2011年高考物理二轮复习内化提升 库仑定律电场强度VIP

用心 爱心 专心1 20112011 年高考物理二轮复习内化提升 库仑定律年高考物理二轮复习内化提升 库仑定律 电场强度电场强度 1 如图 21 所示 在正六边形的 a c 两个顶点上各放一带正电的点电荷 电荷量的大 小都是 q1 图 21 在 b d 两个顶点上 各放一带负电的点电荷 电荷量的大小都是 q2 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 它是哪一条 A E1 B E2 C E3 D E4 图 22 解析 四个点电荷在 O 点产生的场强矢量如图 22 所示 大小关系为 Ea Ec Eb Ed Eb与 Ed的合矢量沿 OC 方向 Ea与 Ec的合矢量沿 Oe 方向 故总的场强合矢 量沿 Od 与 Oe 之间的一个方向 即沿 E2方向 答案 B 图 23 2 如图 23 所示 一电子沿等量异种电荷的中垂线由 A O B 匀速运动 电子重力不 计 则电子除受电场力外 所受的另一个力的大小和方向变化情况是 A 先变大后变小 方向水平向左 B 先变大后变小 方向水平向右 C 先变小后变大 方向水平向左 D 先变小后变大 方向水平向右 图 24 解析 等量异种电荷电场线的分布如图 24 所示 由图中电场线的分布可以看出 从 A 到 O 电场线由疏到密 从 O 到 B 电场线从密到疏 所以从 A O B 电场强度由小变大 再由大变小 而电场强度的方向沿电场线切线方向 为水平向左 如图 25 所示 因电子处于 平衡状态 其所受合外力必为零 故另一个力应与电子所受的电场力大小相等 方向相 反 因电子受的电场力与场强方向相反 即水平向右 且电子从 A O B 过程中 电场力由 小变大 再由大变小 所以另一个力方向应水平向左 其大小应先变大后变小 答案 A 3 2009 沈阳调研 宇航员在探测某星球时 发现该星球均匀带电 且电性为负 电荷 量为 Q 在一次实验时 宇航员将一带负电 q q Q 的粉尘置于该星球表面 h 高处 该粉尘 恰好处于悬浮状态 宇航员又将此粉尘带至距该星球表面 2h 高处 无初速释放 则此带电 粉尘将 用心 爱心 专心2 A 仍处于悬浮状态 B 背离该星球心飞向太空 C 向该星球心方向下落 D 沿该星球自转的线速度方向飞向太空 解析 带负电粉尘在负电荷 Q 的电场中受到其静电斥力和星球的万有引力而平衡 因 此有 G k 即 GMm kQq 与高度无关 因此无论将粉尘带到哪个高度 粉尘 Mm R h 2 Qq R h 2 均受电场力和万有引力而平衡 选 A 答案 A 图 25 4 如图 25 所示 实线为不知方向的三条电场线 从电场中 M 点以相同速度垂直于电 场线方向飞出 a b 两个带电粒子 运动轨迹如图 25 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 的速度将增加 C a 的加速度将减小 b 的加速度将增加 D 两个粒子的动能 一个增加一个减小 解析 设电场线为正点电荷的电场线 则由轨迹可判定 a 带正电 b 带负电 若电场线 为负点电荷的电场线 则 a 为负电荷 b 为正电荷 A 错 由粒子的偏转轨迹可知电场力对 a b 均做正功 动能增加 B D 错 但由电场线的疏密可判定 a 受电场力逐渐减小 加速度 减小 b 正好相反 选 C 答案 C 图 26 5 如图 26 所示 竖直向下的匀强电场里 用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内 绕 O 做圆周运动 以下四种说法中正确的是 A 带电小球可能做匀速率圆周运动 B 带电小球可能做变速率圆周运动 C 带电小球通过最高点时 细线的拉力一定最小 D 带电小球通过最低点时 细线的拉力有可能最小 解析 如果小球的电场力向上 且和重力大小相等 则小球只受细线的拉力作用 小球 做匀速率圆周运动 A 正确 只要重力和电场力没有平衡掉 其合力为定值 合力在小球运动 的切线方向会有分力 即小球做变速率圆周运动 B 正确 当重力和电场力的合力向上时 小 球通过最低点时细线拉力最小 通过最高点时细线拉力最大 当重力和电场力的合力向下时 小球通过最低点时细线拉力最大 通过最高点时细线拉力最小 C 错误 正确选项是 A B D 答案 ABD 图 27 用心 爱心 专心3 6 如图 27 所示 在匀强电场中 将质量为 m 带电荷量为 q 的一带电小球由静止释 放 