高一物理 专题07 库仑定律 电场强度暑假作业（含解析）-人教高一物理试题

专题07 库仑定律电场强度【知识点梳理】一、库仑定律与电荷守恒定律1．库仑定律：真空中的两个静止的点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在他们的连线上。2．电荷守恒定律：电荷既不能创生，也不能消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到物体的另一部分，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。3.对电荷守恒定律、库仑定律的理解及应用1）处理两相同金属球（视为点电荷）接触后电量重分问题时，应注意两者带电的异同，重放后其库仑力可能有两个解．2）在公式F＝keq\f(q1q2,r2)中当r→0时，库仑定律不再成立，两电荷不能视为点电荷，此时可用微元法、割补法等对带电体做等效处理．化非点电荷为点电荷，进而应用库仑定律解决问题．二、电场的力的性质1．电场强度：（1）定义：放入电场中的某一点的检验电荷受到的静电力跟它的电荷量的比值，叫该点的电场强度。该电场强度是由场源电荷产生的；（2）公式：；（3）方向：电场强度是矢量，规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。负电荷在电场中受的静电力的方向跟该点的电场强度的方向相反。2．点电荷的电场：。\做一做1.两个半径相同的金属小球（视为点电荷），带电荷量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的（）A．eq\f(4,7)B．eq\f(3,7)C．eq\f(9,7)D．eq\f(16,7)【答案】CD【解析】设两小球的电荷量分别为q和7q，则原来相距r时的相互作用力F＝keq\f(q×7q,r2)＝keq\f(7q2,r2).由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算可分为两种情况：（1）两球电性相同．相互接触时两球电荷量平均分配，每球带电荷量为eq\f(7q＋q,2)=4q，放回原处后的相互作用力为：F1＝keq\f(4q×4q,r2)＝keq\f(16q2,r2).故eq\f(F1,F)＝eq\f(16,7).（2）两球电性不同．相互接触时电荷先中和再平分，每球带电荷量为eq\f(7q－q,2)＝3q，放回原处后的相互作用力为：F2＝keq\f(3q×3q,r2)＝keq\f(9q2,r2)，故eq\f(F2,F)＝eq\f(9,7).2.在电场强度为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为＋Q的点电荷，A、B、C、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点．当把一检验电荷＋q放在d点恰好平衡（如图所示，不计重力）．问：（1）匀强电场电场强度E的大小、方向如何？（2）检验电荷＋q放在点c时，受力Fc的大小、方向如何？（3）检验电荷＋q放在点b时，受力Fb的大小、方向如何？练一练1.物理学是一门以实验为基础的学科，物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来的，但有些物理规律或物理关系的建立并不是直接从实验得到的，而是经过了理想化或合理外推，下列选项中属于这种情况的是（）A．牛顿第一定律 B．牛顿第二定律C．万有引力定律 D．库仑定律2.如图所示，六个点电荷分布在边长为的正六边形ABCDEF的六个顶点处，在B．F处电荷的电荷量为，其余各处电荷的电荷量均为，MN为正六边形的一条中线，则下列说法正确的是（）A．M、N两点电场强度相同B．M、N两点电势相等C．在中心O处，电场强度大小为，方向由O指向AD．沿直线从M到N移动正电荷，电势能先减小后增大3.如图所示，一半径为R电量为Q的孤立带电金属球，球心位置O固定，P为球外一点．几位同学在讨论P点的场强时，有下列一些说法，其中正确的是A．若P点无限靠近球表面，因为球面带电，根据库仑定律可知，P点的场强趋于无穷大．B．因为球内场强处处为0，若P点无限靠近球表面，则P点的场强趋于0C．若Q不变，P点的位置也不变，而令R变小，则P点的场强不变D．若Q不变，而令R变大，同时始终保持P点极靠近球表面处，则P点场强不变4.真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为和，则A、B两点的电场强度大小之比为（）A．B．C．D．5.如图所示，带电量为－q的点电荷与竖直放置的均匀带电薄板相距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的大小和方向分别为A．，水平向右 B．，水平向左C．，水平向左 D．，水平向右6.在竖直平面内固定一半径为R的金属细圆环，质量为m的金属小球（视为质点）通过长为L的绝缘细线悬挂在圆环的最高点．