高考物理一輪復習課時作業(yè)二十庫侖定律電場力的性質(zhì)含解析新人教版

一輪復習精品資料(高中)PAGE1-庫侖定律電場力的性質(zhì)(建議用時40分鐘)1.關(guān)于電場力和電場強度,以下說法正確的是 ()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.一試探電荷在以一個點電荷為球心、半徑為r的球面上各點所受電場力相同〖解析〗選C。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,故選項A錯誤;在電場中某點沒有試探電荷時,電場力為零,但電場強度不一定為零,電場強度與試探電荷無關(guān),由電場本身決定,故選項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,故選項C正確;一試探電荷在以一個點電荷為球心、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,故選項D錯誤。2.如圖所示,一質(zhì)量為m的帶電小球A用長度為l的絕緣絲質(zhì)細線懸掛于天花板上的O點,在O點的正下方l處的絕緣支架上固定一個與A帶同種電荷的小球B,兩個帶電小球都可視為點電荷。已知小球A靜止時絲線OA與豎直方向的夾角為60°,設絲線中拉力為T,小球所受庫侖力為F,下列關(guān)系式正確的是 ()A.T=mg B.T=mgC.F=mg D.F=mg〖解析〗選D。對小球A受力分析,受重力、庫侖力和細線拉力,處于平衡狀態(tài)。通過幾何關(guān)系得出這三個力互成120°角,有T=mg=F,選項D正確。3.下列選項中的各圓環(huán)大小相同,所帶電荷量已在圖中標出,且電荷均勻分布,各圓環(huán)間彼此絕緣。坐標原點O處電場強度最大的是 ()〖解析〗選B。將圓環(huán)分割成微元,根據(jù)對稱性和矢量性疊加可知,選項D圖中O點的場強為零,選項C圖中等效為第二象限內(nèi)電荷在O點產(chǎn)生的電場,大小與選項A中的相等,選項B中正、負電荷在O點產(chǎn)生的場強大小相等,方向互相垂直,合場強是其中一個的倍,也是選項A、C場強的倍,因此選項B正確。4.兩個電荷量分別是+4Q和-9Q(Q>0)的點電荷,分別固定在相距為r的A、B兩點,如圖所示。在A、B兩點連線所在的直線上某一點O放入第三個點電荷q,q受到的靜電力恰好為0。下列說法正確的是 ()A.q一定帶負電B.O點可能存在兩個不同的位置C.O點只能位于A點左側(cè)與A點相距r處D.O點只能位于A點左側(cè)與A點相距2r處〖解析〗選D。因A帶電荷量小于B,則第三個點電荷要平衡則要放置在A點左側(cè),電性可正可負,設距離A點x處,由平衡知識可得k=k,解得x=2r,故選項D正確。5.某靜電場中的電場線方向不確定,分布如圖所示,帶電粒子在電場中僅受靜電力作用,其運動軌跡如圖中虛線所示,由M運動到N,以下說法正確的是 ()A.粒子必定帶正電荷B.該靜電場一定是孤立正電荷產(chǎn)生的C.粒子在M點的加速度小于它在N點的加速度D.粒子在M點的速度大于它在N點的速度〖解析〗選C。帶電粒子所受靜電力沿電場線的切線方向或其反方向,且指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè),靜電力方向大致向上,因不知電場線的方向,粒子的電性無法確定,所以選項A錯誤;電場線是彎曲的,則一定不是孤立點電荷的電場,所以選項B錯誤;N點處電場線密,則場強大,粒子受到的靜電力大,產(chǎn)生的加速度也大,所以選項C正確;因靜電力大致向上,粒子由M運動到N時,靜電力做正功,粒子動能增加,速度增加,所以選項D錯誤。6.(多選)如圖所示,在x軸上關(guān)于O點對稱的A、B兩點有等量正點電荷(帶電荷量均為Q),在y軸上C點有負點電荷(帶電荷量為Q),且CO=OD=r,∠ADO=60°。下列判斷正確的是 ()A.O點電場強度小于D點的電場強度B.若兩個正點電荷的電荷量同時等量地緩慢增大,則O點電場強度也增大C.若兩個正點電荷的電荷量同時等量地緩慢增大,則D點電場強度也增大D.若負點電荷的電荷量緩慢減小,則D點電場強度將增大〖解析〗選C、D。