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2014届高三物理一轮课时追踪检测23电场力的性质
2014届高三物理一轮课时追踪检测23电场力的性质
课时追踪检测(二十三)电场力的性质
高考常考题型:选择题+计算题
1.(2012·江苏高考)真空中,A、B两点与点电荷
Q的距离分别为r和3r,则A、B两
点的电场强度大小之比为(
)
∶1
∶3
∶1
∶9
2.(2012·北京西城期末)如图1所示,两个电荷量均为+
q的小球用
长为l的轻质绝缘细绳连接,
静止在圆滑的绝缘水平面上。两个小球的半径
r?l。k表示静电力常量。则轻绳的张力大小为
(
)
图1
kq2
kq2
kq
3.(2012·上海高考)A、B、C三点在同素来线上,
AB∶BC=1∶2,B点位于A、C之间,
在B处固定一电荷量为Q的点电荷。当在A处放一电荷量为+
q的点电荷时,它所碰到的电
场力为F;移去A处电荷,在C处放电荷量为-
2q的点电荷,其所受电场力为( )
F
F
A.-2
C.-F
4.(2012·浙江高考)用金属做成一个不带电的圆环,放在干燥的
绝缘桌面上。小明同学用绝缘资料做的笔套与头发摩擦后,将笔套自上
向下慢慢凑近圆环,当距离约为
,如图
2
所示。对上述现象的判断与解析,以下说法正确的选项是( )
图2
,圆环上、下都感觉出异号电荷
,圆环所受静电力的合力大于圆环的重力
,笔套所带的电荷立刻被全部中和
5.(2013·虹口区模拟
)如图
3所示,点电荷+
4Q与+Q分别固定
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在A、B两点,
C、D两点将
AB连线三均分,现使一个带负电的粒子从
C点
图
3
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开始以某一初速度向右运动,不计粒子的重力,则该粒子在
CD之间运动的速度大小
v与时
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间t
的关系图象可能是图
4中的(
)
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图4
6.(2012·吉林省油田高中质检)如图5所示,在水平面上的箱子内,带异种电荷的小
球a、b用绝缘细线分别系于箱子的上、下两边,处于静止状态。地面
碰到箱子的压力为
FN,球b所受细线的拉力为
F。剪断连接球
b的细线
后,在球b上升过程中地面碰到的压力大小
(
)
图5
N
N
-
F
N+
F
F
F
7.(2012·大同一中、同媒一中、长安一中模拟
)(如图6
所示)圆滑
绝缘细杆与水平面成
θ角固定,杆上套有一带正电小球,质量为
m,带
电量为q,为使小球静止在杆上,可加一匀强电场,所加电场的场强满足
什么条件时,小球可在杆上保持静止(
)
图6
mgcosθ
,场富强小为q
mg
,场富强小为q
,场富强小为
mgsin
θ
q
cot
θ
mg
,场富强小为
q
8.(2012·潍坊联考)如图7
所示,把一个带电小球
A固定在圆滑
水平的绝缘桌面上,在桌面的另一处放置带电小球
B。现给小球B一个垂直
图7
AB连线方向的速度v0,使其在水平桌面上运动,则以下说法中正确的选项是
(
)
、B带同种电荷,B球必然做速度增大的曲线运动
、B带同种电荷,B球必然做加速度增大的曲线运动
、B带同种电荷,B球必然向电势较低处运动
、B带异种电荷,B球可能做速度和加速度大小都不变的曲线运动
9.(2013·唐山模拟)如图8所示,小球A、B带电量相等,质量均为
m,都
用长L的绝缘细线挂在绝缘的竖直墙上
O点,A球靠墙且其悬线恰好竖直,
B球
悬线偏离竖直方向θ角而静止,此时A、B两球之间的库仑力为F。由于外面原
因小球B的电量减小,使两球再次静止时它们之间的库仑力变为原来的一半,
则小球B的电量减小为原来的( )
图8
1
1
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1
1
10.(2012·四川眉山二模)如图9所示,电荷量为Q、Q的两个正点
1
2
电荷分别置于
A
点和
B
点,两点相距
。在以
L
为直径的圆滑绝缘半圆环
L
上,穿着一个带电小球+
q(视为点电荷),在P点平衡,PA与AB的夹角
为α。不计小球的重力,则(
)
图9
Q2
Q2
=Q1
=Q1
<Q2
11.(2012·武汉调研)如图10所示,在圆滑绝缘的水平桌面上有四个小
球,带电量分别为-
q、Q、-q、Q。四个小球组成一个菱形,-
q、-q的连
线与-q、Q的连线之间的夹角为
α。若此系统处于平衡状态,则正确的关系
式可能是(
)
q
=8Q
图10
q2
3
=Q2
Q
=8q
2
Q
=q2
12.(2012·湖北联考)如图11所示,MN是两块竖直放置的带电平行板,板内有水平向
左的匀强电场,PQ是圆滑绝缘的水圆滑槽,滑槽从N板中间穿入电场。a、b为两个带等量
1
正电荷的相同小球,两球之间用绝缘水平轻杆固连,轻杆长为两板间距的3,杆长远大于球
的半径,开始时从外面用绝缘轻绳拉着b球使a球凑近M板但不接触。现对轻绳施以沿杆方
向的水平恒力拉着b球和a球由静止向右运动,当b球刚从小孔走开电场时,撤去拉力,之
后a球也恰好能走开电场。求运动过程中b球走开电场前和走开电场后(a球还在电场中)轻
杆中的弹力之比。不计两球间库仑力,球视为点电荷。
