高中物理人教版1第一章電場電流 全國一等獎

一、不定項選擇題1.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(均可視為點電荷)，它們間庫侖力的大小為F.現(xiàn)將第三個與A、B兩小球完全相同的不帶電小球C先后與A、B相互接觸后拿走，A、B間距離保持不變，則兩球間庫侖力的大小為()A.eq\f(9,10)FB.eq\f(1,4)FC.FD.eq\f(1,5)F2.在電場中的某點放一個檢驗電荷，其電量為q，受到的電場力為F，則該點的電場強度為E＝eq\f(F,q).下列說法正確的是()A.若移去檢驗電荷，則該點的電場強度為0B.若檢驗電荷的電量變?yōu)?q，則該點的場強仍不變C.若放置到該點的檢驗電荷變?yōu)椋?q，則場中該點的場強大小不變，但方向相反D.若放置到該點的檢驗電荷變?yōu)椋?q，則場中該點的場強大小方向均不變3.如圖所示，在光滑絕緣水平面上，三個帶電小球a、b和c分別位于邊長為l的正三角形的三個頂點上，a、b帶正電，電荷量均為q，c帶負(fù)電，整個系統(tǒng)置于方向水平的勻強電場中．已知靜電力常量為k，若三個小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則勻強電場場強的大小為()A.eq\f(\r(3)kq,3l2)B.eq\f(\r(3)kq,l2)C.eq\f(3kq,l2)D.eq\f(2\r(3)kq,l2)4.如圖所示的情況中，a、b兩點的電場強度和電勢均相同的是()A.丙圖：兩個等量同種點電荷連線上，與連線中點等距的a、b兩點B.丁圖：帶電平行金屬板兩板間分別靠近兩板的a、b兩點C.甲圖：離點電荷等距的a、b兩點D.乙圖：兩個等量異種點電荷連線的中垂線上，與連線中點等距的a、b兩點5.假設(shè)空間某一靜電場的電勢φ隨x變化情況如圖所示，一正電荷沿x軸運動．根據(jù)圖中信息判斷下列說法正確的是()A.從x1運動到x2的過程中，電荷的電勢能減小B.從x2運動到x3的過程中，電荷的電勢能增大C.從x3運動到x4的過程中，電荷的電勢能增大D.從x4運動到x5的過程中，電荷的電勢能減小6.如圖所示，一帶正電的點電荷固定于O點，兩虛線圓均以O(shè)為圓心，兩實線分別為帶電粒子M和N先后在電場中運動的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點．不計重力，下列說法正確的是()A.M帶負(fù)電荷，N帶正電荷B.M在b點的動能小于它在a點的動能C.N在d點的電勢能等于它在e點的電勢能D.N在從c點運動到d點的過程中克服電場力做功二、填空題7.如圖所示，把A、B兩個相同的導(dǎo)電小球分別用長為m的絕緣細(xì)線懸掛于OA和OB兩點．用絲綢摩擦過的玻璃棒與A球接觸，玻璃棒移開后將懸點OB移到OA點固定．兩球接觸后分開，平衡時距離為m．已測得每個小球質(zhì)量是×10－4kg，帶電小球可視為點電荷，重力加速度g取10m/s2，靜電力常量k＝×109N·m2/C2，B球所帶的電荷量為________，A、B兩球連續(xù)中點處的電場強度為________．三、計算題8.在場強為E的勻強電場中，取O點為圓心，r為半徑作一圓周，在O點固定一電荷量為＋Q的點電荷，a、b、c、d為相互垂直的兩條直線和圓周的交點．當(dāng)把一檢驗電荷＋q放在d點恰好平衡，如圖所示，不計重力，已知靜電力常數(shù)為k，求：(1)勻強電場場強E的大小、方向．(2)檢驗電荷＋q放在點c時，受力Fc的大小、方向．(3)檢驗電荷＋q放在點b時，受力Fb的大小、方向．9.