兩個正點電荷在D點產(chǎn)生的場強與負點電荷在D點產(chǎn)生的場強大小相等,方向相反,合場強為零,兩個正點電荷在O點產(chǎn)生的場強為零,但負點電荷在O點產(chǎn)生的場強為E=k,若兩個正點電荷的電荷量同時等量地緩慢增大,則O點電場強度不變,選項A、B錯誤;若兩個正點電荷的電荷量同時等量地緩慢增大,則D點電場強度將增大,若負點電荷的電荷量緩慢減小,則D點電場強度將增大,所以選項C、D正確。7.(多選)如圖所示,坐標系中有兩個帶電荷量分別為+Q和+3Q的點電荷。在C處放一個試探電荷,則試探電荷所受電場力的方向可能是選項圖中的 ()〖解析〗選B、D。根據(jù)點電荷形成的電場E=k,可在C處畫出場源電荷分別為+3Q、+Q電場線的示意圖,根據(jù)平行四邊形定則作出合場強的大小及方向,若試探電荷為正電荷,則所受的電場力與場強方向相同,若試探電荷為負電荷,則所受的電場力與場強方向相反,選項B、D正確,A、C錯誤。8.如圖,光滑絕緣水平面上兩個相同的帶電小圓環(huán)A、B,電荷量均為q,質(zhì)量均為m,用一根光滑絕緣輕繩穿過兩個圓環(huán),并系于結(jié)點O。在O處施加一水平恒力F使A、B一起加速運動,輕繩恰好構(gòu)成一個邊長為l的等邊三角形,則 ()A.小環(huán)A的加速度大小為B.小環(huán)A的加速度大小為C.恒力F的大小為D.恒力F的大小為〖解析〗選B。設輕繩的拉力為T,則對A:T+Tcos60°=k,Tcos30°=maA,聯(lián)立解得aA=,選項B正確、A錯誤;恒力F的大小為F=2Tcos30°=T=,選項C、D錯誤。9.(2021·貴陽模擬)空氣中的負離子對人的健康極為有益。人工產(chǎn)生負離子的最常見方法是電暈放電法。如圖所示,一排針狀負極和環(huán)形正極之間加上直流高壓電,電壓達5000V左右,使空氣發(fā)生電離,從而產(chǎn)生負氧離子排出,使空氣清新化,針狀負極與環(huán)形正極間距為5mm,且視為勻強電場,電場強度為E,電場對負氧離子的作用力為F,則 ()A.E=103N/C,F=1.6×10-16NB.E=106N/C,F=1.6×10-16NC.E=106N/C,F=1.6×10-13ND.E=103N/C,F=1.6×10-13N〖解析〗選C。根據(jù)勻強電場的場強公式E==N/C=106N/C,電場對負氧離子的作用力F=Eq=106×1.6×10-19N=1.6×10-13N,故選項C正確。10.(多選)(2021·天津八校聯(lián)考)如圖所示,三個可視為質(zhì)點的金屬小球A、B、C,質(zhì)量分別為m、2m和3m,B球帶負電,電荷量為q,A、C不帶電,用不可伸長的絕緣細線將三球連接,最上邊的細線連接在斜面頂端的O點,三球均處于場強大小為E的豎直向上的勻強電場中,三段細線均伸直,三個金屬球均靜止于傾角為30°的絕緣光滑斜面上,則下列說法正確的是 ()A.A、B球間的細線的張力為B.A、B球間的細線的張力可能為0C.將線OA剪斷的瞬間,B、C球間的細線張力為D.將線OA剪斷的瞬間,A、B球間的細線張力為〖解析〗選A、D。靜止時,對B球進行受力分析,則A、B球間的細線對B球的拉力T=(2mg+3mg+Eq)sin30°=(5mg+Eq),選項A正確,B錯誤;將線OA剪斷的瞬間,qE對A、B球整體產(chǎn)生一個沿斜面向下的加速度a′==,此時A、B球的加速度為a=g+>g,C球以加速度g做勻加速運動,B、C球間細線的作用力為零,以A球為研究對象,A、B球間細線的拉力F=ma′=,選項C錯誤,D正確。11.(多選)如圖所示,把A、B兩個相同的導電小球分別用長為0.10m的絕緣細線懸掛于OA和OB兩點。用絲綢摩擦過的玻璃棒與A球接觸,棒移開后將懸點OB移到OA點固定。兩球接觸后分開,平衡時距離為0.12m。已測得每個小球質(zhì)量是8.0×10-4kg,帶電小球可視為點電荷,重力加速度g取10m/s2,靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2A.兩球所帶電荷量相等B.A球所受的靜電力為1.0×10-2NC.B球所帶的電荷量為4×10-8CD.A、B兩球連線中點處的電場強度為0〖解析〗選A、C、D。兩相同的小球接觸后電荷量均分,故兩球所帶電荷量相等,選項A正確;由幾何關(guān)系知兩球分開后,細線與豎直方向的夾角為37°,A球所受的電場力F=mgtan37°=8.0×10-4×10×0.75N=6.0×10-3N,選項B錯誤;根據(jù)庫侖定律得,F=k=k,解得qB==C=4×10-8C,選項C正確;A、B兩球帶等量的同種電荷,故在A、B兩球連線中點處的電場強度為0,選項D正確。