2020版高考物理一轮复习全程训练计划课练20库仑定律电场力的性质含解析.pdf
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1、库仑定律 电场力的性质库仑定律 电场力的性质 小题狂练 小题是基础 练小题 提分快 1. 2018全国卷如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab5 cm,bc3 cm,ca4 cm.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( ) Aa、b的电荷同号,k16 9 Ba、b的电荷异号,k16 9 Ca、b的电荷同号,k64 27 Da、b的电荷异号,k64 27 答案:D 解析: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 Fak0 qaqc ac2
2、b对c的库仑力为 Fbk0 qbqc bc2 设合力向左,如图所示,根据相似三角形,得 Fa ac Fb bc 联立式得k. | qa qb| ac3 bc3 64 27 22019江苏省盐城市时杨中学检测真空中,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( ) A3:1 B1:3 C9:1 D1:9 答案:C 解析:由点电荷的场强公式Ek可知, ,C 选项正确 Q r2 EA EB r2 B r2 A 9 1 32019四川省成都模拟如图所示为电场中的一条电场线,在该电场线上有a、b两 点,用Ea、Eb分别表示这两处的电场强度的大小,则( ) Aa、b两点
3、的电场强度方向相反 B因为电场线由a指向b,所以EaEb C因为电场线是直线,所以EaEb D因不清楚a、b两点附近的电场线分布情况,所以不能确定Ea、Eb的大小关系 答案:D 解析:由电场线方向可知,a、b两点的电场强度方向都向右,A 选项错误;仅一条电场 线无法比较电场线的疏密程度和电场强度大小关系,B、C 选项错误,D 选项正确 42019重庆八中模拟在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点,其中a、b 两点电场强度大小相等、方向相反的是( ) A图甲中与点电荷等距的a、b两点 B图乙中两等量异种点电荷连线的垂直平分线上与连线等距的a、b两点 C图丙中两等量同种点电荷连线的垂直平分线
4、上与连线等距的a、b两点 D图丁中非匀强电场中的a、b两点 答案:C 解析: 题图甲中与点电荷等距的a、b两点,电场强度大小相同,方向不相反,A 选项错误;题图乙中,根据电场线的疏密及对称性可判断,a、b两点的电场强度大小相等、 方向相同,B 选项错误 ; 题图丙中两等量同种点电荷连线的垂直平分线上与连线等距的a、b 两点,电场强度大小相同,方向相反,C 选项正确;题图丁中根据电场线的疏密可判断,b 点的电场强度大于a点的电场强度,D 选项错误 5. 2019福建省三明模拟(多选)如图所示, 实线为不知方向的三条电场线, 从电场中M 点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子,仅在电场
5、力作用下的运动轨迹如 图中虚线所示,不计两粒子间的相互作用,则( ) Aa一定带正电,b一定带负电 Ba的速度将减小,b的速度将增大 Ca的加速度将减小,b的加速度将增大 D两个粒子的动能均增大 答案:CD 解析 : 根据两粒子的偏转方向,可知两粒子带异种电荷,但无法确定其具体电性,故 A 错误 ; 由粒子受力方向与速度方向的关系, 可判断电场力对两粒子均做正功, 两粒子的速度、 动能均增大,故 B 错误,D 正确;从两粒子的运动轨迹判断,a粒子的运动轨迹所在的电场 线逐渐变得稀疏,b粒子的运动轨迹所在的电场线逐渐变密,说明a的加速度减小,b的加 速度增大,故 C 正确 6. 2019广东省深
6、圳市耀华实验学校模拟如图所示, 在真空中某点电荷产生的电场中有 a、b两点,a点处场强大小为Ea,方向与连线ab的夹角为 60.b点处场强大小为Eb,方 向与连线ab的夹角为 30.则a、b两点的场强大小关系为( ) AEb BEa Ea 2 Eb 2 CEb3Ea DEa3Eb 答案:D 解析 : 由题意知,场源电荷为负点电荷,则Q应位于两电场线的交点O处,如图所示, 因为a点离O较近,而Eak,Ebk,而rbra,所以有Ea3Eb,所以 D 选项正确 Q r2 a Q r2 b 3 72019云南省建水六中模拟如图所示,绝缘水平面上有A、B、C、D四点,依次相 距L,若把带电金属小球甲(半
7、径远小于L)放在B点,测得D点处的电场强度大小为E;现 将不带电的相同金属小球乙与甲充分接触后,再把两球分置于A、C两点,此时D点处的电 场强度大小为( ) A.E B.E 4 9 5 9 CE D.E 20 9 答案:D 解析 : 由Ek得,Ek, 甲、 乙两小球接触后, 电荷量平分, 有Q1Q2 ,EDk Q r2 Q 2L2 Q 2 k,联立得EDE,所以 D 项正确 Q 2L2 Q 18L2 20 9 82019宁夏六盘山高中摸底如图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a 与b,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支座上,两球心间的距离l为球半 径的 3 倍若使它们带上等量
