2013届高考物理一轮复习知能演练 6.1 库仑定律 电场强度 沪科版

1 20132013 届高考物理一轮复习知能演练届高考物理一轮复习知能演练 6 16 1 库仑定律库仑定律 电场强度电场强度 沪科版沪科版 1 图 6 1 14 2011 高考重庆理综卷 如图 6 1 14 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 A 体中心 各面中心和各边中点 B 体中心和各边中心 C 各面中心和各边中点 D 体中心和各面中心 解析 选 D 根据点电荷场强公式E 及正方体的对称性可知正方体内中心点及各面的中心 kq r2 点处场强为零 故答案为D 2 2011 高考海南单科卷 三个相同的金属小球 1 2 3 分别置于绝缘支架上 各球之间 的距离远大于小球的直径 球 1 的带电量为q 球 2 的带电量为nq 球 3 不带电且离球 1 和 球 2 很远 此时球 1 2 之间作用力的大小为F 现使球 3 先与球 2 接触 再与球 1 接触 然 后将球 3 移至远处 此时 1 2 之间作用力的大小仍为F 方向不变 由此可知 A n 3 B n 4 C n 5 D n 6 解析 选 D 由于各球之间距离远大于小球的直径 小球带电时可视为点电荷 由库仑定律 F k知两点电荷间距离不变时 相互间静电力大小与两球所带电荷量的乘积成正比 又 Q1Q2 r2 由于三小球相同 则接触时平分总电荷量 故有q nq 解之可得n 6 D 正确 nq 2 q nq 2 2 3 图 6 1 15 一负电荷从电场中A点由静止释放 只受电场力作用 沿电场线运动到B点 它运动的速度 时间图像如图 6 1 15 所示 则A B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的 2 图 6 1 16 解析 选 C 由速度图像可知电荷加速运动且加速度越来越大 说明电荷受到的力沿AB方向 且电场力越来越大 故选 C 图 6 1 17 4 如图 6 1 17 所示 悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的 小球A 在两次实验中 均缓慢移动另一带同种电荷的小球B 当B到达悬点O的正下方并与 A在同一水平线上 A处于受力平衡时 悬线偏离竖直方向的角度为 若两次实验中B的 电荷量分别为q1和q2 分别为 30 和 45 则q2 q1为 A 2 B 3 C 2 D 3 33 解析 选 C 由库仑定律得F k qAqB r2 又r lsin F Gtan 由以上各式可解得qB Gl2sin2 tan kqA 因qA不变 则 2 q2 q1 sin245 tan45 sin230 tan30 3 5 图 6 1 18 如图 6 1 18 所示 一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为 Q的电荷 另一电荷量 3 为 q的点电荷放在球心O上 由于对称性 点电荷所受的合力为零 现在球壳上挖去半径 为r r远小于R 且挖去r后 不影响球上的电荷量分布 的一个小圆 则此时球心的电场强 度大小为 已知静电力常量为k 方向 解析 球壳上所有的电荷在球心产生的场强等于零 所以挖去小圆孔后 剩余的电荷在O点 产生的场强与小圆孔所带电荷在O点产生的场强等大 反向 由于r R 所以小圆孔所带电 荷可以看做点电荷 带电荷量为Q Q r2 4 R2 Qr2 4R2 在O点产生的场强为 E kQ R2 kQr2 4R4 方向由小孔指向球心 则剩余部分所带电荷产生的场强与之等 大反向 答案 kQr2 4R4 由球心指向小孔 一 选择题 1 在电场中某点放一检验电荷 其电荷量为q 检验电荷受到的电场力为F 则该点的电场 强度为E F q 那么下列说法正确的是 A 若移去检验电荷 该点的电场强度就变为零 B 若在该点放一个电荷量为 2q的检验电荷 该点的场强就变为E 2 C 若在该点放一个电荷量为 2q的检验电荷 则该点场强的大小仍为E 但电场强度的方 向变为原来相反的方向 D 若在该点放一个电荷量为 q 2 的检验电荷 则该点场强的大小仍为E 