高考物理大一轮复习 第六章 第1讲 库仑定律 电场强度课时作业.doc

第六章第1讲 库仑定律 电场强度一、选择题(在题后给的选项中，第14题只有一项符合题目要求，第59题有多项符合题目要求)1(2013全国卷)如图k611，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电整个系统置于方向水平的匀强电场中已知静电力常量为k.若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为()图k611a b c d【答案】b【解析】由于三个小球均处于静止状态，可分析其受力，依据平衡条件列方程，c球受力如图所示由共点力平衡条件可知f2kcos 30，feqc，解得e，场强方向竖直向上，在此电场中a、b两球均可处于平衡，故选项b正确2(2012年江苏卷)真空中a、b 两点与点电荷q的距离分别为r和3r，则a、b 两点的电场强度大小之比为()a31b13 c91d19【答案】c【解析】根据电场强度的决定式ek，可知91，选项c正确3如图k612所示，a、b为两个固定的等量同号正电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷c，现给电荷c一个垂直于连线的初速度v0，若不计c所受的重力，则关于电荷c以后的运动情况，下列说法中正确的是()图k612a加速度始终增大b加速度先减小后增大c速度先增大后减小d速度始终增大【答案】d【解析】根据等量同号点电荷电场的特点，可知两个电荷连线上中点的电场强度为零，电场强度从c点到无穷远，先增大后减小，所以点电荷c的加速度先增大后减小，故a、b错误；在全过程中，电场力做正功，点电荷c的速度始终增大，故c错误，d正确4(2015年陕西三模)如图k613所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块a、b，相互绝缘且质量均为2 kg，a带正电，电荷量为0.1 c，b不带电开始处于静止状态，若突然加上沿竖直方向的匀强电场，此瞬间a对b的压力大小变为15 ng10 m/s2，则()图k613a电场强度为50 n/cb电场强度为100 n/cc电场强度为150 n/cd电场强度为200 n/c【答案】b【解析】物体b开始时平衡，a对其的压力等于a的重力，为20 n，加上电场后瞬间a对b的压力大小变为15 n，而弹簧的弹力和重力不变，故合力为5 n，方向向上，根据牛顿第二定律，有：a2.5 m/s2，再对物体a受力分析，设电场力为f(向上)，根据牛顿第二定律，有：fnfmgma，解得：fm(ga)fn2(102.5) n15 n10 n故电场力向上，为10 n，故场强为：e100 n/c，方向向上5下列关于电场强度的叙述，正确的是()a沿着电场线的方向，场强越来越小b电场中某点的场强就是单位电量的电荷在该点所受的电场力c电势降落最快的方向就是场强的方向d负点电荷形成的电场，离点电荷越近，场强越大【答案】cd【解析】场强的强弱由电场线的疏密决定，而沿着电场线的方向，电势降低且降落最快，所以选项a错误，c正确；选项b错在表述有误，场强与电场力是不同物理量，故“就是”应改为“大小等于”6如图k614所示，可视为点电荷的小球a、b分别带负电和正电，b球固定，其正下方的a球静止在绝缘斜面上，则a球受力个数可能为()图k614a可能受到2个力作用b可能受到3个力作用c可能受到4个力作用d可能受到5个力作用【答案】ac【解析】以a为研究对象，根据其受力平衡可知，如果没有摩擦力，则a对斜面一定无弹力，只受重力和库仑引力而平衡如果受摩擦力，则一定受弹力，此时a受四个力作用而平衡7(2015年湖北模拟)如图k615甲所示，真空中ox坐标轴上的某点有一个点电荷q，坐标轴上a、b两点的坐标分别为0.2 m和0.7 m在a点放一个带正电的试探电荷，在b点放一个带负电的试探电荷，a、b两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同，静电力的大小f跟试探电荷电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示下列说法正确的是()图k615ab点的电场强度的大小为0.25 n/cba点的电场强度的方向沿x轴正方向c点电荷q是正电荷d点电荷q的位置坐标为0.3 m【答案】bd【解析】由两试探电荷受力情况可知，点电荷q为负电荷，且放置于a、b两点之间某位置，故选项c错误；设q与a点之间的距离为l，则点电荷在a点产生的场强eak n/c4105 