2021高考物理一轮复习课练20库仑定律电场力的性质含解析新人教版

1、课练20库仑定律电场力的性质1三个相同的金属小球a、b和c，c不带电，a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置(两球之间的距离远大于球的半径)，a、b之间的静电力为f.现将c球分别与a、b球接触后拿开，a、b之间的距离不变，则a、b之间的静电力将变为()af b.c. d.2(多选)如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为q和q，在它们连线的竖直垂直平分线上固定一根内壁光滑的绝缘细管，有一带电荷量为q的小球以初速度v0从上端管口竖直射入，重力加速度为g，静电力常量为k，则()a小球下落过程中加速度始终为gb小球受到的库仑力先做正功后做负功c小球速度先增大后减小，射出时速度

2、仍为v0d管壁对小球的弹力最大值为8k3如图，水平面内有一等边三角形abc，o点为三角形的几何中心，d点为o点正上方一点，o点到a、b、c、d四点的距离均为l.现将三个电荷量均为q的正点电荷分别固定在a、b、c处，已知静电力常量为k，则d点的场强大小为()a. b.c. d.4如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小球(可视为质点)，小球之间用劲度系数均为k0的轻质绝缘弹簧连接当3个小球处于静止状态时，每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为()al blcl dl5如图所示，两个带电小球a、b穿在一根水平固定的绝缘细杆上

3、，并通过一根不可伸长的绝缘细绳接在定滑轮两端，整个装置处在水平向右的匀强电场中，当两个小球静止时，两侧细绳与竖直方向的夹角分别为30°和60°，不计装置中的一切摩擦及两个小球间的静电力则a、b两球的带电荷量q1与q2大小之比为()aq1:q2:1 bq1:q2:2cq1:q21: dq1:q22:6a、b是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下，以一定的初速度从a点沿电场线运动到b点，其vt图象如图所示则此电场的电场线分布可能是()练高考小题72018·全国卷，16如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab5 cm，bc3 cm，ca

4、4 cm.小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则()aa、b的电荷同号，k ba、b的电荷异号，kca、b的电荷同号，k da、b的电荷异号，k82016·浙江卷，19(多选)如图所示，把a、b两个相同的导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂于oa和ob两点用丝绸摩擦过的玻璃棒与a球接触，棒移开后将悬点ob移到oa点固定两球接触后分开，平衡时距离为 0.12 m已测得每个小球质量是8.0×104 kg，带电小球可视为点电荷，重力加速度g10 m/s2，静电力常量k9.0×109 n·m2/c2，则

5、()a两球所带电荷量相等ba球所受的静电力为1.0×102 ncb球所带的电荷量为4×108 cda、b两球连线中点处的电场强度为09.2019·北京卷，17如图所示，a、b两点位于以负点电荷q(q>0)为球心的球面上，c点在球面外，则()aa点场强的大小比b点大bb点场强的大小比c点小ca点电势比b点高db点电势比c点低102019·全国卷如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球p和q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则()ap和q都带正电荷 bp和q都带负电荷cp带正电荷，q带负电荷 dp带负电荷，q带正

6、电荷练模拟小题112019·合肥质检如图所示，真空中位于x轴上的两个等量负点电荷，关于坐标原点o对称该坐标轴上的场强e随x变化的图象正确的是()122019·重庆八中模拟在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点，其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是()a图甲中与点电荷等距的a、b两点b图乙中两等量异种点电荷连线的垂直平分线上与连线等距的a、b两点c图丙中两等量同种点电荷连线的垂直平分线上与连线等距的a、b两点d图丁中非匀强电场中的a、b两点132019·宁夏六盘山高中摸底如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将

7、它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离l为球半径的3倍若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为q，引力常量为g，静电力常量为k，那么a、b两球之间的万有引力f1、库仑力f2分别满足()af1g，f2k bf1g，f2kcf1g，f2k df1g，f2k142019·四川省苍溪中学诊断如图所示，两根绝缘轻绳将两个大小和材料均相同的带正电小球(可视为质点)系于同一点，a球靠在绝缘墙壁上，b球保持静止状态两球所带电荷量分别为qa2q和qb4q.现将b球与a球接触后再次释放，稳定后两球均静止，下列说法正确的是()ab球的电荷量不变b轻绳对b球的拉力变大ca、b两球间库仑力减小da、b两