电场强度的方向 也仍为原来的场强方向 解析 选 D 电场中某点电场强度的大小和方向 只由电场本身的性质决定 与检验电荷的 大小 正负 有无都无关 故 A B C 均错 D 对 2 2011 高考广东理综卷 图 6 1 19 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 以达到除尘目的 下列表述正确 的是 图 6 1 19 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 解析 选 B D 在放电极附近 电场线呈辐射形散开 且场强非常强 电子在电场中加速 附 着在尘埃上向集尘极移动 故迁移到集尘极的尘埃带负电 A 错误 负电荷向集尘极移动 电场方向从集尘极指向放电极 其受电场力的方向与场强方向相反 故 B 正确 C 错误 由F 电 qE 可知 同一位置E一定 q越大 电场力越大 故 D 正确 3 2012 湖北黄冈中学高三月考 如图 6 1 20 所示的真空空间中 仅在正方体中的黑点 处存在着电荷量大小相等的点电荷 则图中A B两点电场强度相同的是 4 图 6 1 20 解析 选 C 选项 A D 中A B两点电场强度的大小相同而方向不同 选项 B 中A B两点电 场强度的大小 方向都不同 选项 C 中A B两点位于两个等量异种电荷连线的中垂线上且 关于连线对称 所以它们的场强大小和方向都相同 选项 C 正确 4 2012 宝鸡市高三检测改编 如图 6 1 21 所示 在正方形的四个顶点各放一电荷量均 为Q的点电荷 电性如图所示 a b c d是正方形边长的中点 则下列说法中正确的是 图 6 1 21 A a b c d四点的场强相等 B a c两点的场强一定等大而反向 C b d两点的场强一定等大而反向 D e点的场强一定为零 解析 选 BCD 以a点为研究对象 设正方形的边长为 2R 则由点电荷场 强公式E k知 a点正上方 Q和正下方 Q在a点产生的合场强方向竖直向下 大小为 Q r2 E1 a点右上方和右下方在a点产生的合场强方向竖直向上 大小为E2 因此 2kQ R2 2 5kQ 25R2 四个点电荷在a点产生的合场强方向竖直向下 大小为E1 E2 若以b点为研 2kQ R2 2 5kQ 25R2 究对象 场强大小与a点相等 方向水平向右 以c点为研究对象 场强大小与a b两点 相等 方向竖直向上 A 错 B 正确 同理分析 C D 也正确 5 如图 6 1 22 所示 P Q是两个电荷量相等的正点电荷 它们连线的中点是O A B 是PQ的中垂线上的两点 OA OB 用EA EB分别表示A B两点的场强 则 图 6 1 22 5 A EA一定大于EB B EA不一定大于EB C EA一定小于EB D EA一定等于EB 解析 选 B 从O点到无穷远处 场强先增大后减小 且不知OA与OB的定量关系 所以不 能判断EA EB的大小关系 6 如图 6 1 23 甲所示 A B是一条电场线上的两点 若在某点释放一初速度为零的电子 电子仅受电场力作用 从A点运动到B点 其速度随时间变化的规律如图乙所示 则 图 6 1 23 A 电子在A B两点受的电场力FA FB B A B两点的电场强度EA EB C 场强方向为由B到A D 电场线的方向一定是从A到B 解析 选 C 由乙图中v t图像可知 电子做加速度越来越大的变加速运动 故FA FB EA EB 故 A B 错误 电子受力方向与场强方向相反 故 C 正确 D 错误 7 图 6 1 24 2010 高考海南卷 如图 6 1 24 M N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点 O点为半 圆弧的圆心 MOP 60 电荷量相等 符号相反的两个点电荷分别置于M N两点 这 时O点电场强度的大小为E1 若将N点处的点电荷移至P点 则O点的场强大小变为E2 E1 与E2之比为 A 1 2 B 2 1 C 2 D 4 33 解析 选 B 设圆的半径为R 电荷的电量为Q 则E1 2 当将N点处的电荷移至P点 kQ R2 则两电荷产生的电场的方向成 120 的夹角 