一根長為l的絲線吊著一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球靜止在水平向右的勻強電場中，如圖所示，絲線與豎直方向成37°角．現(xiàn)突然將該電場方向變?yōu)樨Q直向下且大小不變，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：(1)勻強電場的電場強度的大小．(2)小球經(jīng)過最低點時受到的拉力的大?。?.D2.BD3.B解析：因為小球a、b對小球c的靜電力的合力方向垂直于a、b連線向上，又因c帶負(fù)電，所以勻強電場的場強方向為垂直于a、b連線向上.分析小球a受力情況：b對a的排斥力F1、c對a的吸引力F2和勻強電場對a的電場力F3＝qE，如圖所示.根據(jù)a受力平衡可知F2cos60°＝F1＝keq\f(q2,l2)，F(xiàn)2sin60°＝qE，解得E＝eq\f(\r(3)kq,l2).4.D解析：甲圖，a、b兩點場強方向不同，選項C錯誤；丙圖，a、b兩點場強方向相反，選項A錯誤；丁圖，a、b兩點電勢不等，選項B錯誤；乙圖，符合題意，選項D正確.5.BD解析：電勢能ε＝qφ，對于正電荷，電勢越高電勢能越大，而φ1＝φ2，電勢能不變，選項A錯誤；φ2<φ3，電勢能增大，選項B正確；φ3＝φ4，電勢能不變，選項C錯誤；φ4＞φ5，電勢能減小，選項D正確.6.ABC解析：M粒子的軌跡向左彎曲，則所受電場力向左，可知M受到引力作用，故M帶負(fù)電，而N粒子的軌跡向下彎曲，則帶電粒子所受的電場力向下，說明N受到了斥力作用，故N帶正電，選項A正確；由于虛線是等勢面，故M從a到b電場力對其做負(fù)功，動能減少，選項B正確；d和e在同一等勢面上，N移動時不做功，電勢能不變，選項C正確；N帶正電，從c到d，電場力做正功，選項D錯誤.7.4eq\r(6)×108C0解析：對A球受力如圖，F(xiàn)＝mgtanθ，F(xiàn)＝keq\f(qAqB,r2)＝keq\f(qeq\o\al(2,B),r2)，由幾何關(guān)系得sinθ＝，解得qB＝eq\r(\f(Fr2,k))＝4eq\r(6)×10－8C，A、B帶等量的同種電荷，故A、B兩球連線中點處的電場強度為0.8.解：（1）檢驗電荷在d點處于平衡狀態(tài)，則keq\f(Qq,r2)＝Eq解得E＝keq\f(Q,r2)，方向豎直向下（2）檢驗電荷在c點時，受到點電荷Q及勻強電場的共同作用，則Fc＝eq\r(2)keq\f(Qq,r2)方向與ac連線成45°指向左下方（3）檢驗電荷在b點時，受到點電荷Q及勻強電場的共同作用，則Fb＝2keq\f(Qq,r2)，方向豎直向下9.解：（1）小球靜止在電場中受力如圖甲所示，可知小球帶正電，由平衡條件得mgtan37°＝qEE＝eq\f(3mg,4q)（2）電場方向變成豎直向下后，小球開始擺動做圓周運動，如圖乙所示，重力、電場力對小球做正功.由動能定理得eq\f(1,2)mv2＝（mg＋qE）l（1－cos37°）在最低點時F′T－（mg＋qE）＝meq\f(v2,l)解得F′T＝eq\f(49,20)mg10.解：（1）如圖甲所示，為使小球做勻速直線運動，應(yīng)使其合外力為0.設(shè)對小球施加的力F1與水平方向夾角為α，則F1cosα＝qEcosθF1sinα＝mg＋qEsinθ解得α＝60°F1＝eq\r(3)mg即恒力F1與水平線成60°角斜向右上方（2）為使小球能做直線運動，則小球所受合力的方向與運動方向在一條直線上，如圖乙所示.當(dāng)F2取最小值時，F(xiàn)2垂直于F，則F2＝mgsin60°＝eq\f(\r(3),2)mg方向與水平線成60°角斜向左上方

10.如圖所示，勻強電場方向與水平線間夾角θ＝30°，方向斜向右上方，電場強度為E