高考物理 第六章 第一单元 电场力的性质课时训练营

用心 爱心 专心1 电场力的性质电场力的性质 1 如图所示 两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b 其壳层的厚度和质量分 布均匀 将它们固定于绝缘支座上 两球心间的距离为l 为球半径的 3 倍 若使它们带 上等量异种电荷 使其电荷量的绝对值均为Q 那么关于a b两球之间的万有引力F引和 库仑力F库的表达式正确的是 A F引 G F库 k B F引 G F库 k m2 l2 Q2 l2 m2 l2 Q2 l2 C F引 G F库 k D F引 G F库 k m2 l2 Q2 l2 m2 l2 Q2 l2 解析 由于a b两球所带异种电荷相互吸引 使它们各自的电荷分布不均匀 即相互 靠近的一侧电荷分布较密集 又l 3r 不满足l r的要求 故不能将带电球壳看成点电 荷 所以不能应用库仑定律 故F库 k 万有引力定律适用于两个可看成质点的物体 Q2 l2 虽然不满足l r 但由于其壳层的厚度和质量分布均匀 两球壳可看做质量集中于球心的 质点 可以应用万有引力定律 故F引 G 故 D 项正确 m2 l2 答案 D 2 两个分别带有电荷量 Q和 3Q的相同金属小球 均可视为点电荷 固定在相距为 r的两处 它们间库仑力的大小为F 两小球相互接触后将其固定距离变为 则两球间库仑 r 2 力的大小为 A F B F 1 12 3 4 C F D 12F 4 3 解析 据库仑定律知 F 两小球接触后电荷量先中和再平分 使得两 kQ 3Q r2 3kQ2 r2 小球带电荷量均为Q 此时的库仑力F F kQ2 r 2 2 4kQ2 r2 4 3 答案 C 3 2009 年广东 如图所示 空间有一电场 电场中有两个点a和b 下列表述正确的 是 A 该电场是匀强电场 B a点的电场强度比b点的大 C b点的电场强度比a点的大 D 正电荷在a b两点受力方向相同 解析 由于匀强电场的电场线平行 等间距 故 A 错 电场线的疏密表示场强的大小 故Ea Eb B 对 C 错 正电荷在电场中受力的方向与电场同向 沿电场线的切线方向 因 此 电荷在a b两点受力方向不同 D 错 答案 B 用心 爱心 专心2 4 如图所示 实线为不知方向的三条电场线 从电场中M点以相同速度飞出a b两 个带电粒子 运动轨迹如图中虚线所示 则 A a一定带正电 b一定带负电 B a的速度将减小 b的速度将增大 C a的加速度将减小 b的加速度将增大 D 两个粒子的动能一个增加一个减小 解析 因不知电场线的方向 无法判断a b的电性 由图知 a b初速度的方向相 同 而运动轨迹不同 说明a b电性相反 电场力对二者均做正功 两粒子的动能都增加 b运动过程中电场线越来越密 所受的电场力越来越大 加速度越来越大 故选项 C 正 确 答案 C 5 如图所示 在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷 Q和 Q x 轴上的P点位于 Q的右侧 下列判断正确的是 A 在x轴上还有一点与P点电场强度相同 B 在x轴上还有两点与P点电场强度相同 C 若将一试探电荷 q从P点移至O点 电势能增大 D 若将一试探电荷 q从P点移至O点 电势能减小 解析 P点场强方向沿x轴的负方向 在x轴上 Q的左侧 还有一点与P点电场强度 相同 该点与P点以O点对称 选项 A 正确 选项 B 错误 由于O点电势高于P点电势 将试探电荷 q从P点移至O点的过程中 电势能增大 选项 C 正确 选项 D 错误 答案 AC 6 两带电荷量分别为q和 q的点电荷放在x轴上 相距为L 能正确反映两电荷连 线上场强大小E与x关系的是 解析 由等量异种点电荷的电场强度的关系可知 在两电荷连线的中点处电场强度最 小 但不是零 从两点电荷向中点电场强度逐渐减小 因此 A 正确 答案 A 7 2009 年浙江 如图所示 在光滑绝缘水平面上放置 3 个电荷量均为q q 0 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 A l B l 5kq2 2k0l2 kq2 k0l2 用心 爱心 专心3 C l D l 5kq2 4k0l2 5kq2 2k0l2 解析 以左边小球为研究对象 它受另外两个带电小球的库仑斥力和弹簧弹力作用而 平衡 有F k0 x x 故弹簧原长 kq2 l2 kq2 2l 2 5kq2 4l2 5kq2 4k0l2 l0 l x l 5kq2 4k0l2 答案 C 8 2010 年上海模拟 如图所示 在光滑绝缘水平面上有两个分别带异种电荷的小球 A和B 它们均在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动 且始终保持相对静止 设小球 A的电荷量为QA 小球B的电荷量为QB 则下列判断正确的是 A 小球A带正电 小球B带负电 且QA QB B 小球A带正电 小球B带负电 且QAQB D 小球A带负电 小球B带正电 且QAQB A 正确 B 错误 如果小球A带负电 小球B带正电 则 A所受合外力水平向左 加速度向左 不符合题意 故 C D 均错 答案 A 9 2010 北京朝阳区 图甲中 MN为很大的薄金属板 可理解为无限大 金属板原来 不带电 在金属板的右侧 距金属板距离为d的位置上放入一个带正电 电荷量为q的点 电荷 由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布 P是点电荷右侧 与点电荷之间的距 离也为d的一个点 几位同学想求出P点的电场强度大小 但发现问题很难 几位同学经 过仔细研究 从图乙所示的电场得到了一些启示 经过查阅资料他们知道 图甲所示的电 场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的 图乙中两异号点电荷带电荷量的大小均为 q 它们之间的距离为 2d 虚线是两点电荷连线的中垂线 由此他们分别求出了P点的电 场强度大小 一共有以下四个不同的答案 答案中k为静电力常量 其中正确的是 A B 8kq 9d2 kq d2 C D 3kq 4d2 10kq 9d2 解析 从题中的暗示条件可以看出金属板产生的电场相当于 q产生的电场 则P点 E kq d2 kq 3d 2 8kq 9d2 用心 爱心 专心4 答案 A 10 长为L的绝缘细线下系一带正电的小球 其带电荷量为Q 悬于O点 如图所 示 当在O点另外固定一个正电荷时 如果球静止在A处 则细线拉力是重力mg的两 倍 现将球拉至图中B处 60 放开球让它摆动 问 1 固定在O处的正电荷的带电荷量为多少 2 摆球回到A处时悬线拉力为多少 解析 1 球静止在A处受三个力作用 重力mg 静电力F和细线拉力F拉 由受力平 衡和库仑定律列式得 F拉 F mg F k F拉 2mg Qq L2 三式联立解得 q mgL2 kQ 2 摆回的过程只有重力做功 所以机械能守恒 规定最低点重力势能等于零 列如下 方程 mgL 1 cos 60 mv2 1 2 由牛顿第二定律和圆周运动规律得 F拉 mg F m 由 1 知静电力F mg v2 L 解上述三个方程得 F拉 3mg 答案 1 2 3mg mgL2 kQ 11 2010 年徐州 如图所示 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 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