2013高考物理复习 高效学习方略 6-1 静电场练习

1 选修选修 3 13 1 第六章第六章 第第 1 1 讲讲 一 选择题 每小题 6 分 共 48 分 1 两个完全相同的金属小球带有电量相等的电荷 相距一定的距离时相互作用力为F 现 在用第三个完全相同不带电的小金属球C先跟A接触 再和B接触 然后移去C 则A B 间的相互作用力为 A B F 8 F 4 C D 3F 8 3F 4 解析 AC 本题很容易只考虑两球带同种电荷而只选择 C 项 事实上两球可能带 等量的同种电荷 也可能带等量的异种电荷 所以解题时要特别注意 选项 A C 正确 2 关于同一电场的电场线 下列表述正确的是 A 电场线是客观存在的 B 电场线越密 电场强度越小 C 沿着电场线方向 电势越来越低 D 电荷在沿电场线方向移动时 电势能减小 解析 C 电场是客观存在的 而电场线是假想的 故 A 错 电场线越密的地方电 场越强 B 错 沿着电场线方向电势逐渐降低 C 对 负电荷沿电场线方向移动时电场力做 负功 电势能增加 D 错 3 在真空中有甲 乙两个点电荷 其相互作用力为F 要使它们之间的相互作用力为 2F 下列方法可行的是 A 使甲 乙电荷量都变为原来的倍 2 B 使甲 乙电荷量都变为原来的 1 2 C 使甲 乙之间的距离变为原来的倍 2 D 使甲 乙之间的距离变为原来的 1 2 解析 AD 根据库仑定律分析可得 通过改变电荷量和电荷之间的距离都可改变 库仑力的大小 故答案为 A D 4 法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场 如图为点 电荷a b所形成电场的电场线分布图 以下几种说法正确的是 A a b为异种电荷 a带电荷量大于b带电荷量 2 B a b为异种电荷 a带电荷量小于b带电荷量 C a b为同种电荷 a带电荷量大于b带电荷量 D a b为同种电荷 a带电荷量小于b带电荷量 解析 B 由电场线分布特点可知a b为异种电荷 又由于a处电场线比b处疏 可知a处场强小于b处 故a带电荷量小于b带电荷量 B 正确 5 下列关于电场强度的两个表达式E F q和E kQ r2的叙述 正确的是 A E F q是电场强度的定义式 F是放入电场中的电荷所受的力 q是产生电场的电 荷的电荷量 B E F q是电场强度的定义式 F是放入电场中电荷受的力 q是放入电场中电荷的 电荷量 它适用于任何电场 C E kQ r2是点电荷场强的计算式 Q是产生电场的电荷电荷量 它不适用于匀强电 场 D 从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F k 式k是点电荷q2产生的 q1q2 r2 q2 r2 电场在点电荷q1处的场强大小 而k是点电荷q1产生的电场在q2处的场强大小 q1 r2 解析 BCD E F q为定义式 适用于任何电场 式中q为检验电荷的电荷量 F 为检验电荷受到的电场力 故 A 错 B 对 E kQ r2为真空中点电荷的场强公式 C 对 因 F k k q2 E1q2 E2q1 所以 D 对 q1q2 r2 q1 r2 6 如图所示 在正六边形的a c两个顶点上各放一个带正电的点电荷 电荷量大小 都是q1 在b d两个顶点上各放一个带负电的点电荷 电荷量大小都是q2 且q1 q2 已 知六边形中心O点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示 它是 A E1 B E2 C E3 D E4 解析 B 如图 作出各点电荷在O点产生的电场强度 设 q1在O点产生的场强为Ea Ec 方向如图 q2在O点产生的场强 为Eb Ed 方向如图 由于电场强度为矢量 O点处的场强为 Ea Ec Eb Ed的矢量和 B 正确 7 如图所示 点电荷 4Q与 Q分别固定在A B两点 C D 两点将AB连线三等分 现使一个带负电的粒子从C点开始以某一 3 初速度向右运动 不计粒子的重力 则该粒子在CD之间运动的速度大小v与时间t的关系 图象可能是 