n/c，为正方向，故b正确；同理可得，点电荷在b点产生的场强为ebk n/c2.5105 n/c，解得l0.1 m，所以点电荷q的位置坐标为xqxal(0.20.1) m0.3 m，故选项a错误， d正确8(2015年潍坊联考)如图k616所示，把一个带电小球a固定在光滑水平的绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球b现给小球b一个垂直ab连线方向的速度v0，使其在水平桌面上运动，则下列说法中正确的是()图k616a若a、b带同种电荷，b球一定做速度增大的曲线运动b若a、b带同种电荷，b球一定做加速度增大的曲线运动c若a、b带同种电荷，b球一定向电势较低处运动d若a、b带异种电荷，b球可能做速度和加速度大小都不变的曲线运动【答案】ad【解析】若a、b带同种电荷，b球受到库仑斥力作用，一定做速度增大加速度减小的曲线运动，选项a正确，b错误；若b球带负电，则b球向电势较高处运动，选项c错误；若a、b带异种电荷，b球可能绕a球做匀速圆周运动，即做速度和加速度大小都不变的曲线运动，选项d正确9如图k617所示，质量为m的带电滑块，沿绝缘斜面匀速下滑当带电滑块滑到有理想边界的方向竖直向下的匀强电场区域时，滑块的运动状态为(电场力小于重力)()图k617a将减速下滑b将加速下滑c如带正电则匀速下滑d如带负电则匀速下滑【答案】cd【解析】滑块未进入电场区域时，匀速下滑，mgsin mgcos ，得sin cos ；滑动进入电场区域时，将受到竖直方向的电场力qe，若滑块带正电，有(mgqe)sin (mgqe)cos ，若滑块带负电，有(mgqe)sin (mgqe)cos ，所以选项c、d正确，a、b错误二、非选择题10(2015年惠州模拟)如图k618所示，质量为m的小球a穿在绝缘细杆上，杆的倾角为，小球a带正电，电荷量为q.在杆上b点处固定一个电荷量为q的正电荷将a由距b竖直高度为h处无初速释放，小球a下滑过程中电荷量不变不计a与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中，已知静电力常量k和重力加速度g.求：图k618(1)a球刚释放时的加速度是多大；(2)当a球的动能最大时，a球与b点的距离【解析】(1)由牛顿第二定律可知mgsin fma，根据库仑定律fk，又据几何关系有rh/sin ，解得agsin .(2)当a球受到合力为零、加速度为零时，动能最大设此时a球与b点间的距离为d，则mgsin ，解得d.11如图k619所示，光滑绝缘的细圆管弯成半径为r的半圆形，固定在竖直面内，管口b、c的连线水平质量为m的带正电小球从b点正上方的a点自由下落，a、b 2点间距离为4r.从小球(小球直径小于细圆管直径)进入管口开始，整个空间中突然加上一个斜向左的匀强电场，小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上，大小与重力相等，结果小球从管口c处离开圆管后，又能经过a点设小球运动过程中电荷量没有改变，重力加速度为g，求：图k619(1)小球到达b点时的速度大小；(2)小球受到的电场力大小；(3)小球经过管口c处时对圆管壁的压力【答案】(1)(2)mg(3)3mg，水平向右【解析】(1)小球从开始自由下落到到达管口b的过程中机械能守恒，故有mg4rmv，到达b点时速度大小vb.(2)设电场力的竖直分力为fy，水平分力为fx，则fymg，小球从b运动到c的过程中，由动能定理，得fx2rmvmv.小球从管口c处脱离管后，做类平抛运动，由于经过a点，有y4rvct，x2raxy2t2.联立解得fxmg.电场力的大小qemg.(3)小球经过管口c处时，向心力由fx和圆管的弹力n提供，设弹力n的方向向左，则fxn，解得n3mg.根据牛顿第三定律，可知小球经过管口c处时对圆管的压力nn3mg，方向水平向右12(2015年安徽调研)如图k6110甲所示，水平面被竖直线pq分为左、右两部分，左部分光滑，范围足够大，上方存在水平向右的匀强电场，右部分粗糙一质量为m2 kg，长为l的绝缘体制成的均匀带正电直棒ab置于水平面上，a端距pq的距离为s3 m，给棒一个水平向左的初速度v0，并以此时作为计时的起点，棒在最初2 s的运动图象如图k6110乙所示.2 s末棒的b端刚好进入电场，已知直棒单位长度带电荷量为0.1 c/m，取重力加速度g10 m/s2.求：图k6110(1)直棒的长度；(2)匀强电场的场强e；(3)直棒最终停在何处(1)1 m(2)10 n/c(3)a端距pq 2.25 m处，在pq右边【解析】(1)02 s内，棒运动的位移s1tt4 m棒长为ls1s1 m.(