知N点的电场强度大小也为,方向向右,故A、C错误,B、D正确。12.(15分)如图所示,把质量为2 g的带负电小球A用绝缘细绳悬挂,若将带电荷量为410-6 C的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30 cm时,则绳与竖直方向成45角,g取10 m/s2,k=9.0109 Nm2/C2。求: (1)A球带电荷量是多少。(2)若改变小球B的位置,仍可使A球静止在原来的位置,且A、B间的库仑力最小,最小库仑力为多少。【解题指导】解答本题应注意以下两点:(1)小球A处于平衡状态;(2)当库仑力垂直细绳时,A、B间库仑力最小。【解析】(1)对球A受力分析如图所示: 由平衡条件得:Tsin45-F=0Tcos45-mg=0解得:F=mgtan45=0.02 N即A球受的库仑力为0.02 N根据库仑定律得:F=k解得:QA=510-8 C(2)当库仑力垂直细绳时,A、B间库仑力最小,则:Fmin=mgsin= N答案:(1)510-8 C(2) N关闭Word文档返回原板块
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