物理選修3-1人教新課標(biāo)1.2庫侖定律同步練習(xí)

1、1兩個分別帶有電荷量Q和3Q的相同金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷)，固定在相距為r的兩處，它們間庫侖力的大小為F，兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)椋瑒t兩球間庫侖力的大小為()A.FB.FC.F D12FFk，兩小球相互接觸后電荷量先中和再平分，各自帶電荷量QQ，故當(dāng)二者間距為時，兩球間庫侖力Fkk，故FF，C正確2. (2010·高考廣東卷)如圖6113是某一點(diǎn)電荷的電場線分布圖，下列表述正確的是()圖6113Aa點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢B該點(diǎn)電荷帶負(fù)電Ca點(diǎn)和b點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向相同Da點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度解析：選BD.沿著電場線電勢降低，a點(diǎn)電勢比b點(diǎn)電勢低，A錯誤；由電場線方向

2、知該點(diǎn)電荷帶負(fù)電，B正確；a點(diǎn)和b點(diǎn)不在同一條電場線上，電場強(qiáng)度方向不同，C錯誤；a點(diǎn)靠近場源電荷，a點(diǎn)場強(qiáng)大于b點(diǎn)場強(qiáng)，D正確3(2010·高考海南卷)如圖6114所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O點(diǎn)為半圓弧的圓心，MOP60°.電荷量相等、符號相反的兩個點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時O點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為E1；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)，則O點(diǎn)的場強(qiáng)大小變?yōu)镋2，E1與E2之比為()圖6114A12B21C2 D4解析：選B.M、N處的兩點(diǎn)電荷符號相反，設(shè)電荷量的數(shù)值為q，半圓弧半徑為r，兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)形成的電場強(qiáng)度的方向相同，大小均為，因此O點(diǎn)的電場強(qiáng)度

3、大小為E12.在N點(diǎn)的電荷移至P點(diǎn)時，兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)形成的電場強(qiáng)度大小均為，二者方向夾角為120°，因此O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為E2，所以E1E221，即選項(xiàng)B正確4(2012·東北師大附中檢測)如圖6115所示的真空空間中，僅在正方體中的黑點(diǎn)處存在著電荷量大小相等的點(diǎn)電荷，則圖中A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同的是()圖6115解析：選C.選項(xiàng)A、D中A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小相同而方向不同；選項(xiàng)B中A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小、方向都不同；選項(xiàng)C中A、B兩點(diǎn)位于兩個等量異種電荷連線的中垂線上且關(guān)于連線對稱，所以它們的場強(qiáng)大小和方向都相同，選項(xiàng)C正確5. (2012·廣東深圳調(diào)研)

4、一根長為l的絲線吊著一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場中，如圖6116所示，絲線與豎直方向成37°角，現(xiàn)突然將該電場方向變?yōu)橄蛳虑掖笮〔蛔?，不考慮因電場的改變而帶來的其他影響(重力加速度為g)，求：圖6116(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大??；(2)小球經(jīng)過最低點(diǎn)時受到的拉力大小解析：(1)小球靜止在電場中受力如圖所示，顯然小球帶正電，由平衡條件得：mgtan37°qE故E.(2)電場方向變成向下后(如圖所示)，小球開始擺動做圓周運(yùn)動，重力、電場力對小球做正功由動能定理得：mv2(mgqE)l(1cos37°)由圓周運(yùn)動知識，在最低點(diǎn)時，F(xiàn)向FT(

5、mgqE)m解得FTmg.答案：(1)(2)mg一、選擇題1在電場中的某點(diǎn)放一個檢驗(yàn)電荷，其電量為q，受到的電場力為F，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E，下列說法正確的是()A若移去檢驗(yàn)電荷，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為0B若檢驗(yàn)電荷的電量變?yōu)?q，則該點(diǎn)的場強(qiáng)變?yōu)?EC若放置到該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷變?yōu)?q，則場中該點(diǎn)的場強(qiáng)大小不變，但方向相反D若放置到該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷變?yōu)?q，則場中該點(diǎn)的場強(qiáng)大小方向均不變解析：選D.電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷無關(guān)，故D對2(2012·蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)將兩個分別帶有電荷量2Q和5Q的相同金屬小球A、B分別固定在相距為r的兩處(均可視為點(diǎn)電荷)，它們之間庫侖力的大小為F.現(xiàn)將第