当圆环、小球都带有相同的电荷量Q（未知）时，发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，如图所示．已知静电力常量为k，则有A．电荷量 B．电荷量C．绳对小球的拉力D．绳对小球的拉力7.已知如图，带电小球A、B的电荷分别为QA．QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点．静止时A、B相距为d．为使平衡时AB间距离减为，可采用以下哪些方法（）A．将小球A、B的质量都增加到原来的2倍 B．将小球B的质量增加到原来的8倍 C．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半 D．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍8.如图，倾角为θ的绝缘斜面ABC置于粗糙的水平地面上，一质量为m，带电量+q的小物块（可看作是点电荷）恰好能在斜面上匀速下滑，若在AB中点D的上方与B等高的位置固定一带电量+Q的点电荷，再让物块以某一速度从斜面上滑下，物块在下滑至底端的过程中，斜面保持静止不动，在不考虑空气阻力和物块电荷没有转移的情况下，关于在物块下滑过程的分析正确的是（）A．在BA之间，物块将做加速直线运动B．在BD之间，物块受到的库仑力先增大后减小C．在BA之间，斜面对地面的压力有可能不变D．在BA之间，斜面受到地面的摩擦力均为零知一知望远镜的发明1609年8月21日上午，伽利略拿着一个一尺来长的圆筒，身后簇拥着一群人，登上威尼斯城的钟楼，人们从筒中望见两艘大商船鼓满风帆，破浪而来，把那些人都惊呆了。他们又将圆筒转向西边的市区，透过开着的窗户一家人家正在吃饭、下棋、干活，都看得清清楚楚。一个跟随伽利略前来的小官僚看此情景，忙将圆筒放下，大叫道：“这个可怕的魔筒！威尼斯城有了它真不可设想，我要回去告诉我的妻子叫她千万不要到阳台上去洗澡了。”大家一阵哄笑。专题07 库仑定律电场强度练一练1.【答案】A【解析】试题分析：牛顿第一定律是逻辑思维的产物，不是直接从实验得到的，故A正确；牛顿第二定律、万有引力定律和库仑定律均是实验定律，故BCD错误。考点：物理学史2.【答案】BC【解析】试题分析：根据场强的叠加可以得到M、N两点场强大小相等，方向不同，故A错误；若将正电荷从M点沿直线移动到N点，沿MN方向上的电场力先做负功后做正功由对称性，所做总功为零，所以MN两点电势相等，电势能先增大后减小，故B正确，D错误．水平两个正电荷在O点合场强为0，中间B和E电荷在O点合场强大小为，方向沿O指向B方向，同理，中间C和F电荷在O点合场强大小为，方向沿O指向F方向，再将两个合成，则中心O点场强大小为，方向沿O指向A方向，故B正确；

考点：电场的叠加、电场强度3.【答案】C【解析】试题分析：金属球可看成点电荷，则带电金属球球外产生的电场强度等同于把壳上电全部集中球心处所产生电场强度，由点电荷场强公式计算，P点无限靠近球表面，r≠0，在P点的产生的场强虽很大，但不是无穷大，A、B错误；若Q不变，P点的位置也不变，R变小，产生的电场不变，则P点的场强不变，C正确；若保持Q不变，令R变大，同时始终保持P点极靠近球表面处，由点电荷场强公式可知，P点的场强将变小，D错误；故选C。考点：点电荷形成电场的电场强度。4.【答案】D【解析】试题分析：根据点电荷场强公式，Q一定，则A、B两点的电场强度大小之比为，故选项D正确。考点：电场强度6.【答案】A【解析】试题分析：取圆环上一部分微元△x，设总电量为Q，则该部分电量为；由库仑定律可得，该部分对小球的库仑力，方向沿该点与小球的连线指向小球；同理取以圆心对称的相同的一段，其库仑力与F1相同；如图所示，两力的合力应沿圆心与小球的连线向外，大小为因圆环上各点对小球均有库仑力，故所有部分库仑力的合力，方向水平向右；小球受力分析如图所示，小球受重力、拉力及库仑力而处于平衡，故T与F的合力应与重力大小相等，方向相反；由几何关系可得：；则小球对绳子的拉力，故C、D错误；；则；联立解得：故A正确，B错误；故选A．考点：库仑定律；物体的平衡7.【答案】BD【解析】试题分析：如图所示，B受重力、绳子的拉力及库仑力；将拉力及库仑力合成，其合力应与重力大小相等方向相反；由几何关系可知，，而库仑力；即即：mgd3=kq1q2L要使d变为可以使质量增大到原来的8倍而保证上式成立；故A错误，B正确；或将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时小球B的质量增加到原来的2倍，也可保证等式成立；故C错误D正确；故选BD.考点：物体的平衡；库仑定律8.【答案】BD【解析】试题分析：开始时刻小物块受重力、支持力和摩擦力，物块恰好能在斜面上匀速下滑，说明摩擦力和支持力的合力与重力平衡，而库仑力对于物块是阻力，则导致其做减速运动，故A错误；根据库仑定律，则有在BD之间，电荷间的间距先减小后增大，则物块受到的库仑力先增大后减小，故B正确；开始时刻小物块受重力、支持力和摩擦力，物块恰好能在斜面上匀速下滑，说明摩擦