高三物理总复习 6-1电场力的性质同步练习 新人教版

1 6 16 1 电场力的性质电场力的性质 一 选择题 1 2011 镇江模拟 A B是一条电场线上的两个点 一带负电的微粒仅在电场力作 用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点 其速度v与时间t的关系图象如图甲所 示 则此电场的电场线分布可能是图乙中的 答案 A 解析 从图象可以直接看出 粒子的速度随时间逐渐减小 图线的斜率逐渐增大 说明粒子的加速度逐渐变大 电场强度逐渐变大 从A到B电场线逐渐变密 综合分析知 负电荷是顺着电场线运动 由电场线疏处到达密处 正确选项是 A 2 2011 新课标全国 一带负电荷的质点 在电场力作用下沿曲线abc从a运动到 c 已知质点的速率是递减的 关于b点电场强度E的方向 下列图示中可能正确的是 虚 线是曲线在b点的切线 答案 D 解析 负电荷所受电场力方向与场强方向相反 电场力的方向指向轨迹弯曲的方 向 所以 A C 错误 因质点由a到c的速率是递减的 所以力的方向与速度方向夹角为 一钝角 所以 B 错误 D 正确 3 2011 桂林模拟 2 如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线 A B是这条直线上的两点 一带正电 的粒子以速度vA向右经过A点向B点运动 经过一段时间后 粒子以速度vB经过B点 且 vB与vA方向相反 不计粒子重力 下面说法正确的是 A 此电场一定是负电荷形成的电场 B A点的电势一定低于B点的电势 C 粒子在A点的速度一定小于在B点的速度 D 粒子在A点的电势能一定小于在B点的电势能 答案 BD 解析 由于只有一条电场线 故无法确定电场是由何种电荷形成的 A 错误 由速 度反向可知 粒子受到的电场力方向向左 所以A到B 电场力做负功 电势能增加 D 正 确 由运动的对称性 可知C是错误的 由于粒子带正电 说明电场强度方向向左 所以 B点的电势高 B 正确 4 2011 广东 下图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 以达到除尘的目的 下列表述正确的是 A 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 答案 BD 解析 放电极带负电 带电尘埃带上负电 向集尘极聚集 A 错误 电场方向 由集尘极指向放电极 B 正确 带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反 C 错误 同一位置带电荷量越多的尘埃所受的电场力越大 D 正确 3 5 一个带负电的小球 受电场力和重力的作用 由静止开始运动 已知电场为水平方 向的匀强电场 不计空气阻力 设坐标轴如图所示 x轴的正方向与电场方向一致 y轴的 正方向竖直向下 原点为小球的起始位置 下列哪个图可能表示此小球的运动轨迹 答案 D 解析 受力和初速度决定了运动形式 小球受的重力和电场力都是恒力 则其合力 也是恒力 小球由静止开始沿合力方向做匀加速直线运动 又因小球带负电 答案 D 正 确 6 2011 连云港模拟 两个相同的带电金属小球相距r时 相互作用力大小为F 将 两球接触后分开 放回原处 相互作用力大小仍等于F 则两球原来所带电量和电性 A 可能是等量的同种电荷 B 可能是不等量的同种电荷 C 可能是不等量的异种电荷 D 不可能是异种电荷 答案 AC 解析 1 若带同种电荷 设带电量分别为Q1和Q2 则F k 将两球接触后分 Q1Q2 r2 开 放回原处后相互作用力变为 F k 显然只有Q1 Q2时 才有 Q1 Q2 2 4r2 F F 所以 A 选项正确 B 选项错误 2 若带异种电荷 设带电量分别为Q1和 Q2 则 F k 将两球接触后分开 放回原处后相互作用力变为 F k 由 Q1Q2 r2 Q1 Q2 2 4r2 Q1Q2 解得在Q1 3 2 Q2时 才有F F 所以 C 选项正确 D 选项错 Q1 Q2 2 42 误 7 2011 重庆 如图所示 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 4 A 体中心 各面中心和各边中点 B 体中心和各边中点 C 各面中心和各边中点 D 体中心和各面中心 答案 D 解析 据等量异号点电荷电场分布特点和电场强度E的矢量叠加知体中心和各面中 心合场强为零 8 2011 江苏 