12.如圖所示,長l=1m的輕質(zhì)細繩上端固定,下端連接一個可視為質(zhì)點的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強電場中,繩與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球所帶電荷量q=1.0×10-6C,勻強電場的場強E=3.0×103N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin(1)小球所受電場力F的大小;(2)小球的質(zhì)量m;(3)將電場撤去,小球回到最低點時速度v的大小?！冀馕觥?1)小球在勻強電場中所受電場力F=qE=3×10-3N;(2)對小球受力分析如圖。由平衡條件得mg=m==4×10-4kg;(3)由動能定理得mgl(1-cosθ)=mv2-0,代入數(shù)值解得v=2m/s?！即鸢浮?(1)3×10-3N(2)4×10-4kg(3)2m庫侖定律電場力的性質(zhì)(建議用時40分鐘)1.關(guān)于電場力和電場強度,以下說法正確的是 ()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.一試探電荷在以一個點電荷為球心、半徑為r的球面上各點所受電場力相同〖解析〗選C。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,故選項A錯誤;在電場中某點沒有試探電荷時,電場力為零,但電場強度不一定為零,電場強度與試探電荷無關(guān),由電場本身決定,故選項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,故選項C正確;一試探電荷在以一個點電荷為球心、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,故選項D錯誤。2.如圖所示,一質(zhì)量為m的帶電小球A用長度為l的絕緣絲質(zhì)細線懸掛于天花板上的O點,在O點的正下方l處的絕緣支架上固定一個與A帶同種電荷的小球B,兩個帶電小球都可視為點電荷。已知小球A靜止時絲線OA與豎直方向的夾角為60°,設絲線中拉力為T,小球所受庫侖力為F,下列關(guān)系式正確的是 ()A.T=mg B.T=mgC.F=mg D.F=mg〖解析〗選D。對小球A受力分析,受重力、庫侖力和細線拉力,處于平衡狀態(tài)。通過幾何關(guān)系得出這三個力互成120°角,有T=mg=F,選項D正確。3.下列選項中的各圓環(huán)大小相同,所帶電荷量已在圖中標出,且電荷均勻分布,各圓環(huán)間彼此絕緣。坐標原點O處電場強度最大的是 ()〖解析〗選B。將圓環(huán)分割成微元,根據(jù)對稱性和矢量性疊加可知,選項D圖中O點的場強為零,選項C圖中等效為第二象限內(nèi)電荷在O點產(chǎn)生的電場,大小與選項A中的相等,選項B中正、負電荷在O點產(chǎn)生的場強大小相等,方向互相垂直,合場強是其中一個的倍,也是選項A、C場強的倍,因此選項B正確。4.兩個電荷量分別是+4Q和-9Q(Q>0)的點電荷,分別固定在相距為r的A、B兩點,如圖所示。在A、B兩點連線所在的直線上某一點O放入第三個點電荷q,q受到的靜電力恰好為0。下列說法正確的是 ()A.q一定帶負電B.O點可能存在兩個不同的位置C.O點只能位于A點左側(cè)與A點相距r處D.O點只能位于A點左側(cè)與A點相距2r處〖解析〗選D。因A帶電荷量小于B,則第三個點電荷要平衡則要放置在A點左側(cè),電性可正可負,設距離A點x處,由平衡知識可得k=k,解得x=2r,故選項D正確。5.某靜電場中的電場線方向不確定,分布如圖所示,帶電粒子在電場中僅受靜電力作用,其運動軌跡如圖中虛線所示,由M運動到N,以下說法正確的是 ()A.粒子必定帶正電荷B.該靜電場一定是孤立正電荷產(chǎn)生的C.粒子在M點的加速度小于它在N點的加速度D.粒子在M點的速度大于它在N點的速度〖解析〗選C。