6、三個與A、B兩小球完全相同的不帶電小球C先后與A、B兩小球相互接觸后拿走，A、B兩小球間距離保持不變，則兩小球間庫侖力的大小為()AF B.FC.F D.FC接觸前Fk，與小球C接觸后A、B兩小球的電荷量分別變?yōu)镼和2Q，所以接觸后的庫侖力Fk，為原來的1/5，故B正確3(2011·高考新課標(biāo)全國卷)一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，僅在電場力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動到c，已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的關(guān)于b點(diǎn)電場強(qiáng)度E的方向，下列圖示中可能正確的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)()圖6117解析：選D.質(zhì)點(diǎn)所帶電荷是負(fù)電荷，電場方向應(yīng)與負(fù)電荷受到的電場力方向相反，又因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)的速度是遞減的，因此力的方向與速度

7、方向夾角應(yīng)大于90°，故D正確4(2012·廣東六校聯(lián)考)如圖6118所示是某個點(diǎn)電荷電場中的一根電場線，在電場線上O點(diǎn)由靜止釋放一個自由的負(fù)電荷，它將沿電場線向B點(diǎn)運(yùn)動下列判斷中正確的是()圖6118A電場線由B指向A，該電荷做加速運(yùn)動，加速度越來越小B電場線由B指向A，該電荷做加速運(yùn)動，其加速度大小的變化不能確定C電場線由A指向B，該電荷做勻速運(yùn)動D電場線由B指向A，該電荷做加速運(yùn)動，加速度越來越大O點(diǎn)由靜止釋放一個自由的負(fù)電荷，它將沿電場線向B點(diǎn)運(yùn)動，受電場力方向由A指向B，則電場線方向由B指向A，該負(fù)電荷做加速運(yùn)動，其加速度大小的變化不能確定，B正確5(2010&#

8、183;高考大綱全國卷)在雷雨云下沿豎直方向的電場強(qiáng)度約為104 V/m.已知一半徑為1 mm的雨滴在此電場中不會下落，取重力加速度大小為10 m/s2，水的密度為103 kg/m3.這雨滴攜帶的電荷量的最小值約為()A2×109 CB4×109 CC6×109 C D8×109 C解析：選B.本題考查物體的受力平衡條件、電場力的計(jì)算等知識點(diǎn)雨滴受力平衡，則電場力和重力大小相等，有mgEq，而mV，聯(lián)立兩式，代入數(shù)據(jù)解得B正確6(2010·高考課標(biāo)全國卷)靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器，某除塵器模型的收塵板是很長的條形金屬板，圖中直線

9、ab為該收塵板的橫截面工作時收塵板帶正電，其左側(cè)的電場線分布如圖6119所示；粉塵帶負(fù)電，在電場力作用下向收塵板運(yùn)動，最后落在收塵板上若用粗黑曲線表示原來靜止于P點(diǎn)的帶電粉塵顆粒的運(yùn)動軌跡，下列四幅圖中可能正確的是(忽略重力和空氣阻力)()圖6119圖6120解析：選A.根據(jù)力和運(yùn)動的關(guān)系知，當(dāng)粒子運(yùn)動至電場中某一點(diǎn)時，運(yùn)動速度方向與受力方向如圖所示，又據(jù)曲線運(yùn)動知識知粒子運(yùn)動軌跡夾在合外力與速度之間，可判定粉塵顆粒的運(yùn)動軌跡如A選項(xiàng)中圖所示7如圖6121所示，點(diǎn)電荷4Q與Q分別固定在A、B兩點(diǎn)，C、D兩點(diǎn)將AB連線三等分，現(xiàn)使一個帶負(fù)電的粒子從C點(diǎn)開始以某一初速度向右運(yùn)動，不計(jì)粒子的重力，則

10、該粒子在CD之間運(yùn)動的速度大小v與時間t的關(guān)系圖象可能是()圖6121圖6122解析：選BC.CD合場強(qiáng)方向向右，大小逐漸減小到0，所以負(fù)電粒子向右做變減速運(yùn)動，可能出現(xiàn)到D點(diǎn)時速度仍未減為零，也可能粒子未到D點(diǎn)速度減為零而后反向加速，故B、C正確8如圖6123所示，在光滑絕緣水平面上放置3個電荷量均為q(q0)的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為k0的輕質(zhì)絕緣彈簧連接當(dāng)3個小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時，每根彈簧長度為l，已知靜電力常量為k，若不考慮彈簧的靜電感應(yīng)，則每根彈簧的原長為()圖6123Al BlCl Dl解析：選C.根據(jù)對稱性，任選兩邊小球中的一個為研究對象，該小球在水平方向受三個力的作用，如