一粒子从A点射入电场 从B点射出 电场的等势面和粒子的运动轨 迹如图所示 图中左侧前三个等势面彼此平行 不计粒子的重力 下列说法正确的有 A 粒子带负电荷 B 粒子的加速度先不变 后变小 C 粒子的速度不断增大 D 粒子的电势能先减小 后增大 答案 AB 解析 粒子运动偏转方向与所受电场力方向一致 故粒子带负电荷 A 正确 粒子先经过匀强电场 后经过 区域电场强度越来越弱 故粒子的加速度先不变 后变小 5 B 正确 电场力做负功 粒子速度不断减小 C 错误 电场力一直做负功 电势能一直 增大 D 错误 二 非选择题 9 如图所示 半径为R的硬橡胶圆环 其上带有均匀分布的正电荷 单位长度上的电 荷量为q 现在环上截去一小段长度为L L R 的圆弧 则在圆环中心O处的电场强度的 AB 大小为 答案 kLq R2 解析 未截去圆弧时 整个圆环上的电荷分布关于圆心对称 则O处的电场强度 AB 为 0 截去圆弧后 除 和关于O对称的一小段圆弧 外 其余的电荷在O处的场强为 AB CD AB 0 则在O处的场强就等于中心O处电场强度E CD 上所带电荷量为Lq 根据点电荷场强公式可得E kLq R2 CD 10 如图所示 真空中O点有一点电荷 在它产生 的电场中有a b两点 a点的场强大小为Ea b点的 场强大小为Eb Ea Eb的方向如图所示 则关于a b 两点场强大小的关系是 答案 Ea 3Eb 解析 由题知 Ea k Q absin30 2 4kQ ab 2 Eb k Q absin60 2 4kQ 3 ab 2 所以有 Ea 3Eb 11 2011 汕头模拟 在真空中同一条直线上的A B两点固定有电荷量分别为 4Q 和 Q的点电荷 1 将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置 可以使它在电场力作用下保持静止 2 若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止 那么引入的这个点电荷应是正 电荷还是负电荷 电荷量是多大 答案 1 C在AB延长线上 且AB BC 2 正电荷 4Q 解析 6 1 先判定第三个点电荷所在的区间 只能在B点的右侧 再由F F k q相同 kQq r2 时r Q 因此rA rB 2 1 即C在AB延长线上 且AB BC 2 C处的点电荷肯定在电场力作用下平衡了 只要A B两个点电荷中的一个处于平 衡 另一个必然也平衡 由F F k QA相同时 Q r2 所以QC QB 4 1 而 kQQA r2 且必须是正电荷 所以C点处引入的点电荷QC 4Q 12 质量为m的小球A在绝缘细杆上 杆的倾角为 小球A带正电 电量为q 在杆 上B点处固定一个电量为Q的正电荷 将小球A由距B点竖直高度为H处无初速释放 小 球A下滑过程中电量不变 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 1 A球刚释放时的加速度是多大 2 当A球的动能最大时 求此时A球与B点的距离 答案 1 gsin 2 kQqsin2 mH2 kQq mgsin 解析 1 根据牛顿第二定律mgsin F ma 根据库仑定律F k r H sin Qq r2 解得a gsin kQqsin2 mH2 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 R 则mgsin 解得R kQq R2 kQq mgsin 7 13 2011 合肥模拟 如图所示 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两点间距离为 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上方的匀强电场 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 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 方向水平向右 8gR2 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 mg 4R mv 1 22B 到达B点时速度大小为vB 8gR 2 设电场力的竖直分力为Fy 水平分力为Fx 则Fy mg 小球从B运动到C的过程 中 由动能定理得 Fx 2R mv mv 1 22C 1 22B 小球从管口C处脱离