2011年高考物理 9-1库仑定律 电场强度 电场线练习

20112011 年高考物理年高考物理 9 19 1 库仑定律库仑定律 电场强度电场强度 电场线练习电场线练习 一 选择题 共 10 小题 每小题 6 分 共 60 分 在每小题给出的四个选项中至少有一 项符合题意 全部选对的得 6 分 漏选的得 3 分 错选的得 0 分 1 2009 高考江苏卷 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 则两球间库仑力的大小为 r 2 A F B F C F D 12F 1 12 3 4 4 3 解析 本题主要考查库仑定律的应用 意在考查考生对基础知识的掌握程度 以 及运用基础知识进行计算的能力 属于容易题 两电荷间的作用力 F k 两电荷接触 3Q2 r2 电量先中和再平均分配 每个小球带电量为 Q F k C 正确 Q2 f r 2 2 F F 4 3 答案 C 2 2010 广州毕业班综合测试 如图所示 两带电小球 A 和 B 各用细线悬挂于同一点 平衡时 两小球在同一水平面上 悬线与 竖直方向的夹角分别为 和 且 关于两球的质量 m1和 m2及 电荷量 q1和 q2 可以断定 A 必有 m1 m2 B 必有 q1m2 D 可能 q1 q2 答案 AD 3 两个完全相同的金属小球 A B A 球所带电荷量为 4Q B 球不带电 现将 B 球 与 A 球接触后 移至与 A 球距离为 d 处 d 远远大于小球半径 已知静电力常量为 k 则此 时 A B 两球之间相互作用的库仑力的大小是 A B 2kQ2 d2 2kQ2 d C D 4kQ2 d2 4kQ2 d 答案 C 4 2010 广东六校联考 如图所示 在正六边形的 a c 两个顶点上各放一个带正电的点电荷 电荷量大小都是 q1 在 b d 两个顶点上各放一个带负电的点电荷 电荷量大小都 是 q2 且 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 A E1 B E2 C E3 D E4 解析 如图 作出各点电荷在 O 点产生的电场强 度 设 q1在 O 点产生的场强为 Ea Ec 方向如图 q2在 O 点产生的场强为 Eb Ed 方 向如图 由于电场强度为矢量 O 点处的场强为 Ea Ec Eb Ed的矢量和 B 正确 答案 B 5 2008 北京海淀期末 如图所示 在 a b 两点上放置两个点电荷 它们的电荷量分 别为 q1 q2 MN 是连接两点的直线 P 是直线上的一点 下列哪种情况下 P 点的场强可 能为零 A q1 q2都是正电荷 且 q1 q2 B q1是正电荷 q2是负电荷 C q1是负电荷 q2是正电荷 D q1 q2都是负电荷 且 q1 q2 解析 由于 P 点离 a 点近 b 点远 要使 P 点的场强为零 据 E k 必须使 q r2 q1 q2 且 q1跟 q2是异种电荷 这样才能保证它们在 P 点产生的场强方向相反 故 BC 正 确 答案 BC 6 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 和时间 t 的关系图象如图所示 则此电场的电场线分布可能是图中的 解析 从图象可以直接看出 粒子的速度随时间逐渐减小 图线的弯曲程度逐渐 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 答案 A 7 如图所示 a b 是两个点电荷 它们的电荷量分别为 Q1 Q2 MN 是 ab 连线的中垂线 P 是中垂线上的一点 下列哪种 情况能使 P 点电场强度方向指向 MN 的左侧 A Q1 Q2都是正电荷 且 Q1 Q2 C Q1是负电荷 Q2是正电荷 且 Q1 Q2 解析 电场强度是矢量 它的叠加遵循平行四边形定则 结合选项由点电荷电场 的特点及平行四边形定则作图进行判断 1 Q1 Q2为同种电荷 