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图11
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答案
课时追踪检测(二十三)电场力的性质
依照点电荷电场强度公式,电场强度与距离的二次方成反比,则
A、B两点的
电场强度大小之比为9∶1,选项C正确。
kq2
轻绳的张力大小等于两个带电小球之间的库仑力,由库仑定律得
F=l2,选
项B正确。
设A处电场强度为E,则F=qE;由点电荷的电场强度公式可知,
C处的电场
-EF
强度为-E/4,在C处放电荷量为-2q的点电荷,其所受电场力为F′=-2q4
=2,选项
B正确。
,笔套凑近圆环时,由于静电感觉圆环上、下都感觉出异
号电荷,圆环被吸引到笔套的过程中,是由于圆环所受静电力的合力大于圆环的重力,选项
ABC正确;笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷部分转移到金属圆环上,使圆环带上相同性质
的电荷,选项D错误。
kQk·4Q
,所以
x
2=
-
x
2,得
L
L
x=3,即在D点,粒子在D点左侧时所受电场力向左,粒子在
D点右侧时所受电场力向右。
所以粒子的运动情况有以下三种情况:
在D点左侧时先向右减速至速度为零尔后向左加速运
动;粒子能高出D点时,先在D点左侧减速,过
D点今后加速运动;或在
D点左侧减速,则
运动到D点速度减为
0,今后素来静止,所以粒子在
CD之间的运动可以用
B、C图象描述,
故BC正确。
b
上升过程中,球
b
碰到球
a
对其竖直向上的电场力
,并且
>
b,依照
F
FG
牛顿第三定律,球a碰到球b竖直向下的电场力
F′,F′=F>G,对球a和箱子组成的系统
b
受力解析,依照平衡条件可知,系统碰到地面的支持力大于
F,所以地面碰到的压力也大于
N
FN。本题答案为A。
另解:把球b和其他部分看做一个系统,在球b上升的过程中,其加速度方向竖直向上,
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所以球
b处于超重状态,而其他部分的加速度为零,
系统对地面的压力大于
FN。本题答案为
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A。
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,对小球受力解析可知,其碰到竖直向下的重力、垂直于杆斜向上的电场力和垂直于杆方向的支持力,在这三个力的作用下,
小球沿
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杆方向上不可以能平衡,选项
AC错误;若所加电场的场强竖直向上,对小球受力解析可知,
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mg
当E=q时,电场力与重力等大反向,小球可在杆上保持静止,选项
B正确;若所加电场水
tan
θ
tanθ时小球才能平衡,此时
mg
,故D错误。
平向右当电场力
=
=
q
Eq
mg
E
若A、B带同种电荷,B球碰到库仑斥力作用,必然做速度增大加速度减小的
曲线运动,选项
A正确,B错误;若B球带负电,则
B球向电势较高处运动,选项
C错误;
若A、B带异种电荷,B球可能绕A球做匀速圆周运动,即做速度和加速度大小都不变的曲线运动,选项D正确。
,B球受力解析如图所
r,由三角形相似,对应边成比率得
Fmg
示,设此时两球之间的距离为
r=L,
F
mg
当库仑力变为原来一半时同理可得
r′=L,由以上得
r=2r′,由库仑
kq2
Fkqq′
q
定律得F=r2,2=r′2,解得q′=8,C对。
对带电小球+q受力解析,画出带电小球+
q受力求,根
据库仑定律,
qQ1
F1=kLcosα
2,
qQ
2
F=k
sin
α
2
,设半圆环对带电小球+
q的弹力为F,依照平行四边形定则可得,
2
L
N
Q
2
F1=FN′cos
α,F2=FN′sin
α,FN=FN′,联立解得:tan3α=Q1,选项A正确B错误;
由tan3α=
Q2
Q2
1,α<45°,得
1<1,即Q2<Q1,则O点的场强必然不为零,选项
CD错误。
Q
Q
a
,则两个之间距离为
2
a
sinα,则两个
q
之间距离为2cos
Q
a
Qq
q2
α。采用-q作为研究对象,由库仑定律和平衡条件得
2ka2cosα=k
acosα
2,解
得cos3α=
q
Qq
8
,选项A正确,B错误;采用Q作为研究对象,由库仑定律和平衡条件得
2k2
Q
a
2
Q
Q
sinα=k
asin
α
2,解得sin3α=8q,选项C正确,D错误。
:设两球质量各为
m,各受电场力大小为
F,杆长为l,b球刚穿出时速度为v,
f
两球加速时加速度大小为
a
1,减速时加速度大小为
2
,
b
球走开前杆弹力大小为
1,走开后
a
F
弹力大小为F2。
对a球:F1-Ff=ma1①
对b球:F2=ma2②
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对整体:Ff=2ma2③
加速过程:v2=2a1·2l④
减速过程:v2=2a2l⑤
F15
联立以上各式,解得:F=2。
2
5
答案:2
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