高考物理一轮复习知能演练 6.1 库仑定律 电场强度 沪科版.doc

2013届高考物理一轮复习知能演练 6.1 库仑定律 电场强度 沪科版1.图6114(2011高考重庆理综卷)如图6114所示, 电量为q和q的点电荷分别位于正方体的顶点, 正方体范围内电场强度为零的点有()a. 体中心、各面中心和各边中点b. 体中心和各边中心c. 各面中心和各边中点d. 体中心和各面中心解析: 选 d.根据点电荷场强公式e及正方体的对称性可知正方体内中心点及各面的中心点处场强为零, 故答案为d.2. (2011高考海南单科卷)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上, 各球之间的距离远大于小球的直径. 球1的带电量为q, 球2的带电量为nq, 球3不带电且离球1和球2很远, 此时球1、2之间作用力的大小为f.现使球3先与球2接触, 再与球1接触, 然后将球3移至远处, 此时1、2之间作用力的大小仍为f, 方向不变. 由此可知()a. n3b. n4c. n5 d. n6解析: 选 d.由于各球之间距离远大于小球的直径, 小球带电时可视为点电荷. 由库仑定律fk知两点电荷间距离不变时, 相互间静电力大小与两球所带电荷量的乘积成正比. 又由于三小球相同, 则接触时平分总电荷量, 故有qnq, 解之可得n6, d正确. 3.图6115一负电荷从电场中a点由静止释放, 只受电场力作用, 沿电场线运动到b点, 它运动的速度时间图像如图6115所示. 则a、b两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的()图6116解析: 选c.由速度图像可知电荷加速运动且加速度越来越大, 说明电荷受到的力沿ab方向, 且电场力越来越大, 故选c.图61174. 如图6117所示, 悬挂在o点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球a.在两次实验中, 均缓慢移动另一带同种电荷的小球b.当b到达悬点o的正下方并与a在同一水平线上, a处于受力平衡时, 悬线偏离竖直方向的角度为, 若两次实验中b的电荷量分别为q1和q2, 分别为30和45, 则q2/q1为()a. 2 b. 3c. 2 d. 3解析: 选c.由库仑定律得fk又rlsin, fgtan由以上各式可解得qb, 因qa不变, 则2.5.图6118如图6118所示, 一半径为r的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为q的电荷, 另一电荷量为q的点电荷放在球心o上, 由于对称性, 点电荷所受的合力为零. 现在球壳上挖去半径为r(r远小于r, 且挖去r后, 不影响球上的电荷量分布)的一个小圆, 则此时球心的电场强度大小为_(已知静电力常量为k), 方向_. 解析: 球壳上所有的电荷在球心产生的场强等于零, 所以挖去小圆孔后, 剩余的电荷在o点产生的场强与小圆孔所带电荷在o点产生的场强等大、反向. 由于rr, 所以小圆孔所带电荷可以看做点电荷, 带电荷量为qqr2/(4r2)qr2/(4r2), 在o点产生的场强为ekq/r2kqr2/(4r4), 方向由小孔指向球心, 则剩余部分所带电荷产生的场强与之等大反向. 答案: kqr2/(4r4)由球心指向小孔一、选择题1. 在电场中某点放一检验电荷, 其电荷量为q, 检验电荷受到的电场力为f, 则该点的电场强度为ef/q, 那么下列说法正确的是()a. 若移去检验电荷, 该点的电场强度就变为零b. 若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷, 该点的场强就变为e/2c. 若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷, 则该点场强的大小仍为e, 但电场强度的方向变为原来相反的方向d. 若在该点放一个电荷量为q/2的检验电荷, 则该点场强的大小仍为e, 电场强度的方向也仍为原来的场强方向解析: 选 d.电场中某点电场强度的大小和方向, 只由电场本身的性质决定, 与检验电荷的大小、正负、有无都无关. 故a、b、c均错, d对. 2. (2011高考广东理综卷)图6119为静电除尘器除尘机理的示意图. 尘埃在电场中通过某种机制带电, 在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积, 以达到除尘目的. 下列表述正确的是()图6119a. 到达集尘极的尘埃带正电荷b. 电场方向由集尘极指向放电极c. 带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同d. 同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大解析: 选b d.在放电极附近, 电场线呈辐射形散开, 且场强非常强. 电子在电场中加速, 附着在尘埃上向集尘极移动, 故迁移到集尘极的尘埃带负电. a错误. 负电荷向集尘极移动, 电场方向从集尘极指向放电极, 其受电场力的方向与场强方向相反, 故b正确c错误. 由f电qe, 可知, 同一位置e一定, q越大, 电场力越大, 故d正确. 3. (2012湖北黄冈中学高三月考)如图6120所示的真空空间中, 仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷, 则图中a、b两点电场强度相同的是()图6120解析: 选c.选项a、d中a、b两点电场强度的大小相同而方向不同; 选项b中a、b两点电场强度的大小、方向都不同; 选项c中a、b两点位于两个等量异种电荷连线的中垂线上且关于连线对称, 所以它们的场强大小和方向都相同, 选项c正确. 4. (2012宝鸡市高三检测改编)如图6121所示, 在正方形的四个顶点各放一电荷量均为q的点电荷(电性如图所示), a、b、c、d是正方形边长的中点, 则下列说法中正确的是()图6121a. a、b、c、d四点的场强相等b. a、c两点的场强一定等大而反向c. b、d两点的场强一定等大而反向d. e点的场强一定为零解析: 选bcd.