8、球间距离与原来两球间距离的比值为152019·河北省衡水中学检测(多选)如图所示，m、n为两个等大的均匀带电圆环，其圆心分别为a、c，带电荷量分别为q、q，将它们平行放置，a、c连线垂直于圆环平面，b为ac的中点，现有质量为m、带电荷量为q的微粒(重力不计)从左方沿a、c连线方向射入，到a点时速度va1 m/s，到b点时速度vb m/s，则()a微粒从b到c做加速运动，且vc3 m/sb微粒从a到c先做减速运动，后做加速运动c微粒在整个运动过程中的最终速度为 m/sd微粒最终可能返回至b点，其速度大小为 m/s162019·南昌模拟已知均匀带电球壳内部电场强度处处为零，电势

9、处处相等如图所示，正电荷均匀分布在半球面上，ox为通过半球顶点与球心o的轴线，a、b为轴线上的点，且aoob，则下列判断正确的是()aa点的电场强度比b点的电场强度大ba、b两点的电场强度相同ca、b两点的电场强度大小相等，方向相反da、b两点的电场强度大小不等，方向相同综合测评提能力一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)1.预测新题如图所示，三根均匀带电的等长绝缘细棒组成等边三角形abc，p点为三角形的中心，当ab、ac棒所带电荷量均为q、bc棒所带电荷量为2q时，p点电场强度大小为e，现将bc棒取走，ab、ac棒的电荷分布不变，则取走bc棒后，p点的电场强度大小为()a. b

10、.c. de22019·湖北襄阳四中联考如图所示，一个绝缘圆环，当它的均匀带电且电荷量为q时，圆心o处的电场强度大小为e，现使半圆abc均匀带电且电荷量为2q，另一半圆adc均匀带电且电荷量为2q，则圆心o处电场强度的大小和方向为()a2e，方向由o指向d b4e，方向由o指向dc2e，方向由o指向b d032019·河北衡水中学期中如图所示，光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上，可视为质点的带电小球1、2的电荷量分别为q1、q2，其中小球1固定在碗底a点，小球2可以自由运动，平衡时小球2位于碗内的b点处现在改变小球2的带电荷量，把它放置在图中c点时也恰好能平衡，已知ab弦长

11、是ac弦长的两倍，则()a小球在c点时的电荷量是b点时电荷量的一半b小球在c点时的电荷量是b点时电荷量的四分之一c小球2在b点对碗的压力大小等于小球2在c点时对碗的压力大小d小球2在b点对碗的压力大小大于小球2在c点时对碗的压力大小4如图所示，光滑平面上固定金属小球a，用长为l0的绝缘弹簧将a与另一个金属小球b连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x1；若两小球电荷量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x2，则有()ax2x1 bx2>x1cx2x1 dx2<x152019·湖北孝感统考在一半径为r的圆周上均匀分布有n个带电小球(可视为质点)无间隙排列，其中a点的小球带电荷量为

12、3q，其余小球带电荷量为q，此时圆心o点的电场强度大小为e，现仅撤去a点的小球，则o点的电场强度大小为()ae b.c. d.6.2019·上海五校联考如图所示，在光滑绝缘水平面上b点的正上方o处固定一个质点，在水平面上的a点放另一个质点，两个质点的质量均为m，带电荷量均为q.c为水平面上的另一点(o、a、b、c位于同一竖直平面内)，a、o间的距离为l，a、b和b、c间的距离均为，在空间加一个水平方向的匀强电场后a处的质点处于静止，现给a处的质点一个指向c点的初速度，则a处质点到达b点时所受的电场力大小为(静电力常量用k表示)()a. b.c. d.7.2019·湖北天门、

13、仙桃、潜江联考如图所示，一边长为l的立方体绝缘体上均匀分布着电荷量为q的电荷，在垂直于左右面且过立方体中心o的轴线上有a、b、c三个点，a和b、b和o、o和c间的距离均为l，在a点处固定有一电荷量为q(q<0)的点电荷已知b点处的场强为零，则c点处场强的大小为(k为静电力常量)()ak bkck dk82019·广州广雅中学期中图示为一个内、外半径分别为r1和r2的圆环状均匀带电平面，其单位面积带电荷量为，取环面中心o为原点，以垂直于环面的轴线为横轴，设轴上任意点p到o点的距离为x，p点电场强度的大小为e.下面给出的e的四个表达式(式中k为静电力常量)中只有一个是合理的你可能不