8、异种电荷,使其电荷量的绝对值均为Q,引力常量为G,静电 力常量为k,那么a、b两球之间的万有引力F1、库仑力F2分别满足( ) AF1G,F2k BF1G,F2k m2 l2 Q2 l2 m2 l2 Q2 l2 CF1G,F2k DF1G,F2k m2 l2 Q2 l2 m2 l2 Q2 l2 答案:C 解析 : 两个金属球壳质量分布均匀, 计算万有引力时可以等效为质量集中于球心的质点, 所以F1G;带上等量异种电荷时,异种电荷互相吸引,电荷分布在两球壳靠近的一侧, m2 l2 电荷中心间的距离小于两球心间的距离,则F2k,选项 C 正确 Q2 l2 92019四川省苍溪中学诊断如图所示,两根
9、绝缘轻绳将两个大小和材料均相同的 带正电小球(可视为质点)系于同一点,A球靠在绝缘墙壁上,B球保持静止状态两球所带 电荷量分别为qA2q和qB4q.现将B球与A球接触后再次释放,稳定后两球均静止,下列 说法正确的是( ) AB球的电荷量不变 B轻绳对B球的拉力变大 CA、B两球间库仑力减小 DA、B两球间距离与原来两球间距离的比值为 3 9 2 答案:D 解析:两球接触时,平分电荷量,A 错误;设两轻绳的长度分别为h和L0,两球间距离 为L,当两球处于静止状态时,对B球进行受力分析,如图所示,根据三角形相似可得, T G ,TG,所以轻绳对B球的拉力不变,B 错误;由 ,得FG,又Fk,得L
10、L0 h L0 h F G L h L h qAqB L2 ,故可知再次平衡时,两球间距离增大,库仑力增大,C 错误; 两球间距离与原来两 3 hkqAqB G 球间距离的比值为,D 正确 3 qAqB 3 qAqB 3 9 2 10 2019湖南省株洲模拟(多选)如图所示, 在真空中倾斜平行放置着两块带有等量 异种电荷的金属板A、B,倾角为,一个电荷量q1.41104C、质量m1 g 的带正电小 球自A板上的孔P以水平速度v00.1 m/s 飞入两板之间的电场, 经 0.02 s 后未与B板相碰 恰好回到P,g取 10 m/s2,则( ) A板间电场强度大小为 100 V/m B板间电场强度
11、大小为 141 V/m C板与水平方向的夹角30 D板与水平方向的夹角45 答案:AD 解析:小球从A板射向B板,能回到P,可知小球沿水平方向运动,对小球受力分析如 图所示,设板间匀强电场的场强为E,在竖直方向由平衡条件得,mgqEcos,在水平方 向由动量定理得qEtsin2mv0,解得 tan1,即45,E100 2v0 gt mg qcos V/m,A、D 项正确 11 2019江苏省南京市程桥高中模拟一半径为R的半球面均匀带有正电荷Q, 电荷Q 在球心O处产生的场强大小E0k,方向如图所示把半球面分为表面积相等的上、下两 Q 2R2 部分,如图甲所示,上、下两部分电荷在球心O处产生电场
12、的场强大小分别为E1、E2; 把半 球面分为表面积相等的左、右两部分,如图乙所示,左、右两部分电荷在球心O处产生电场 的场强大小分别为E3、E4.则( ) AE1k BE2 Q 4R2 kQ 4R2 CE3k DE4 Q 4R2 kQ 4R2 答案:A 解析:根据点电荷电场强度公式E,且电荷只分布在球的表面,对于题图甲,虽表 kq r2 面积和各点到圆心的距离相同, 但半球面上部分各处电荷在O点场强夹角相对较小, 则根据 电场的叠加原理,上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小关系为E1E2; 因电荷Q 在球心O处产生的场强大小E0k, 则E1k; 对于题图乙, 半球面分为表面积相等的左、
13、 Q 2R2 Q 4R2 右两部分,根据电场的叠加可知 : 左侧部分在O点产生的场强与右侧部分在O点产生的场强 大小相等,即E3E4.由于方向不共线,由合成法则可知,E3k,故 A 项正确,B、C、D Q 4R2 项错误 12. 2019湖南省洞口一中检测(多选)套有三个带电小球的圆环放在水平桌面上(不计一 切摩擦),小球的电荷量保持不变,整个装置平衡后,三个小球的一种可能位置如图所 示三个小球构成一个锐角三角形,三角形的边长大小关系是ABACBC,下列说法正确的 是( ) A三个小球电荷量的代数和可能为 0 B三个小球一定带同种电荷 C三个小球所受环的弹力大小为NANBNC D三个小球带电荷
14、量的大小为QAQCQB 答案:BC 解析 : 对A分析,弹力过圆心,根据平衡条件,要么B与C对A有引力,要么对A有斥 力,因此A不可能受到一个斥力一个引力,所以B、C带同种电荷,分析B,根据平衡条件 可得A、C带同种电荷,所以三个小球电荷量的代数和不可能为零,A 错误,B 正确;A受到 两斥力,设圆心为O,因AB大于AC,同时OAB小于OAC,可得受B的斥力更大,又离B 远可得B所带电荷量大于C所带电荷量, 同理A所带电荷量大于B所带电荷量, 即QAQBQC, 故 D 错误;结合平行四边形定则,知NANBNC,C 正确 13. 2019广东省实验中学模拟(多选)如图所示, 两等量异种点电荷相距
15、为 2a,M与两点 电荷共线,N位于两点电荷连线的垂直平分线上, 两点电荷连线中点到M和N的距离都为L, 且La.则两点电荷在M点的合电场强度和N点的合电场强度( ) A大小之比为 2:1,方向相反 B大小之比为 1:1,方向相反 C大小均与a成正比,方向相反 D大小均与L的平方成反比,方向相互垂直 答案:AC 解析 : 如图所示, 两点电荷在M点产生的合电场强度为E1kk4k q La2 q La2 , 两点电荷在N点产生的合电场强度为E22k2k, 所以E1 :E22 : qa L3 q L2a2 a L2a2 qa L3 1;又N点处场强方向由q指向q,在M点的场强方向由q指向q,所以E
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