高考物理总复习巩固练习 电场的力学特性（提高）

【巩固练习】一、选择题1、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r/2，则两球间库仑力的大小为（ ） A B C D2、A、B、C三点在同一直线上，AB:BC1:2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷。当在A处放一电荷量为q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为2q的点电荷，其所受电场力为（）A. F/2 B. F/2 C. F D. F3、真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r则A、B两点的电场强度大小之比为（ ）A3：1 B1：3 C9：1 D1：94、一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（ ）5、静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线为该收尘板的横截面，工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上。若用粗黑曲线表示原来静止于点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)（ ） 6、如图所示，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示，若不考虑其他力，则下列判断中正确的是（ ）A若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电B不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电C若粒子是从B运动到A，则其加速度减小D若粒子是从B运动到A，则其速度减小7、在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为V/m，已知一半径为1mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10m/,水的密度为kg/。这雨滴携带的电荷量的最小值约为（ ） A2C B. 4C C. 6C D. 8C8、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=69、如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q（q0）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，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为 （ ）k0k0llqqqA. B C D10、如图所示，将两个摆长均为l的单摆悬于O点，摆球质量均为m，带电荷量均为q(q0)。将另一个带电荷量也为q(q0)的小球从O点正下方较远处缓慢移向O点，当三个带电小球分别处在等边三角形abc的三个顶点上时，摆线的夹角恰好为120，则此时摆线上的拉力大小等于()A B2mgC. D. 二、填空题1、有三个完全一样的金属小球A、B、C，A带电荷量为7Q，B带电荷量为-Q，C球不带电，将A、B两球固定，然后让C球先跟A球接触，再跟B球接触，最后移去C球，则A、B球间的作用力变为原来的_倍。2、在x轴上有两个点电荷，一个带正电荷Q1，一个带负电荷-Q2，Q1=2Q2，用El和E2分别表示两个电荷所产生的场强的大小，则在轴上El=E2（大小相等）之点共有两处，一处合场强为_，另一处合场强为_。3、如图所示，带电荷量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心，若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为_，方向_。（静电力常量为k）三、计算题1、(2014 福建卷)如图，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长L2.0 m若将电荷量均为q=2.0106 C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k9109 Nm2/C2，求： (1)两点电荷间的库仑力大小；(2)C点的电场强度的大小和方向2、（2014 安徽卷)如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔质量为m，电荷量为q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)求： (1)小球到达小孔处的速度；(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间3、(2015 北京朝阳模拟 )如图丙所示，一个半径为R、电荷量为+Q的均匀带电圆环固定在真空中，环心为O，MN是其中轴线。现让一电荷量为q、质量为m的带电粒子从MN上的P点由静止释放，P、O间的距离为d。不计粒子重力。 试证明：当d R时，带电粒子做简谐运动。 【答案与解析】一、选择题1、C 解析：接触前两个点电荷之间的库仑力大小为，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+Q，距离又变为原来的，库仑力为，所以两球间库仑力的大小为，C项正确。2、B解析：设，由题意可知；而，故，选项B正确。3、C解析：根据库仑定律，选C。4、D解析：做曲线运动的物体所受合外力方向指向凹的一侧，由于质点带负电荷，电场力方向与场强方向相反，正确答案是D。5、A解析：粉尘受力方向应该是电场线的切线方向，从静止开始运动时，只能是A图那样，不可能出现BCD图的情况。6、BC解析：根据做曲线运动的物体所受合外力指向轨迹凹的一侧，可知合外力方向与电场线相反，粒子带负电，与“从A运动到B，还是从B运动到A”无关，A错B对；若粒子是从B运动到A，电场线变稀疏，场强减小，电场力减小，加速度减小，C对；加速度减小，速度不一定减小，电场力向左，从B运动到A，位移也向左，电场力做正功，动能增大，速度增大，D错，故选BC。7、B解析：带电雨滴在电场力和重力作用下保持静止，根据平衡条件电场力和重力必然等大反向，则 。8、D解析：设1、2距离为R，则：，3与2接触后，它们带的电的电量均为：，再3与1接触后，它们带的电的电量均为，最后 由上两式得：n=6。9、C解析：第三个小球受三个力的作用，它们的关系是 ， 得； 故C正确。10、D解析：当夹角为120时，等边三角形abc的边长为。对a或b进行受力分析，小球受拉力、重力和另外两个小球对它的斥力，分析a受力：，两个库仑力大小相等合力方向与水平方向成30，所以绳子拉力与库仑力的合力成120，根据力的合成的知识（两个大小相等的力，夹角为120时，合力等于分力）可得绳子拉力大小等于重力为mg或等于库仑力的合力为，D对。二、填空题1、0.625解析：开始时A、B两球间的作用力当A、C两球接触时，两球均带电 C球再跟B球接触，B球带电量为A、B两球间的作用力变为 2、零，2El解析：两个点电荷产生的场强方向在同一条直线上，大小相等，若方向相同，则合场强为2El ；若方向相反，则合场强为零。3、，水平向左解析：因为，故薄板与+q产生的场强在该处大小相等、方向相反，即，同时可知薄板带正电，根据薄板形成电场的对称性，薄板在b点的场强也为，方向水平向左。三、计算题1、【答案】(1)9.0103 N (2)7.8103 N/C 沿y轴正方向【解析】 (1)根据库仑定律，A、B两点电荷间的库仑力大小为 代入数据得 F9.0103 N (2)A、B两点电荷在C点产生的场强大小相等，均为 A、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为E2E1cos 30 由式并代入数据得E7.8103 N/C 场强E的方向沿y轴正方向2、（【答案】 (1) (2) (3) 【解析】 (1)由v2=2gh得(2)在极板间带电小球受重力和电场力，有mgqE=ma0v2=2ad得U=EdQ=CU得(3)由、0=v+at2、t=t1+t2可得3、【