2020(人教版)高考物理复习 课时过关题22 库仑定律电场力的性质（含答案解析）.doc

2020(人教版)高考物理复习 课时过关题22 库仑定律电场力的性质a、b、c三个点电荷仅在相互之间的静电力的作用下处于静止状态，已知a所带的电荷量为Q，b所带的电荷量为q，且Qq，关于电荷c，下列判断正确的是()Ac一定带负电Bc所带的电荷量一定大于qCc可能处在a、b之间D如果固定a、b，仍使c处于平衡状态，则c的电性、电荷量、位置都将唯一确定对电场强度公式E=k有几种不同理解，其中正确的是( )A只要带电体电荷量为Q，在距离r处激发的电场都能用此公式计算场强EB以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E相同C当离点电荷距离r0时，场强ED当离点电荷距离r时，场强E0如图所示，等量异种点电荷A、B固定在同一水平线上，竖直固定的光滑绝缘杆与AB的中垂线重合，C、D是绝缘杆上的两点，ACBD构成一个正方形，一带负电的小球(可视为点电荷)套在绝缘杆上自C点无初速度释放，由C运动到D的过程中，下列说法正确的是() A小球的速度先减小后增大B小球的速度先增大后减小C杆对小球的作用力先减小后增大D杆对小球的作用力先增大后减小如图所示，光滑平面上固定金属小球A，用长为l0的绝缘弹簧将A与另一个金属小球B连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x1；若两小球电荷量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x2，则有()Ax2=x1 Bx2x1 Cx2=x1 Dx20)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为()Al Bl Cl Dl如图所示，边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷q、q、q，则该三角形中心O点处的场强为( )A.，方向由C指向OB.，方向由O指向CC.，方向由C指向OD.，方向由O指向C (多选)如图所示，M、N为两个等大的均匀带电圆环，其圆心分别为A、C，带电荷量分别为Q、Q，将它们平行放置，A、C连线垂直于圆环平面，B为AC的中点，现有质量为m、带电荷量为q的微粒(重力不计)从左方沿A、C连线方向射入，到A点时速度vA=1 m/s，到B点时速度vB= m/s，则()A微粒从B到C做加速运动，且vC=3 m/sB微粒从A到C先做减速运动，后做加速运动C微粒在整个运动过程中的最终速度为 m/sD微粒最终可能返回至B点，其速度大小为 m/s (多选)如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为R，A、B为圆水平直径的两个端点，AC为圆弧一个质量为m、电荷量为q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是()A小球在AC部分可能做匀速圆周运动B小球一定能从B点离开轨道C若小球能到达C点，小球在C点时的速度一定不为零D若小球能到达B点，小球经过B点时动能和经过A点时动能一定相等如图所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m=0.2 kg、带电荷量为q=2.0106C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数=0.1.t=0时刻开始，空间加上一个电场强度大小和方向呈周期性变化的电场，取水平向右为正方向，g取10 m/s2.求：(1)0 2 s内小物块加速度的大小；(2)24 s内小物块加速度的大小；(3)14 s末小物块的速度大小；(4)前14 s内小物块的位移大小如图所示，固定在竖直平面内的光滑绝缘半圆环的两端点A、B，分别安放两个电荷量均为Q的带电小球，A、B连线与水平方向成30角，在半圆环上穿着一个质量为m、电荷量为q的小球已知半圆环的半径为R，重力加速度为g，静电力常量为k，将小球从A点正下方的C点由静止释放，当小球运动到最低点D时，求：(1)小球的速度大小；(2)小球对环的作用力答案解析答案为：B；解析：根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自所带电荷量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，且c所带的电荷量一定大于q，故A、C错误，B正确；如果a、b固定，则只需使c处于平衡状态即可，由