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1、(新課標)2022年高考物理一輪復習 主題六 靜電場 課時跟蹤訓練29
1.(2017·廣東深圳模擬)關于電場力和電場強度,以下說法中正確的是( )
A.一點電荷分別處于電場中的A、B兩點,點電荷受到的電場力大,則該處場強小
B.在電場中某點如果沒有試探電荷,則電場力為零,電場強度也為零
C.電場中某點場強為零,則試探電荷在該點受到的電場力也為零
D.一試探電荷在一個以點電荷為球心、半徑為r的球面上各點所受電場力相同
[解析] 一點電荷分別處于電場中的A、B兩點,根據(jù)場強的定義式E=得知,電荷受到的電場力大,則場強大,故A錯誤;在電場中某點沒有試探電荷時,電場力為零,但電場強度不
2、一定為零,電場強度與試探電荷無關,由電場本身決定,故B錯誤;電場中某點場強E為零,由電場力公式F=qE可知,試探電荷在該點受到的電場力也一定為零,故C正確;一試探電荷在一個以點電荷為球心、半徑為r的球面上各點所受電場力大小相等,但方向不同,所以電場力不同,故D錯誤.
[答案] C
2.(多選)下列說法正確的是( )
A.表達式E=中的q就是產生電場的點電荷的電荷量
B.在真空中,表達式E=中的Q就是產生電場的點電荷的電荷量
C.在真空中,表達式E=中的Q是試探電荷的電荷量
D.表達式E=中的q是試探電荷的電荷量
[解析] 電場強度的定義式E=適用于任何電場,對點電荷產生的電場仍
3、適用,式中q指的是試探電荷的電荷量,故A錯誤,D正確;在真空中,電場強度的表達式為E=,式中Q就是產生電場的點電荷的電荷量即場源電荷的電荷量,該公式適用于點電荷電場,故B正確,C錯誤.
[答案] BD
3.在電場中的某點放入電荷量為-q的試探電荷時,測得該點的電場強度為E;若在該點放入電荷量為+2q的試探電荷,此時測得該點的場強( )
A.大小為2E,方向和原來的相反
B.大小為E,方向和原來的相反
C.大小為2E,方向和原來的相同
D.大小為E,方向和原來的相同
[解析] 根據(jù)場強的定義式E=得該點的場強為E,再根據(jù)電場中的場強取決于電場本身,所以在該點放入電荷量為+2q的試
4、探電荷時,該點的場強不變,故D正確.
[答案] D
4.如圖所示實線為等量異種點電荷周圍的電場線,虛線為以一點電荷為中心的圓,M點是兩點電荷連線的中點,若將一正試探點電荷從虛線上N點移動到M點,則電荷所受電場力( )
A.大小不變 B.方向不變
C.逐漸減小 D.逐漸增大
[解析] 由電場線的分布情況可知,N點電場線比M點電場線疏,則N點電場強度比M點電場強度小,由電場力公式F=qE可知正點電荷從虛線上N點移動到M點的過程中,電場力逐漸增大,電場力方向與所在點的電場線的切線方向一致,所以一直在變化,故D正確.
[答案] D
5.(2017·上海五校聯(lián)考)如圖所示,在光滑
5、絕緣水平面上B點的正上方O處固定一個質點,在水平面上的A點放另一個質點,兩個質點的質量均為m,帶電量均為+Q.C為水平面上的另一點(O、A、B、C位于同一豎直平面內),A、O間的距離為L,A、B和B、C間的距離均為,在空間加一個水平方向的勻強電場后A處的質點處于靜止,現(xiàn)給A處的質點一個指向C點的初速度,則A處質點到達B點時所受的電場力大小為(靜電力常量用k表示)( )
A. B.
C. D.
[解析] 根據(jù)庫侖定律有F=k,A處的質點處于靜止時,根據(jù)共點力平衡條件有Fsin30°=EQ,由以上兩式得E==,質點在B點受到的庫侖力F′=,由平行四邊形定則得合電場力大小F= =
6、,故A正確.
[答案] A
6.如圖甲、乙所示,兩個電荷量均為q的點電荷分別位于電荷量線密度相同、半徑相同的半圓環(huán)和圓環(huán)的圓心,環(huán)的粗細可忽略不計.若圖甲中環(huán)對圓心點電荷的庫侖力大小為F,則圖乙中環(huán)對圓心點電荷的庫侖力大小為( )
A.F B.F C.F D.F
[解析] 由題圖甲中均勻帶電半圓環(huán)對圓心點電荷的庫侖力大小為F,可以得出圓環(huán)對圓心點電荷的庫侖力大小為F.將題圖乙中的均勻帶電圓環(huán)分成三個圓環(huán),關于圓心對稱的兩個圓環(huán)對圓心點電荷的庫侖力的合力為零,因此題圖乙中的圓環(huán)對圓心點電荷的庫侖力大小為F,C正確.
[答案] C
7.如圖為真空中兩點電荷A、B形成的電場中
7、的一簇電場線,該電場線關于虛線對稱,O點為A、B點電荷連線的中點,a、b為其連線的中垂線上對稱的兩點,則下列說法正確的是( )
A.A、B可能帶等量異種電荷
B.A、B可能帶不等量的正電荷
C.a、b兩點處無電場線,故其電場強度可能為零
D.同一試探電荷在a、b兩點處所受電場力大小相等,方向一定相反
[解析] 根據(jù)題圖中的電場線分布可知,A、B帶等量的正電荷,選項A、B錯誤;a、b兩點處雖然沒有畫電場線,但由電場疊加可知,其電場強度一定不為零,選項C錯誤;由題圖可知,a、b兩點處電場強度大小相等,方向相反,同一試探電荷在a、b兩點處所受電場力大小相等,方向一定相反,選項D正確.
