人教新版高中物理必修第三册训练题电场力的性质word版含解析

电场力的性质1．绝缘细线的一端与一带正电的小球M相连接，另一端固定在天花板上，在小球M下面的绝缘水平面上固定另一个带电小球N，在下列情况下，小球M能处于静止状态的是()解析：选BM在三个力的作用下处于平衡状态，则绝缘细线对小球M的拉力与小球N对小球M的库仑力的合力必与M的重力大小相等、方向相反，可知选项B正确。2．如图所示，B为线段AC的中点，如果在A处放一个＋Q的点电荷，测得B处的场强EB＝48N/C，则()A．EC＝24N/CB．EC＝12N/CC．若要使EB＝0，可在C处放一个－Q的点电荷D．把q＝10－9C的点电荷放在C点，则其所受电场力的大小为6×10－9解析：选B由真空中点电荷的场强公式E＝eq\f(kQ,r2)知，EC＝12N/C，故A错误，B正确；根据场强的叠加及点电荷产生的场强方向知，应在C处放一等量同种电荷，C错误；F＝qEC＝×10－8N，D错误。3.如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm。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()A．a、b的电荷同号，k＝eq\f(16,9)B．a、b的电荷异号，k＝eq\f(16,9)C．a、b的电荷同号，k＝eq\f(64,27)D．a、b的电荷异号，k＝eq\f(64,27)解析：选D由于小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线，根据受力分析知，a、b的电荷异号。根据库仑定律，a对c的库仑力为Fa＝k0eq\f(qaqc,ac2)①b对c的库仑力为Fb＝k0eq\f(qbqc,bc2)②设合力向左，如图所示，根据相似三角形，得eq\f(Fa,ac)＝eq\f(Fb,bc)③联立①②③式得k＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(qa,qb)))＝eq\f(ac3,bc3)＝eq\f(64,27)。4．两个完全相同的小金属球，它们的带电荷量之比为5∶1(皆可视为点电荷)，它们在相距一定距离时相互作用力为F1，如果让它们接触后再放回各自原来的位置上，此时相互作用力变为F2，则F1∶F2可能为()A．5∶2 B．5∶4C．5∶6 D．5∶8解析：选B设两金属小球所带电荷量大小分别为5q、q，它们在相距一定距离时相互作用力为F1＝keq\f(5q2,r2)；若两电荷异性，接触后再分开，两球电荷量的绝对值为2q，此时两球的库仑力F2＝keq\f(4q2,r2)＝eq\f(4,5)F1，则F1∶F2为5∶4，若两电荷同性，接触后再分开，两球电荷量的绝对值为3q，此时两球的库仑力F2＝keq\f(9q2,r2)＝eq\f(9,5)F1，则F1∶F2为5∶9，故B正确，A、C、D错误。和b是点电荷电场中的两点，如图所示，a点电场强度Ea与a、b连线夹角为60°，b点电场强度Eb与a、b连线夹角为30°，关于此电场，下列分析正确的是()A．这是一个正点电荷产生的电场，Ea∶Eb＝1∶eq\r(3)B．这是一个正点电荷产生的电场，Ea∶Eb＝3∶1C．这是一个负点电荷产生的电场，Ea∶Eb＝eq\r(3)∶1D．这是一个负点电荷产生的电场，Ea∶Eb＝3∶1解析：选D设点电荷的电荷量为Q，将Ea、Eb延长相交，交点即为点电荷Q的位置，如图所示，由图可知电场方向指向场源电荷，故这是一个负点电荷产生的电场，A、B错误；设a、b两点到Q的距离分别为ra和rb，由几何知识得ra∶rb＝1∶eq\r(3)，由E＝keq\f(Q,r2)可得Ea＝3Eb，即Ea∶Eb＝3∶1，C错误，D正确。6.如图所示，实线为三条方向未知的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受静电力作用)，则()A．a一定带正电，b一定带负电B．静电力对a做正功，对b做负功C．a的速度将减小，b的速度将增大D．a的加速度将减小，b的加速度将增大解析：选Da、b两个带电粒子在M点以相同速度飞出，所受电场力方向相反，但不知道电场线方向，无法判断哪个粒子带正电，哪个粒子带负电，但电场力对a、b均做正功，速度都增大，由电场线疏密及F＝Eq＝ma可知，a的加速度减小，b的加速度增大。故选项D正确。7．如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是()A．a对b的静电力可能是斥力B．