若 Q1 Q2都是正电荷 由 E 可知当 Q1 Q2 kQ r2 时才能使 P 点电场强度方向指向 MN 的左侧 故 D 正确 2 Q1 Q2为异种电荷 若 Q1是负电荷 Q2是正电荷 P 点的场强方向一定指向 MN 的左侧 故 C 对 若 Q1是正电荷 Q2是负电荷 P 点的场强方向一定指出 MN 的右侧 故 B 错 综上所述应选 ACD 答案 ACD 8 2008 高考广东文科基础卷 如图所示是点电荷 Q 周围的 电场线 以下判断正确的是 A Q 是正电荷 A 点的电场强度大于 B 点的电场强度 B Q 是正电荷 A 点的电场强度小于 B 点的电场强度 C Q 是负电荷 A 点的电场强度大于 B 点的电场强度 D Q 是负电荷 A 点的电场强度小于 B 点的电场强度 解析 由电场线的方向知 Q 是正电荷 由点电荷的场强公式 E k知 A 点的 Q r2 电场强度大于 B 点的电场强度 故选 A 答案 A 9 2009 盐城调研 图中 A 球系在绝缘细线的下端 B 球固定在绝缘平面上 它们带电 的种类以及位置已在图中标出 A 球能保持静止的是 答案 AD 10 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 故 C 选项正确 答案 C 二 论述 计算题 本题共 3 小题 共 40 分 解答时应写出必要的文字说明 计算公 式和重要的演算步骤 只写出最后答案不得分 有数值计算的题 答案中必须明确数值和 单位 11 在一个点电荷 Q 的电场中 Ox 坐标轴与它的一条电场线重合 坐标轴上 A B 两 点的坐标分别为 2 0m 和 5 0m 已知放在 A B 两点的试探电荷受到的电场力方向都跟 x 轴 的正方向相同 电场力的大小跟试探电荷所带电荷量大小的关系图象如图中直线 a b 所示 放在 A 点的电荷带正电 放在 B 点的电荷带负电 求 1 B 点的电场强度的大小和方向 2 试判断点电荷 Q 的电性 并确定电荷 Q 的位置坐标 解析 1 由题图可知 B 点电场强度的大小 EB 2 5N C 因 B 点的电荷带负电 F q 而受力指向 x 轴正方向 故 B 点场强方向沿 x 轴负方向 2 因 A 点的正电荷受力和 B 点的负电荷受力均指向 x 轴正方向 故点电荷 Q 应位于 A B 两点之间 带负电 设点电荷 Q 的坐标为 x 则 EA k EB k 由图可得 EA 40N C Q x 2 2 Q 5 x 2 解得 x 2 6cm 答案 见解析 12 一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性能很好 管内部有两 个完全一样的弹性金属小球 A 和 B 如图 分别带电荷量 9Q 和 Q 两球从图中位置由静止释放 问两球再次经过图中位置时 A 球的瞬时加速度为释放时的几倍 解析 释放后 A B 吸引 相碰 相碰后电荷中和一部分而重新分配 对于本题 中两个完全相同的小球 电荷应平均分配 即各带 4Q 电荷量 对于 A 球 释放时受库仑力 F1 k 9Q Q r2 再次经过图示位置时受库仑力 F2 k 4Q 4Q r2 根据牛顿第二定律有 F1 ma1 F2 ma2 故 a2 a1 F2 F1 16 9 即 A 球瞬时加速度为释放时的倍 16 9 答案 倍 16 9 13 2009 广东中山模拟 如图甲所示 质量为 M 的绝缘长木板 静止放置在光滑水平 面上 有一个质量为 m 带电荷量为 q 可视为质点的物块 以某一水平初速度从左端冲 上木板 整 个装置放在水平向右的匀强电场中 从物块冲上木板到物块和木板共同速度变 为零这一过程 物块和木板的 v t 图象分别如图乙中的折线 acd 和 bcd 所示 a b c d 点的坐标为 a 0 1 0 b 0 0 c 4 0 4 d 12 0 根据 v t 图象求 1 物块所带电荷的种类 2 物块与木板一起运动时的加速度大小 3 物块在绝缘长木板