利用平行四边形定则合成有 E2 所以 kQ R2 E1 E2 2 1 所以答案为B 8 图 6 1 25 6 2011 高考上海单科卷 如图 6 1 25 在水平面上的箱子内 带异种电荷的小球a b用 绝缘细线分别系于上 下两边 处于静止状态 地面受到的压力为N 球b所受细线的拉力 为T 剪断连接球b的细线后 在球b上升过程中地面受到的压力 A 小于N B 等于N C 等于N T D 大于N T 解析 选 D 剪断连接球b的细线后 b球会向上加速 造成两球之间的静电力F电增大 剪 断前由整体法N Mg mag mbg 对b球有F电 mbg T 剪断后对箱和a球有 N Mg mag F电 N mbg F电 由于F电 F电 所以N N T 故选 D 9 在相距为r的A B两点分别放上点电荷QA和QB C为AB的中点 如图 6 1 26 所示 现引入带正电的检验电荷q 则下列说法中正确的是 图 6 1 26 A 如果q在C点受力为零 则QA和QB一定是等量异种电荷 B 如果q在AB延长线离B较近的D点受力为零 则QA和QB一定是异种电荷 且电量大小 QA QB C 如果q在AC段上的某一点受力为零 而在BC段上移动时始终受到向右的力 则QA一定 是负电荷 且电量大小QA QB D 如果q沿AB的垂直平分线移动时受力方向始终不变 则QA和QB一定是等量异种电荷 解析 选 BCD 如果q在C点受力为零 则QA QB对q的电场力大小相等 方向相反 QA和QB一定是等量同种电荷 A 错误 如果q在D点受力为零 则QA QB对q的 电场力大小相等 方向相反 QA和QB一定是异种电荷 由题图可知 q到B的距离较小 则 电量大小QA QB B 正确 同理得出 C 正确 q沿AB的垂直平分线移动时受力方向始终不 变 说明中垂线上各点的场强方向相同 则有QA和QB一定是等量异种电荷 D 正确 10 2012 咸阳高三检测 如图 6 1 27 所示 光滑绝缘水平面上带异种电荷的小球A B 它们一起在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动 且保持相对静止 设小球A的带电荷 量为QA 小球B的带电荷量大小为QB 下列判断正确的是 图 6 1 27 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QA QB C 小球A带负电 小球B带正电 且QA QB D 小球A带负电 小球B带正电 且QA QB 解析 选 D 由题意 要使两球保持相对静止且向右做匀加速运动 则两球的初速度和加速 度均相同 若小球A带正电 小球B带负电 由受力分析知两球相互靠近 A B 错 若小球 7 A带负电 小球B带正电 并设A B球间的库仑力为F 则F EQA mAa EQB F mBa 联 立得QB QA 0 故 C 错 D 正确 mA mB a E 二 非选择题 11 图 6 1 28 如图 6 1 28 所示 分别在A B两点放置点电荷Q1 2 10 14 C 和Q2 2 10 14 C 在AB的垂直平分线上有一点C 且AB AC BC 6 10 2 m 1 试求C点的场强 2 如果将一个电子放置在C点 它所受的库仑力的大小和方向如何 解析 1 本题所研究的电场是点电荷Q1和Q2所形成的电场的合电场 因此C点的场强是由 Q1在C处的场强E1C和Q2在C处的场强E2C的合场强 根据E k得E1C k 9 0 109 Q r2 Q1 r2 1 N C 0 05 N C 方向如图所示 2 10 14 6 10 2 2 同理求得E2C 0 05 N C 方向如图所示 kQ2 r2 2 根据平行四边形定则作出E1C和E2C的合成图 由几何关系得EC E1C 0 05 N C 方向平行于AB向右 2 电子在C点所受的力F qEC 1 6 10 19 0 05 N 0 8 10 20 N 因为电子带负电 所 以方向与EC方向相反 答案 1 0 05 N C 方向平行于AB向右 2 0 8 10 20 N 方向平行于AB向左 12 图 6 1 29 如图 6 1 29 所示 一带电量为q 5 10 3 C 质量为m 0 1 kg 的小物