a对c的静电力一定是引力C．a的电荷量可能比b少D．a的电荷量一定比b多解析：选D根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，因此a对b的静电力一定是引力，a对c的静电力一定是斥力，故A、B错误。同时根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电荷量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，则a的电荷量一定比b多，故C错误，D正确。8.如图所示，图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定有三个点电荷＋q、＋q、－q，则该三角形中心O点处的场强为()\f(\r(3)kq,a2)，方向由C指向O\f(\r(3)kq,a2)，方向由O指向C\f(6kq,a2)，方向由O指向C\f(6kq,a2)，方向由C指向O解析：选CO点是三角形的中心，到三个电荷的距离为r＝eq\f(2,3)asin60°＝eq\f(\r(3),3)a，三个电荷在O处产生的场强大小均为E0＝eq\f(kq,r2)，根据对称性和几何知识得知：两个＋q在O处产生的合场强为E1＝eq\f(kq,r2)，再与－q在O处产生的场强合成，得到O点的合场强为E＝E0＋E1＝eq\f(6kq,a2)，方向由O指向C，故C正确。9.如图所示，光滑绝缘的水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量都为m，彼此间距离均为r，A、B带正电，电荷量均为q。现对C施加一个水平力F的同时放开三个小球。三个小球在运动过程中保持间距r不变，求：(三个小球均可视为点电荷)(1)C球的电性和电荷量大小。(2)水平力F的大小。解析：(1)A球受到B球沿BA方向的库仑力和C球的库仑力作用后，产生水平向右的加速度，所以C球对A球的库仑力为引力，C球带负电。对A球，有keq\f(q2,r2)＝keq\f(qQ,r2)·sin30°，所以Q＝2q。(2)又根据牛顿第二定律，有keq\f(qQ,r2)·cos30°＝ma，将A、B、C作为整体，则F＝3ma＝eq\f(3\r(3)kq2,r2)。答案：(1)负电2q(2)eq\f(3\r(3)kq2,r2)B级—选考提能10.[多选]如图所示，可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电，B球固定，其正下方的A球静止在绝缘斜面上，则A球受力个数可能为()A．可能受到2个力作用B．可能受到3个力作用C．可能受到4个力作用D．可能受到5个力作用解析：选AC首先小球A受重力和B球的引力，若重力和引力恰好相等，则A球可能平衡，所以A球可能受到2个力的作用；若向上的引力小于A球的重力，则A球会受到斜面的支持力，若要A球处于平衡状态，其必须还要受一沿斜面向上的摩擦力，所以A球有可能受4个力的作用。故A、C正确，B、D错误。11．[多选]在光滑绝缘的水平面上，相距一定的距离放有两个质量分别为m和2m的带电小球(可视为质点)A和B。在t1＝0时，同时将两球无初速释放，此时A球的加速度大小为a；经一段时间后，在t2＝t时，B球的加速度大小也变为aA．两个小球带的是同种电荷B．两个小球带的是异种电荷C．t2时刻两小球间的距离是t1时刻的eq\r(2)倍D．t2时刻两小球间的距离是t1时刻的eq\f(\r(2),2)倍解析：选BD根据牛顿第三定律可知两球之间的作用力大小相等，因此开始运动时B球的加速度大小为eq\f(a,2)，后来变为a，说明两个小球相向运动，因此它们之间的库仑力为引力，因此两个小球带的是异种电荷，故A错误，B正确；以B球为研究对象，根据牛顿第二定律有：t1时刻：eq\f(kQ1Q2,r12)＝2meq\f(a,2)；t2时刻：eq\f(kQ1Q2,r22)＝2ma，联立解得eq\f(r2,r1)＝eq\f(\r(2),2)，即t2时刻两小球间的距离是t1时刻的eq\f(\r(2),2)倍，故C错误，D正确。12.如图所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C，放置在光滑的绝缘水平面上，A与B、B与C间距离均为l，A带电荷量QA＝＋8q，B带电荷量QB＝＋q，若在C上加一水平向右的恒力F，能使A、B、C三球始终保持相对静止。求：(1)外力F的大小；(2)C球所带电荷量QC。解析：先以A、B、C整体为研究对象，由牛顿第二定律有F＝3m