8、
[答案] D
8.如下圖所示,真空中xOy平面直角坐標系上的ABC三點構成等邊三角形,邊長L=2.0 m.若將電荷量均為q=+2.0×10-6 C的兩點電荷分別固定在A、B點,已知靜電力常量k=9.0×109 N·m2/C2,求:
(1)兩點電荷間的庫侖力大??;
(2)C點的電場強度的大小和方向.
[解析] (1)根據(jù)庫侖定律,A、B兩點處的點電荷間的庫侖力大小為
F=k①
代入數(shù)據(jù)得F=9.0×10-3 N②
(2)A、B兩點處的點電荷在C點產生的場強大小相等,均為
E1=k③
A、B兩點處的點電荷形成的電場在C點的合場強大小為
E=2E1cos30°④
由③④
9、式并代入數(shù)據(jù)得E≈7.8×103 N/C
場強E的方向沿y軸正方向.
[答案] (1)9.0×10-3 N (2)7.8×103 N/C 方向沿y軸正方向
[素能培養(yǎng)]
9.(多選)如右圖所示,水平地面上固定一個光滑絕緣斜面,斜面與水平面的夾角為θ.一根輕質絕緣細線的一端固定在斜面頂端,另一端系有一個帶電小球A,細線與斜面平行.小球A的質量為m、電量為q.小球A的右側固定放置帶等量同種電荷的小球B,兩球心的高度相同、間距為d.靜電力常量為k,重力加速度為g,兩帶電小球可視為點電荷.小球A靜止在斜面上,則( )
A.小球A與B之間庫侖力的大小為
B.當= 時,細線上的拉力為0
10、
C.當= 時,細線上的拉力為0
D.當= 時,斜面對小球A的支持力為0
[解析] 根據(jù)庫侖定律可得兩小球之間的庫侖力大小為F=,選項A正確;對小球A受力分析,如右圖所示.當細線上的拉力為0時,小球A受到庫侖力、斜面支持力、重力,由平衡條件得=mgtanθ,解得= ,選項B錯誤,C正確;由受力分析可知,要使小球A靜止在斜面上,斜面對小球的支持力不可能為0,選項D錯誤.
[答案] AC
10.(2017·南京一模)如圖所示,兩根等長帶電棒放置在第一、二象限,其端點在兩坐標軸上,棒與坐標軸圍成等腰直角三角形.兩棒帶電量相等,且電荷均勻分布,此時O點電場強度大小為E.撤去其中一根帶電棒后
11、,O點的電場強度大小變?yōu)? )
A. B.E C.E D.E
[解析] 兩根等長帶電棒等效成兩個正點電荷如圖所示,兩正點電荷在O點產生的場強的大小為E=E1,故撤走一根帶電棒后,在O點產生的場強為E1==,故選B.
[答案] B
11.(多選)如圖所示,兩個帶等量正電荷的小球A、B(可視為點電荷)被固定在光滑絕緣水平面上.P、N是小球A、B連線的垂直平分線上的點,且PO=ON.現(xiàn)將一個電荷量很小的帶負電的小球C(可視為質點)從P點由靜止釋放,在小球C向N點運動的過程中,關于小球C的速度圖象中,可能正確的是( )
[解析] 在AB的垂直平分線上,從無窮遠處到O
12、點電場強度先變大后變小,到O點變?yōu)榱悖∏駽受力沿垂直平分線,加速度先變大后變小,速度不斷增大,在O點加速度變?yōu)榱?,速度達到最大,v-t圖線的斜率先變大后變小;由O點到無窮遠處,速度變化情況與另一側速度的變化情況具有對稱性.如果P、N相距足夠遠,則B正確,如果P、N相距很近,則A正確.
[答案] AB
12.如圖所示,空間存在著強度E=2.5×102 N/C,方向豎直向上的勻強電場,在電場內一長為L=0.5 m的絕緣細線,一端固定在O點,另一端拴著質量m=0.5 kg、電荷量q=4×10-2 C的小球.現(xiàn)將細線拉直到水平位置,使小球由靜止釋放,當小球運動到最高點時細線受到的拉力恰好達到它能
13、承受的最大值而斷裂.取g=10 m/s2.
求:
(1)小球的電性.
(2)細線能承受的最大拉力.
(3)當小球繼續(xù)運動后與O點水平方向距離為L時,小球距O點的高度.
[解析] (1)由小球運動到最高點可知,小球帶正電.
(2)設小球運動到最高點時速度為v,對該過程由動能定理有,(qE-mg)L=mv2①
在最高點對小球由牛頓第二定律得,
FT+mg-qE=m②
由①②式解得,F(xiàn)T=15 N.
(3)小球在細線斷裂后,在豎直方向的加速度設為a,
則a=③
設小球在水平方向運動L的過程中,歷時t,
則L=vt④
設豎直方向上的位移為x,
則x=at2⑤
由①③④⑤解得x=0.125 m
所以小球距O點高度為x+L=0.625 m.
[答案] (1)正電 (2)15 N (3)0.625 m