帶電粒子所受靜電力沿電場線的切線方向或其反方向,且指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè),靜電力方向大致向上,因不知電場線的方向,粒子的電性無法確定,所以選項A錯誤;電場線是彎曲的,則一定不是孤立點電荷的電場,所以選項B錯誤;N點處電場線密,則場強大,粒子受到的靜電力大,產(chǎn)生的加速度也大,所以選項C正確;因靜電力大致向上,粒子由M運動到N時,靜電力做正功,粒子動能增加,速度增加,所以選項D錯誤。6.(多選)如圖所示,在x軸上關(guān)于O點對稱的A、B兩點有等量正點電荷(帶電荷量均為Q),在y軸上C點有負點電荷(帶電荷量為Q),且CO=OD=r,∠ADO=60°。下列判斷正確的是 ()A.O點電場強度小于D點的電場強度B.若兩個正點電荷的電荷量同時等量地緩慢增大,則O點電場強度也增大C.若兩個正點電荷的電荷量同時等量地緩慢增大,則D點電場強度也增大D.若負點電荷的電荷量緩慢減小,則D點電場強度將增大〖解析〗選C、D。兩個正點電荷在D點產(chǎn)生的場強與負點電荷在D點產(chǎn)生的場強大小相等,方向相反,合場強為零,兩個正點電荷在O點產(chǎn)生的場強為零,但負點電荷在O點產(chǎn)生的場強為E=k,若兩個正點電荷的電荷量同時等量地緩慢增大,則O點電場強度不變,選項A、B錯誤;若兩個正點電荷的電荷量同時等量地緩慢增大,則D點電場強度將增大,若負點電荷的電荷量緩慢減小,則D點電場強度將增大,所以選項C、D正確。7.(多選)如圖所示,坐標系中有兩個帶電荷量分別為+Q和+3Q的點電荷。在C處放一個試探電荷,則試探電荷所受電場力的方向可能是選項圖中的 ()〖解析〗選B、D。根據(jù)點電荷形成的電場E=k,可在C處畫出場源電荷分別為+3Q、+Q電場線的示意圖,根據(jù)平行四邊形定則作出合場強的大小及方向,若試探電荷為正電荷,則所受的電場力與場強方向相同,若試探電荷為負電荷,則所受的電場力與場強方向相反,選項B、D正確,A、C錯誤。8.如圖,光滑絕緣水平面上兩個相同的帶電小圓環(huán)A、B,電荷量均為q,質(zhì)量均為m,用一根光滑絕緣輕繩穿過兩個圓環(huán),并系于結(jié)點O。在O處施加一水平恒力F使A、B一起加速運動,輕繩恰好構(gòu)成一個邊長為l的等邊三角形,則 ()A.小環(huán)A的加速度大小為B.小環(huán)A的加速度大小為C.恒力F的大小為D.恒力F的大小為〖解析〗選B。設輕繩的拉力為T,則對A:T+Tcos60°=k,Tcos30°=maA,聯(lián)立解得aA=,選項B正確、A錯誤;恒力F的大小為F=2Tcos30°=T=,選項C、D錯誤。9.(2021·貴陽模擬)空氣中的負離子對人的健康極為有益。人工產(chǎn)生負離子的最常見方法是電暈放電法。如圖所示,一排針狀負極和環(huán)形正極之間加上直流高壓電,電壓達5000V左右,使空氣發(fā)生電離,從而產(chǎn)生負氧離子排出,使空氣清新化,針狀負極與環(huán)形正極間距為5mm,且視為勻強電場,電場強度為E,電場對負氧離子的作用力為F,則 ()A.E=103N/C,F=1.6×10-16NB.E=106N/C,F=1.6×10-16NC.E=106N/C,F=1.6×10-13ND.E=103N/C,F=1.6×10-13N〖解析〗選C。根據(jù)勻強電場的場強公式E==N/C=106N/C,電場對負氧離子的作用力F=Eq=106×1.6×10-19N=1.6×10-13N,故選項C正確。10.(多選)(2021·天津八校聯(lián)考)如圖所示,三個可視為質(zhì)點的金屬小球A、B、C,質(zhì)量分別為m、2m和3m,B球帶負電,電荷量為q,A、C不帶電,用不可伸長的絕緣細線將三球連接,最上邊的細線連接在斜面頂端的O點,三球均處于場強大小為E的豎直向上的勻強電場中,三段細線均伸直,三個金屬球均靜止于傾角為30°的絕緣光滑斜面上,則下列說法正確的是 ()A.A、B球間的細線的張力為B.A、B球間的細線的張力可能為0C.將線OA剪斷的瞬間,B、C球間的細線張力為D.將線OA剪斷的瞬間,A、B球間的細線張力為〖解析〗選A、D。靜止時,對B球進行受力分析,則A、B球間的細線對B球的拉力T=(2mg+3mg+Eq)sin30°=(5mg+Eq),選項A正確,B錯誤;將線OA剪斷的瞬間,qE對A、B球整體產(chǎn)生一個沿斜面向下的加速度a′==,此時A、B球的加速度為a=g+>g,C球以加速度g做勻加速運動,B、C球間細線的作用力為零,以A球為研究對象,A、B球間細線的拉力F=ma′=,選項C錯誤,D正確