14、会求解此处的场强e，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断根据你的判断，e的表达式合理的是()ae2kxbe2kxce2kxde2kx二、多项选择题(本题共2小题，每小题4分，共8分)92019·四川泸州检测如图所示，图甲、图乙分别是等量负点电荷和等量异种点电荷组成的两个独立的带电系统，o为电荷连线和中垂线的交点，m、n是连线上关于o点对称的两点，p、q是中垂线上关于o点对称的两点现有一个正点电荷，仅受电场力作用，则()a该正点电荷在图甲和图乙中从p运动到q时一定是沿直线运动b该正点电荷在图甲和图乙中从m运动到n时一定是沿直线运动c该正点电荷可以在图甲中做匀速圆周

15、运动经过p和qd该正点电荷可以在图乙中做匀速圆周运动经过p和q10.2019·山东菏泽统测如图所示，mpqo为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为e，acb为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为r，a、b为圆水平直径的两个端点，ac为圆弧一个质量为m、电荷量为q的带电小球，从a点正上方高为h处由静止释放，并从a点沿切线进入半圆轨道不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是()a小球在ac部分可能做匀速圆周运动b小球一定能从b点离开轨道c若小球能到达c点，小球在c点时的速度一定不为零d若小球能到达b点，小球经过b点时动能和经过a点时动能一定相等三、非选择题(本题共

16、3小题，共33分)11.(10分)2019·山西太原联考如图所示，固定在竖直平面内的光滑绝缘半圆环的两端点a、b，分别安放两个电荷量均为q的带电小球，a、b连线与水平方向成30°角，在半圆环上穿着一个质量为m、电荷量为q的小球已知半圆环的半径为r，重力加速度为g，静电力常量为k，将小球从a点正下方的c点由静止释放，当小球运动到最低点d时，求：(1)小球的速度大小；(2)小球对环的作用力12(11分)2019·浙江省五校联考如图所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m0.2 kg、带电荷量为q2.0×106c的小物块处于静止状态，小物块与地面间的

17、动摩擦因数0.1.t0时刻开始，空间加上一个电场强度大小和方向呈周期性变化的电场，取水平向右为正方向，g取10 m/s2.求：(1)0 2 s内小物块加速度的大小；(2)24 s内小物块加速度的大小；(3)14 s末小物块的速度大小；(4)前14 s内小物块的位移大小13(12分)新情境题如图所示，由a、b两平行板构成的电容器，电容为c，原来不带电电容器的a板接地，并且中心有一个小孔，通过这个小孔向电容器中射入电子，射入的方向垂直于极板，射入的速度为v0，电子的发射是一个一个单独进行的，即第一个电子到达b板后再射第二个电子，并且所有和b板相碰的电子都留在b板上随着电子的射入，两极板间的电势差逐

18、渐增加，直至达到一个稳定值已知电子的质量为m、电荷量为e，电子所受的重力可忽略不计，a、b两板的距离为l.(1)有n个电子到达b板上，这时两板间电场的场强e多大？(2)最多能有多少个电子和b板相碰？(3)到达b板的第一个电子在两板间运动的时间和最后一个电子在两板间运动的时间相差多少？课练20库仑定律电场力的性质狂刷小题夯基础1d假设a带电荷量为q，b带电荷量为q，两球之间的静电力大小f，不带电的金属小球c先与a接触，分开后a和c的电荷量都为q，c与b接触时电荷量先中和再平分，则c、b分开后电荷量均为q，此时a、b之间的静电力大小变为fk，故d项正确，a、b、c三项错误2ad小球在内壁光滑的绝缘

19、细管中所受库仑力方向与运动方向始终垂直，则库仑力不做功，下落过程中加速度始终为g，选项a正确，b、c两项错误；当小球运动到等量异种点电荷的连线上时，所受库仑力最大，最大库仑力为f2k8k，由平衡条件可得管壁对小球的弹力最大值为8k，选项d正确3d根据几何关系可得，d到a、b、c的距离均为l，故a、b、c三处的点电荷在d点产生的场强大小均为，又有各场强均与od成45°角，由场强叠加原理可知，d点处的场强方向沿od方向，场强大小为e3×cos 45°，d项正确4c对最右边的小球受力分析可知，最右边的小球受到另外两个带电小球对它向右的库仑力，大小分别为f1和f2，由力的