以a点为研究对象, 设正方形的边长为2r, 则由点电荷场强公式ek知, a点正上方q和正下方q在a点产生的合场强方向竖直向下, 大小为e1, a点右上方和右下方在a点产生的合场强方向竖直向上, 大小为e2, 因此四个点电荷在a点产生的合场强方向竖直向下, 大小为e1e2; 若以b点为研究对象, 场强大小与a点相等, 方向水平向右, 以c点为研究对象, 场强大小与a、b两点相等, 方向竖直向上, a错b正确; 同理分析c、d也正确. 5. 如图6122所示, p、q是两个电荷量相等的正点电荷, 它们连线的中点是o, a、b是pq的中垂线上的两点, oaob.用ea、eb分别表示a、b两点的场强, 则()图6122a. ea一定大于ebb. ea不一定大于ebc. ea一定小于eb d. ea一定等于eb解析: 选 b.从o点到无穷远处, 场强先增大后减小, 且不知oa与ob的定量关系, 所以不能判断ea、eb的大小关系. 6. 如图6123甲所示, a、b是一条电场线上的两点, 若在某点释放一初速度为零的电子, 电子仅受电场力作用, 从a点运动到b点, 其速度随时间变化的规律如图乙所示, 则()图6123a. 电子在a、b两点受的电场力fafbb. a、b两点的电场强度eaebc. 场强方向为由b到ad. 电场线的方向一定是从a到b解析: 选c.由乙图中vt图像可知, 电子做加速度越来越大的变加速运动, 故fafb, eaeb, 故a、b错误; 电子受力方向与场强方向相反, 故c正确, d错误. 7.图6124(2010高考海南卷)如图6124, m、n和p是以mn为直径的半圆弧上的三点, o点为半圆弧的圆心, mop60, 电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于m、n两点, 这时o点电场强度的大小为e1; 若将n点处的点电荷移至p点, 则o点的场强大小变为e2.e1与e2之比为()a. 12 b. 21c. 2 d. 4解析: 选 b.设圆的半径为r, 电荷的电量为q, 则e12, 当将n点处的电荷移至p点, 则两电荷产生的电场的方向成120的夹角, 利用平行四边形定则合成有: e2, 所以e1e221.所以答案为b.8.图6125(2011高考上海单科卷)如图6125, 在水平面上的箱子内, 带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边, 处于静止状态. 地面受到的压力为n, 球b所受细线的拉力为t.剪断连接球b的细线后, 在球b上升过程中地面受到的压力()a. 小于n b. 等于nc. 等于nt d. 大于nt解析: 选 d.剪断连接球b的细线后, b球会向上加速, 造成两球之间的静电力f电增大, 剪断前由整体法nmgmagmbg, 对b球有f电mbgt.剪断后对箱和a球有nmgmagf电nmbgf电, 由于f电f电, 所以nnt, 故选 d.9. 在相距为r的a、b两点分别放上点电荷qa和qb, c为ab的中点, 如图6126所示, 现引入带正电的检验电荷q, 则下列说法中正确的是()图6126a. 如果q在c点受力为零, 则qa和qb一定是等量异种电荷b. 如果q在ab延长线离b较近的d点受力为零, 则qa和qb一定是异种电荷, 且电量大小qaqbc. 如果q在ac段上的某一点受力为零, 而在bc段上移动时始终受到向右的力, 则qa一定是负电荷, 且电量大小qaqbd. 如果q沿ab的垂直平分线移动时受力方向始终不变, 则qa和qb一定是等量异种电荷解析: 选bcd.如果q在c点受力为零, 则qa、qb对q的电场力大小相等, 方向相反, qa和qb一定是等量同种电荷, a错误; 如果q在d点受力为零, 则qa、qb对q的电场力大小相等, 方向相反, qa和qb一定是异种电荷, 由题图可知, q到b的距离较小, 则电量大小qaqb, b正确; 同理得出, c正确; q沿ab的垂直平分线移动时受力方向始终不变, 说明中垂线上各点的场强方向相同, 则有qa和qb一定是等量异种电荷, d正确. 10. (2012咸阳高三检测)如图6127所示, 光滑绝缘水平面上带异种电荷的小球a、b, 它们一起在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动, 且保持相对静止. 设小球a的带电荷量为qa, 小球b的带电荷量大小为qb, 下列判断正确的是()图6127a. 小球a带正电, 小球b带负电, 且qaqbb. 小球a带正电, 小球b带负电, 且qaqbc. 小球a带负电, 小球b带正电, 且qaqbd. 小球a带负电, 小球b带正电, 且qaqb解析: 选 d.由题意, 要使两球保持相对静止且向右做匀加速运动, 则两球的初速度和加速度均相同, 若小球a带正电, 小球b带负电, 由受力分析知两球相互靠近, a、b错; 若小球a带负电, 小球b带正电, 并设a、b球间的库仑力为f, 则feqamaa, eqbfmba, 联立得qbqa0, 故c错d正确. 二、非选择题11.图6128如图6128所示, 分别在a、b两点放置点电荷q121014 c和q221014 c. 在ab的垂直平分线上有一点c, 且abacbc6102 m.(1)试求c点的场强. (2)如果将一个电子放置在c点, 它所受的库仑力的大小和方向如何？解析: (1)本题所研究的电场是点电荷q1和q2所形成的电场的合电场. 因此c点的场强是由q1在c处的场强e1c和q2在c处的场强e2c的合场强. 根据ek得e1ck9.0109 n/c0.05 n/c, 方向如图所示. 同理求得e2c0.05 n/c, 方向如图所示. 根据平行四边形定则作出e1c和e2c的合成图. 由几何关系得ece1c0.05 n/c, 方向平行于ab向右. (2)电子在c点所受的力fqec1.610190.05 n0.81020 n. 因为电子带负电, 所以方向与ec方向相反. 答案: (1)0.05 n/c, 方向平行于ab向右(2)0.81020 n, 方向平行于ab向左12.图6129如图6129所示, 一带电量为q5103 c、质量为m0.1 kg的小物块处于一倾角为37