11、圖所示應(yīng)用庫侖定律、胡克定律和平衡條件得：k0xkk，得x；所以l0lxl.9(2012·南昌調(diào)研)如圖6124所示，A、B、C三個小球(可視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量分別為m、2m、3m，B小球帶負(fù)電，電荷量為q，A、C兩小球不帶電，(不考慮小球間的電荷感應(yīng))，不可伸長的絕緣細(xì)線將三個小球連接起來懸掛在O點(diǎn)，三個小球均處于豎直向上的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度大小為E，則以下說法正確的是()圖6124A靜止時，A、B兩小球間細(xì)線的拉力為5mgqEB靜止時，A、B兩小球間細(xì)線的拉力為5mgqEC剪斷O點(diǎn)與A小球間細(xì)線瞬間，A、B兩小球間細(xì)線的拉力為qED剪斷O點(diǎn)與A小球間細(xì)線瞬間，A、B兩小球間細(xì)線的拉

12、力為qE解析：選AC.本題考查力的瞬時作用效果和電場力的問題靜止時由受力分析可知A、B兩小球間細(xì)線的拉力為F5mgqE，故A正確，B錯誤；O點(diǎn)與A小球間細(xì)線剪斷的瞬間，由于B小球受到向下的電場力，故A、B兩小球的加速度大于C小球的加速度，B、C兩小球間細(xì)線將處于松弛狀態(tài)，故以A、B兩小球?yàn)檠芯繉ο笥校?mgqE3ma，以A小球?yàn)檠芯繉ο笥校簃gFma，解得：FqE，故C正確、D錯誤10如圖6125所示，將兩個擺長均為l的單擺懸于O點(diǎn)，擺球質(zhì)量均為m，帶電荷量均為q(q0)將另一個帶電荷量也為q(q0)的小球從O點(diǎn)正下方較遠(yuǎn)處緩慢移向O點(diǎn)，當(dāng)三個帶電小球分別處在等邊三角形ABC的三個頂點(diǎn)上時，擺

13、線的夾角恰好為120°，則此時擺線上的拉力大小等于()圖6125A.mg BmgC2· D.·A處帶電小球進(jìn)行隔離分析，如圖所示，帶電小球處于平衡狀態(tài)，則FOAsin30°Fqcos30°mg，F(xiàn)OAcos30°FqFqsin30°，聯(lián)立解得FOAmg，又利用對稱性可知FOAFOB，則B正確二、非選擇題11(2012·廈門模擬)如圖6126所示，將點(diǎn)電荷A、B放在絕緣的光滑水平面上A帶正電，B帶負(fù)電，帶電量都是q，它們之間的距離為d，為使兩電荷在電場力作用下都處于靜止?fàn)顟B(tài)，必須在水平方向加一個勻強(qiáng)電場求：兩電荷都處

14、于靜止?fàn)顟B(tài)時，AB連線中點(diǎn)處的場強(qiáng)大小和方向(已知靜電力常量為k)圖6126解析：設(shè)點(diǎn)電荷在AB連線中點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)為E1，所加的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為E0，AB連線中點(diǎn)處的合場強(qiáng)為E.根據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)的計(jì)算公式：A點(diǎn)電荷在AB連線中點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)為：EAk4k，方向由A指向BB點(diǎn)電荷在AB連線中點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)為：EBk4k，方向由A指向B根據(jù)電場疊加原理：E1EAEB8k，方向由A指向B根據(jù)電荷受力平衡和庫侖定律有：E0qk，得E0k，方向由B指向A根據(jù)電場疊加原理：EE1E07k，方向由A指向B.答案：7k方向由A指向B12如圖6127所示，勻強(qiáng)電場方向與水平方向的夾角30°斜向右上方，電場強(qiáng)度為E，質(zhì)量為m的小球帶負(fù)電，以初速度v0開始運(yùn)動，初速度方向與電場方向一致圖6127(1)若小球的帶電荷量為q，為使小球能做勻速直線運(yùn)動，應(yīng)對小球施加的恒力F1的大小和方向如何？(2)若小球的帶電荷量為q，為使小球能做直線運(yùn)動，應(yīng)對小球施加的最小恒力F2的大小和方向如何？解析：(1)如圖所示，欲使小球做勻速直線運(yùn)動，必使其合外力為零，所以F1cosqEcos30°