20、平衡可知两弹簧弹力的大小均为ff1f2，故弹簧的伸长量为l，所以选c项5c分别对两小球进行受力分析，由力的平衡条件可知，两小球在水平方向的合力均为零，则小球a在水平方向上有tsin 30°eq1，小球b在水平方向上有tsin 60°eq2，tt，联立解得q1:q21:，c项正确6a由图可知，微粒的速度在逐渐减小，vt图象的斜率在逐渐增大，故此带负电的微粒做加速度增大的减速直线运动，所受电场力越来越大，由fqe知，场强增大，电场线越来越密，电场力方向与其运动方向相反，电场力向左，电场线方向向右，故a正确，b、c、d错误7d如果a、b带同种电荷，则a、b两小球对c的作用力均为斥

21、力或引力，此时c在垂直于a、b连线的方向上的合力一定不为零，因此a、b不可能带同种电荷，a、c错误；若a、b带异种电荷，假设a对c的作用力为斥力，则b对c的作用力一定为引力，受力分析如图所示，由题意知c所受库仑力的合力方向平行于a、b的连线，则fa、fb在垂直于a、b连线的方向上的合力为零，由几何关系可知a37°、b53°，则fasin 37°fbcos 37°，解得，又由库仑定律及以上各式代入数据可解得，b项错误，d项正确8acd用丝绸摩擦过的玻璃棒接触a球，使a球带正电，由题意知a、b两球接触后分开，则两球所带电荷量相等，选项a正确；两球平衡后受力如

22、图所示，球b所受静电力fmgtan 6.0×103 n，球a、b所受静电力大小相等，选项b错误；由f及q1q2知，小球所带电荷量q4×108 c，选项c正确；a、b两球所带电荷在其连线的中点处产生的电场强度大小相等、方向相反，场强为0，选项d正确9d由点电荷形成电场的电场强度e可知，图示球面上a、b两点的场强大小相等，方向不同，b点场强的大小比c点大故选项a、b错误；a、b两点在同一球面即等势面上，故a、b两点电势相等，选项c错误；负点电荷形成的电场，电场线指向场源电荷，电场线方向是电势降低的方向，则c点电势高于a、b两点的电势，选项d正确10d两细绳都恰好与天花板垂直说明

23、两小球水平方向都处于平衡状态设匀强电场场强为e，p所带电荷量大小为q，q所带电荷量大小为q.若p带负电，对p分析如图甲所示，此时q应带正电，对q分析如图乙所示，两细绳可与天花板垂直，符合题意；同理分析若p带正电，不符合题意故选d.11a根据场强的叠加原理，可知两个等量负点电荷连线的中点场强为零，在x轴上每个负点电荷两侧(附近)的场强方向都相反，a项正确b、c、d错误12c 题图甲中与点电荷等距的a、b两点，电场强度大小相同，方向不相反，a选项错误；题图乙中，根据电场线的疏密及对称性可判断，a、b两点的电场强度大小相等、方向相同，b选项错误；题图丙中两等量同种点电荷连线的垂直平分线上与连线等距的

24、a、b两点，电场强度大小相同，方向相反，c选项正确；题图丁中根据电场线的疏密可判断，b点的电场强度大于a点的电场强度，d选项错误13c两个金属球壳质量分布均匀，计算万有引力时可以等效为质量集中于球心的质点，所以f1g；带上等量异种电荷时，异种电荷互相吸引，电荷分布在两球壳靠近的一侧，电荷中心间的距离小于两球心间的距离，则f2>k，选项c正确14d两球接触时，平分电荷量，a错误；设两轻绳的长度分别为h和l0，两球间距离为l，当两球处于静止状态时，对b球进行受力分析，如图所示，根据三角形相似可得，tg，所以轻绳对b球的拉力不变，b错误；由，得fg，又fk，得l，故可知再次平衡时，两球间距离增

25、大，库仑力增大，c错误；两球间距离与原来两球间距离的比值为，d正确15ac从a到b做的功和从b到c做的功相等，依据动能定理可得：quabmvmv，qubcmvmv，解得vc3 m/s，a项正确；在到达a点之前，微粒做减速运动，而从a到c微粒一直做加速运动，故b项错误；过b作垂直ac的线，此线为等势线，微粒过c点后，会向无穷远处运动，而无穷远处电势为零，故b点的动能等于无穷远处的动能，依据能量守恒定律可以得到微粒最终的速度应该与b点的速度相同，故c项正确，d项错误16b先将半球面补充为一个完整的球面，则b点的电场强度可等效为完整的球面产生的电场强度与右边均匀带负电半球面产生的电场强度的叠加，即为