如果带电小球的运动轨迹为一直线 该直线与竖直方向的夹角为 那么匀强电场的 场强大小是 A 惟一值是 mgtan q B 最大值是 mgtan q 图 28 C 最小值是 mgsin q D 以上都不正确 解析 带电小球在电场中受到重力 mg 和电场力 qE 的作用 这两个力的合力在小球运 动轨迹的直线上 从题目给出的已知条件只能确定重力 mg 的大小 方向和合力的方向 而 电场力的大小和方向均不能确定 这实际是一个不定解问题 由平行四边形定则可知 依据 一个分力 mg 的大小 方向和合力的方向 可以做无数多个平行四边形 电场力不可能只有 惟一值 如图 28 所示 在这无数个平行四边形中 mg 是一个固定的边 其另一个邻边 qE 只 有与合力 F 垂直时才能取最小值 且 qE mgsin 但没有最大值 故正确选项是 C 答案 C 图 29 7 如图 29 所示 竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘 两个带有同种电荷的小球 A B 分别处于竖直墙面和水平地面上 且处于同一竖直平面内 若用图示方向的水平推力 F 作用于小球 B 则两球静止于图示位置 如果将小球 B 向左推动少许 待两球重新达到 平衡时 则两个小球的受力情况与原来相比 A 推力 F 将增大 B 竖直墙面对小球 A 的弹力减小 C 地面对小球 B 的弹力一定不变 D 两个小球之间的距离增大 解析 由整体法可知地面对 B 的支持力不变 C 正确 因 A B 间的库仑力与竖直方向 的夹角的减小 则 A B 间的库仑力是减小的 由库仑定律可知 A B 间距离增大 对 A 进行 受力分析可知 水平方向墙面对小球 A 的弹力减小 B 正确 答案 BCD 图 30 8 如图 30 所示 电荷量为 Q1 Q2的两个正点电荷分别置于 A 点和 B 点 两点相距 L 在以 L 为直径的光滑绝缘半圆环上 穿着一个带电荷量为 q 的小球 视为点电荷 在 P 点平衡 不计小球的重力 那么 PA 与 AB 的夹角 与 Q1 Q2的关系应满足 用心 爱心 专心4 A tan3 B tan2 Q2 Q1 Q2 Q1 C tan3 D tan2 Q1 Q2 Q1 Q2 解析 图 31 小球在 P 点平衡 对其受力分析如图 31 其中 F1为 A 处点电荷给小球的斥力 且 F1 F2为 B 处点电荷给小球的斥力 且 F2 N 为圆环给小球的支持力 由小 kQ1 q L2cos2 kQ2 q L2sin2 球在 P 点受力平衡可知 F1 F2 N 三力的合力为零 故合成 F1 F2 则有 tan 即 F2 F1 tan 所以 tan tan3 故选 A kQ2 q L2sin2 kO1 q L2cos2 Q2 Q1 sin2 cos2 答案 A 图 32 9 如图 32 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 到最低点过程 只有重力做功 电场力不做功 由动能定理 mgR mv2 在最低点 由牛顿第二定律 F mg N 又 F qE N mg 可解得 E 1 2 mv2 R 4mg q 答案 4mg q 图 34 10 足够长的粗糙绝缘板 A 上放一个质量为 m 电荷量为 q 的小滑块 B 用手托住 A 置于方向水平向左 场强大小为 E 的匀强电场中 此时 A B 均能静止 如图 34 所示 现 将绝缘板 A 从图中位置 P 垂直电场线移至位置 Q 发现小滑块 B 相对 A 发生了运动 为研 究方便可以将绝缘板 A 的运动简化成先匀加速接着匀减速到静止的过程 测量发现竖直方 向加速的时间为 0 8 s 减速的时间为 0 2 s P Q 位置高度差为 0 5 m 已知匀强电场的场 强 E A B 之间动摩擦因数 0 4 g 取 10 m s2 求 0 3mg q 用心 爱心 专心5 1 绝缘板 A 加速和减速的加速度分别为多大 2 滑块 B 最后停在离出发点水平距离多大处 解析 1 设绝缘板 A 匀加速和匀减速的加速度大小分别为 a1和 a2 匀加速和匀减速的 时间分别为 t1和 t2 P Q 高度差为 h 则有 a1t1 a2t2 h a1t a2t 1 22 1 1 22 2 求得 a1 1 25 m s2 a2 5 m s2 2 研究滑板 B 在绝缘板 A 匀减速的过程中 由牛顿第二定律可得 竖直方向上 mg N ma2 水平方向上 Eq N ma3 求得 a3 0 1g 1 m s2 在这个过程中滑板