解析 BC 设AC CD DB r 则EC k k 方向水平向右 4Q r2 Q 2r 2 15kQ 4r2 ED k k 0 则负电荷由C到D所受电场力始终向左 第一种情况 该负 4Q 2r 2 Q r2 电荷做减速运动 且加速度逐渐减小 直到电荷以一定速度通过D点 故 B 正确 第二种 情况 电荷向右减速 在到达D点之前反向运动 因此 由C D电荷先减速后加速 加速 度先减小后增大 故 C 正确 8 2011 郑州模拟 如图所示 a b是两个带有同种电荷的小球 用绝缘丝线悬挂于同一点 两球静止时 它们距水平面的高度相等 绳与竖直方向的夹角分别为 且 若同时剪断两根细线 空气阻力不计 两球带电荷量不变 则 A a球的质量比b球的大 B a b两球同时落地 C a球的电荷量比b球的大 D a b两球飞行的水平距离相等 解析 AB 设a b两球间库仑斥力大小为F 分析两球受力可得 tan tan 因 mb A 正确 剪断细线后 两球竖直方向只受 F mag F mbg 重力 做自由落体运动 同时落地 B 正确 由于两球在水平方向所受的库仑斥力大小相 等 故水平方向a球的加速度比b的小 因此相等时间内 a球飞行的水平距离比b的小 D 错误 无法比较电荷量大小 故 C 错误 二 非选择题 共 52 分 9 8 分 如图所示 在真空中有两个点电荷Q1 3 0 10 8 C 和 Q2 3 0 10 8 C 它们相距 0 1 m A点与两个点电荷的距离r相等 r 0 1 m 则电场中A点场强E 方向 4 解析 真空中点电荷Q1和Q2的电场在A点的场强分别为E1和E2 它们大小相等 方向如图所示 合场强E 场强E1 场强E2向上平移后的矢量三者构成一正三角形 故E 与Q1Q2平行 且E E1 E2 k 9 0 109 N C 2 7 104 N C Q r2 3 0 10 8 0 12 答案 2 7 104 N C 与Q1Q2平行指向右 10 13 分 如图所示 一个质量为 30 g 带电荷量 1 7 10 8 C 的半径极小的小球 用丝线悬挂在某匀强电场中 电场线与水平面平 行 当小球静止时 测得悬线与竖直方向夹角为 30 求匀强电场 E g取 10 m s2 解析 小球受力如图所示 由共点力平衡条件 知重力与 电场力的合力R必与线上张力T等大 由题意可知qE F mgtan 30 E mgtan 30 q N C 1 107 N C 30 10 3 10 3 3 1 7 10 8 答案 1 107 N C 11 15 分 如图所示 正电荷Q放在一匀强电场中 在以Q为圆心 半径为r的圆周上有a b c三点 将检验电荷q放在a点 它受到的电 场力正好为零 则匀强电场的大小和方向如何 b c两点的场强大小和方 向如何 解析 a点场强为零 匀强电场场强与Q在a点产生的场强大小相等 方向相反 匀强电场E 方向向右 在b点两个电场方向相同 Eb 2 方向向右 在c点两个 kQ r2 kQ r2 电场方向互为 90 夹角 则Ec 方向与E 2kQ r2 的方向成 45 角 答案 见解析 12 16 分 在场强为E 方向竖直向下的匀强电场中 有两个质量均为m的带 电小球A和B 电荷量分别为 2q和 q 两个小球间用长为l的绝缘细线连接 并用绝缘细线悬挂在O点 如图所示 平衡时 细线对悬点的作用力多大 解析 细线对悬点的作用力大小等于悬线上面一个小球A的拉力 可以隔离每个 小球 通过受力分析 由力的平衡条件求解 法一 隔离法 设上 下两细线的拉力分别为FT1 FT2 以两小球为研究对象 作受力分析 A球受到 5 向上的悬线拉力FT1 向下的重力mg 细线拉力FT2 库仑力FC 电场力FE1 B球受到向上 的细线拉力FT2 库仑力FC 电场力FE2 向下的重力mg 它们的隔离体受力图如图甲 所示 平衡时 满足条件 FT1 mg FT2 FC FE1 FT2 FC FE2 mg 因FT2 FT2 FC FC FE1 2qE FE2 qE 联立 两式得 FT1 2mg FE1 FE2 2mg qE 根据牛顿第三定律 所以细线对悬点的