26、右边带负电半球面产生的电场强度，根据对称性可知与左半球面在a点产生的电场强度大小相等，方向相同，b正确综合测评提能力1b因ab、ac棒带电完全相同，则它们在p点产生的电场强度大小相同，由于p点在两个带电棒的垂直平分线上，所以两个带电棒在p点的电场方向都是沿着棒的垂直平分线过p点斜向下，又两个电场方向的夹角为120°，则ab棒和ac棒在p点产生的合电场强度大小等于ab棒在p点产生的电场强度大小，由p点为三角形的中心可知，p点到三个带电棒的距离相等，即bc棒在p点的电场强度大小是ab棒和ac棒在p点的合电场强度大小的2倍，因p点合电场强度大小为e，所以bc棒在p点的电场强度大小为e，故取

27、走bc棒后，p点的电场强度大小为e，b正确2a当圆环的均匀带电且电荷量为q时，圆心o处的电场强度大小为e，当半圆abc的带电荷量为2q时，如图所示，由矢量合成可得，在圆心o处的电场强度大小为e，方向由o指向d；当另一半圆adc均匀带电且带电荷量为2q时，同理，在圆心处的电场强度大小为e，方向由o到d；根据矢量的合成法则，可得圆心o处电场强度的大小为2e，方向由o指向d，a项正确3c在b点时对小球2受力分析，如图所示，小球2受重力、支持力、库仑力，其中f1为库仑力f和重力mg的合力，根据受共点力作用的物体的平衡条件可知，f1fn.设半球形碗的半径为r，a、b之间的距离为l，由图可知，根据三角形相

28、似有，即，所以fnmg、fmg，当小球2处于c点时，a、c之间的距离为，故ff，设此时小球2的电荷量为q3，根据库仑定律有fk、fk，所以，即小球在c点时的电荷量是b点时电荷量的八分之一，故a、b两项均错误；由上面的式子可知fnmg，即小球2在b点对碗的压力大小等于小球2在c点时对碗的压力大小，故c正确，d错误4b电荷量减少一半，根据库仑定律知若两个球之间的距离保持不变，库仑力减小为原来的，库仑力减小，弹簧的弹力减小，弹簧的伸长量减小，两球间的距离减小，所以实际的情况是小球之间的库仑力会大于原来的，此时弹簧的伸长量也大于原来的，b正确5b撤去a点小球前，o点的电场强度是a点的3q和与其关于o点

29、对称点q两小球分别产生的电场叠加形成的，则e，方向水平向左撤去a点的小球后，o点的电场强度是a点关于o点对称点q产生的，所以e，方向水平向右，b正确6a根据库仑定律有fk，a处的质点静止时，根据共点力平衡条件有fsin 30°eq，由以上两式得e，质点在b点受到的库仑力f，由平行四边形定则得合电场力大小f，故a正确7d电荷q在b点和c处产生的场强大小相等，方向相反，根据b点处的场强为零，可知q带负电，且，在c点处，两电荷产生的场强方向均向左，eckk，d正确8d场强的单位为n/c，k为静电力常量，单位为n·m2/c2，为单位面积的带电荷量，单位为c/m2，则2k表达式的单位

30、为n/c，故各表达式中其他部分应无单位，而a、b两项其他部分的单位是m，故a、b两项错误；当x0时，o点的场强为0，当x时e0，而c项中当x时，e4k，故c项错误，d项正确9bc题图甲中，等量负点电荷连线的中垂线上电场强度的方向为沿中垂线指向中点，所以该正点电荷从p到q运动时电场力的方向与运动方向共线，做直线运动，题图乙中，等量异种点电荷连线的中垂线上电场强度的方向为垂直于中垂线指向负电荷，所以该正点电荷从p向q运动的过程中，受的电场力向右，故应该做曲线运动，a错误；在连线上，题图甲中，电场强度的方向由中点o指向两负电荷，所以该正点电荷从m向n运动，电场力与速度方向共线，做直线运动；题图乙中，电场强度的方向由m到n，所以该正点电荷受电场力的方向与速度共线，做直线运动，b正确；给该正点电荷适当的速度，可以使其在垂直于纸面内以o点为圆心，以op为半径做匀速圆周运动，c正确；根据正点电荷的受力