于a、b带异号电荷，c应位于a、b连线的外侧，又由于a的电荷量大于b的电荷量，则c应靠近b，c的电荷量不能确定，故D错误答案为：D；解析：E=k的适用条件为“真空中”“点电荷”，不是任何带电体激发的电场都能用此公式计算场强E，A选项错误，当离点电荷距离r0时，带电体已不能看成点电荷，场强E不是趋向无穷大，C选项错误，当r时，也就是距离场源电荷距离很远，所以E0，D选项正确；以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强大小相等，但方向不同，电场强度是矢量，有大小和方向，所以场强不同，B选项错误答案为：D；解析：CD连线上电场强度的方向垂直于CD水平向右，从C到D电场强度先增大后减小，小球从C点由静止开始释放，重力做正功，电场力不做功，动能增大，速度增大，A、B错误；杆对小球的作用力与电场力平衡，杆对小球的作用力水平向右，先增大后减小，C错误，D正确答案为：B；解析：电荷量减少一半，根据库仑定律知若两个球之间的距离保持不变，库仑力减小为原来的，库仑力减小，弹簧的弹力减小，弹簧的伸长量减小，两球间的距离减小，所以实际的情况是小球之间的库仑力会大于原来的，此时弹簧的伸长量也大于原来的，B正确答案为：A；解析：星球的体积V0=，所以半径(Rh)的内球所带的电荷量q=Q=Q，星球表面下h深度处的电场强度的大小E=，故选A.答案为：D；解析：在c点建立坐标系如图所示，因c所受库仑力的合力平行于ab，则要求Fac与Fbc一为引力，另一为斥力，故a、b为异种电荷，且在y方向的合力为0，即：Faccos 53=Fbccos 37Fac=Fbc=解得：=.故D对，A、B、C错答案为：A；解析：根据点电荷电场强度公式E=，且电荷只分布在球的表面，对于题图甲，虽表面积和各点到圆心的距离相同，但半球面上部分各处电荷在O点场强夹角相对较小，则根据电场的叠加原理，上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小关系为E1E2；因电荷Q在球心O处产生的场强大小E0=k，则E1k；对于题图乙，半球面分为表面积相等的左、右两部分，根据电场的叠加可知：左侧部分在O点产生的场强与右侧部分在O点产生的场强大小相等，即E3=E4.由于方向不共线，由合成法则可知，E3k，故A项正确，B、C、D项错误答案为：B；解析：撤去A点小球前，O点的电场强度是A点的3q和与其关于O点对称点q两小球分别产生的电场叠加形成的，则E=，方向水平向左撤去A点的小球后，O点的电场强度是A点关于O点对称点q产生的，所以E=，方向水平向右，B正确答案为：C；解析：对最右边的小球受力分析可知，小球受到另外两个带电小球对它向右的库仑斥力，大小分别为F1=和F2=.由力的平衡可知弹簧弹力的大小F=F1F2=，弹簧的伸长量为l=，故弹簧的原长为l0=ll=l，C正确答案为：B；解析：每个点电荷在O点处的场强大小都是E=，画出矢量叠加的示意图，如图所示，由图可得O点处的合场强为EO=2E=，方向由O指向C，B项正确答案为：AC；解析：从A到B做的功和从B到C做的功相等，依据动能定理可得：qUAB=mvmv，qUBC=mvmv，解得vC=3 m/s，A项正确；在到达A点之前，微粒做减速运动，而从A到C微粒一直做加速运动，故B项错误；过B作垂直AC的线，此线为等势线，微粒过C点后，会向无穷远处运动，而无穷远处电势为零，故B点的动能等于无穷远处的动能，依据能量守恒定律可以得到微粒最终的速度应该与B点的速度相同，故C项正确，D项错误答案为：AC；解析：若重力大小等于电场力大小，则小球进入轨道后，靠弹力提供向心力，所以小球在AC部分可能做匀速圆周运动，A正确；小球进入圆轨道后，受到竖直向下的重力、竖直向上的电场力和沿半径方向的轨道的弹力，电场力做负功，重力做正功，由于题中没有给出相关物理量的关系，所以小球不一定能从B点离开轨道，故B错误；若小球到达C点的速度为零，则电场力必定大于重力，则小球不可能沿半圆轨道运动到C点，所以小球到达C点的速度不可能为零，C正确；由A到B根据动能定理有EqR=mvmv，所以若小球能到达B点，小球经过B点时动能和经过A点时动能一定不相等，D错误解：(1)02 s内物块的加速度a1=2 m/s2.(2)24 s内物块的加速度a2=2 m/s2.(3)02 s内物块的位移s1=a1t=4 m,2 s末的速度为v2=a1t1=4 m/s，24 s内位移为s2=s1=4 m,4 s末的速度为v4=0.小物块做周期为4 s的直线运动，第14 s末的速度为v14=4 m/s(4)14 s内小物块的位移大小，可以看做是上述3个周期加上s1，位移s=3(s1s2)s1