2011届高三物理一轮复习 电场的力的性质同步练习28

电场的力的性质电场的力的性质 一 选择题 本大题共 9 个小题 共 63 分 每小题至少有一个选项正确 全部选对的 得 7 分 选对但不全的得 4 分 有选错的得 0 分 1 2010 青岛模拟 在电场中的某点放一个检验电荷 其电荷量为q 受到的电场力 为 F 则该点的电场强度为E 下列说法正确的是 F q A 若移去检验电荷 则该点的电场强度为 0 B 若检验电荷的电荷量变为 4q 则该点的场强变为 4E C 若放置到该点的检验电荷变为 2q 则场中该点的场强大小不变 但方向相反 D 若放置到该点的检验电荷变为 2q 则场中该点的场强大小方向均不变 解析 电场中某点的电场强度只取决于电场本身 与检验电荷无关 故选 D 答案 D 2 在匀强电场中 有一质量为m 带电荷量为q的带电小球静止在 O点 然后从O点自由释放 其运动轨迹为一直线 直线与竖直方 向的夹角为 如图 1 所示 那么关于匀强电场的场强大小 下列 说法中正确的是 A 唯一值是 mgtan q B 最大值是 mgtan q C 最小值是 mgsin q D 不可能是 mg q 解析 因为轨迹为直线 故重力和电场力的合力应沿直线 如 图 所示 故电场力最小值Fmin Eq mgsin 所以E有最小值 故选 C mgsin q 答案 C 3 如图 2 所示 半径相同的两个金属球A B带有相等的电荷量 相隔一定距离 两球之间相互吸引力的大小是F 今让第三个半径 相同的不带电的金属小球先后与A B两球接触后移开 这时 A B两球之间的相互作用力的大小是 A F 8 B F 4 C 3F 8 D 3F 4 解析 A B两球互相吸引 说明它们必带异种电荷 假设它们带的电荷量分别为 q 当第三个不带电的C球与A球接触后 A C两球带电荷量平分 假设每个球带电 荷量为q q 2 当再把C球与B球接触后 两球的电荷先中和 再平分 每球 带电荷量q q 4 由库仑定律F kq1q2 r2知 当移开C球后 由于r不变 所 以A B两球之间的相互作用力的大小是F F 8 A 项正确 答案 A 4 AB和CD为圆上两条相互垂直的直径 圆心为O 将电荷量分 别为 q和 q的两点电荷放在圆周上 其位置关于AB对称 且距离等于圆的半径 如图 3 所示 要使圆心处的电场强度 为 零 可在圆周上再放一个适当的点电荷Q 则该点电荷Q A 应放在A点 Q 2q B 应放在B点 Q 2q C 应放在C点 Q q D 应放在D点 Q q 解析 由平行四边形定则得出 q和 q在O点产生的合场强水平向右 大小等于其 中一个点电荷在O点产生的场强的大小 要使圆心处的电场强度为零 则应在C点 放一个电荷量Q q的点电荷 或在D点放一个电荷量Q q的点电荷 故 C 选 项正确 答案 C 5 如图 4 所示 AB是某个点电荷的一根电场线 在电场线上O点由 静止释放一个负电荷 它仅在电场力作用下沿电场线向B运动 下 列判断正确的是 A 电场线由B指向A 该电荷做加速运动 加速度越来越小 B 电场线由B指向A 该电荷做加速运动 其加速度大小变化因题 设条件不能确定 C 电场线由A指向B 电荷做匀加速运动 D 电场线由B指向A 电荷做加速运动 加速度越来越大 解析 电场线的切线方向是正电荷在该处的受力方向 和负电荷所受电场力的方向 相反 所以电场线由B指向A 只给出一条电场线不能判断各点电场的强弱 因为不 能确定电场线的疏密 也就不能判断电场力大小及加速度的变化 所以只有 B 正 确 答案 B 6 2010 东城模拟 如图 5 所示 光滑绝缘水平面上带异 号电荷的小球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 带电荷量大小为QA 小球B的带电荷量大小为QB 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QA QB 解析 如果小球A带正电 小球B带负电 则对B球来说 A对它的库仑力和匀强 电场对它的电场力均水平向左 小球B不可能向右做匀加速运动 故 A B 均错 误 对 A分析受力得 EQA 比较可得 kQAQB r2 kQAQB r2 E kQB r2 kQA r2 QB QA D 正确 答案 D 7 如图 6 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 则为 q2 q1 A 2 B 3 C 2 D 3 33 解析 对A进行受力分析如图所示 由图可知F Gtan 由库仑定律得F kqAqB r2 式中r lsin l为细线长 由以上三式可解得qB Gl2sin2 tan kqA 因qA不变 则 2 故选 C q2 q1 sin245 tan45 sin230 tan30 3 答案 C 8 2010 郑州模拟 如图 7 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 设a b两球间库仑斥力大小为F 分析两球受力可得 tan tan F mag F mbg 因 mb A 正确 剪断细线后 两球竖直方向只受重力 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 答案 AB 9 如图 8 所示 A B是带有等量的同种电荷的两小球 它们的 质量都是m 它们的悬线长度是L 悬线上端都固定在同一点 O B球悬线竖直且被固定 A球在力的作用下偏离B球x的 地方静止平衡 此时A球受到绳的拉力为FT 现保持其他条 件不变 用改变A球质量的方法 使A球在距B球为x 2 处 平 衡 则A球受到绳的拉力为 A FT B 2FT C 4FT D 8FT 解析 对A球受力分析如右图所示 F斥和FT的合力F与mg等大 反向 由几何知识知 F FT F斥组成的力的矢量三角形与几何 OAB 相似 所以 x kQAQB x2 L FT 当A B间距变为 时 x 2 x 2 k QAQB f x 2 2 L FT 解以上两式得FT 8FT 故选 D 答案 D 二 非选择题 本大题共 3 个小题 共 37 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式 和 演算步骤 有数值计算的要注明单位 10 11 分 如图 9 所示 在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管 的 圆心处放一点电荷 将质量为m 带电荷量为q的小球从圆弧 管水平直径的端点A由静止释放 当小球沿细管下滑到最低 点 时 对细管的上壁的压力恰好与球重相同 求圆心处的电荷在 圆弧管内产生的电场的场强大小 解析 小球从A到最低点的过程中 只有重力做功 电场力不做功 由动能定理 mgR mv2 1 2 在最低点 由牛顿第二定律 F mg FN mv2 R 又F qE FN FN mg 可解得E 4mg q 答案 4mg q 11 12 分 如图 10 所示 两根长均为L的绝缘细线下端 各悬挂质量均为m的带电小球A和B 带电荷量分别 为 q和 q 若加上水平向左的场强为E的匀强电场 后 使连接A B的长也为L的绝缘细线绷紧 且两球 均处于平衡状态 则匀强电场的场强大小E应满足什 么条件 解析 由于A B均处于平衡 隔离A分析 受力如图所示 设OA绳拉力F1 AB绳 拉力F2 正交分解F1 F1cos60 F2 F库 qE F1sin60 mg F库 k q2 L2 解 得 E 因为F2 0 所以E 3mg 3q kq L2 F2 q 3mg 3q kq L2 答案 E 3mg 3q kq L2 12 14 分 如图 11 所示 绝缘水平面上静止着两个质量均为 m 电荷量均为 Q的物体A和B A B均可视为质点 它 们间的距离为r 与水平面间的动摩擦因数均为 求 1 A受的摩擦力为多大 2 如果将A的