1、第1課時(shí)庫侖定律電場力的性質(zhì)1.(2018北京西城質(zhì)檢)如圖所示,兩個(gè)電荷量均為+q的小球用長為l的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩連接,靜止在光滑的絕緣水平面上.兩個(gè)小球的半徑rl.k表示靜電力常量,則輕繩的張力大小為(B) A.0B.C.2D.解析:兩小球間庫侖力大小F=,對(duì)于任意一個(gè)小球,則繩的張力T=F,選項(xiàng)B正確.2.(2018山東濰坊模擬)如圖所示的真空空間中,僅在正方體中的黑點(diǎn)處存在著電荷量大小相等的點(diǎn)電荷,則圖中a,b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度和電勢均相同的是(C)解析:A,D項(xiàng)中,a,b兩點(diǎn)處電場強(qiáng)度大小相等但方向不同,選項(xiàng)A,D錯(cuò)誤;B項(xiàng)中,a,b兩點(diǎn)處電場強(qiáng)度大小及方向均不相同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C項(xiàng)中,a,b

2、兩點(diǎn)處在+q,-q連線的中垂線上,且關(guān)于連線中點(diǎn)對(duì)稱,故電場強(qiáng)度相同,電勢相同,選項(xiàng)C正確.3.(2017遼寧大連二模)下列選項(xiàng)中的各絕緣直桿大小相同,所帶電荷量已在圖中標(biāo)出,且電荷均勻分布,各直桿間彼此絕緣.坐標(biāo)原點(diǎn)O處電場強(qiáng)度最大的是(B)解析:設(shè)帶電荷量為q的直桿在原點(diǎn)O處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E,則題中A圖電場強(qiáng)度大小為E,根據(jù)電場強(qiáng)度的合成滿足平行四邊形定則,B圖電場強(qiáng)度大小為E,C圖電場強(qiáng)度大小為E,D圖電場強(qiáng)度大小為零,選項(xiàng)B正確.4.(2018山西運(yùn)城模擬)如圖所示邊長為a的正三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)分別固定三個(gè)點(diǎn)電荷+q,+q,-q,則該三角形中心O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為(B)A.,方

3、向由C指向OB.,方向由O指向CC.,方向由C指向OD.,方向由O指向C解析:每個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小都是E=,畫出矢量疊加的示意圖,如圖所示,由圖可得O點(diǎn)處的合電場強(qiáng)度為E0=2E=,方向由O指向C,選項(xiàng)B正確.5.(2018河北唐山質(zhì)檢)一負(fù)電荷從電場中A點(diǎn)由靜止釋放,只受電場力作用,沿電場線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),它運(yùn)動(dòng)的vt圖像如圖所示.則A,B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場線分布情況可能是下圖中的(C)解析:由v-t圖像可知負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的速度越來越大,加速度也越來越大,可見其受到電場力越來越大,電場強(qiáng)度也就越來越大,又因負(fù)電荷的受力方向與電場強(qiáng)度方向相反,故選項(xiàng)C符合題意,A,B,D錯(cuò)誤.6.如圖所示

4、,在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細(xì)管的圓心O處放一點(diǎn)電荷,將質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從圓弧管的水平直徑端點(diǎn)C由靜止釋放,小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí),對(duì)管壁恰好無壓力.則放于圓心處的點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為(B)A.B.C.D.解析:在B點(diǎn)由庫侖力和重力的合力提供向心力,得F-mg=m,即qE=m+mg,小球從C到B電場力不做功,由動(dòng)能定理mgR=mv2,兩個(gè)式子聯(lián)立可知E=.點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小與B點(diǎn)相同,選項(xiàng)B正確.7.(2017黑龍江哈爾濱二模)如圖所示,一個(gè)均勻的帶電圓環(huán),帶電荷量為+Q,半徑為R,放在絕緣水平桌面上.圓心為O點(diǎn),過O點(diǎn)作一豎直線,在此線上取一點(diǎn)A,使A到

5、O點(diǎn)的距離為R,在A點(diǎn)放一檢驗(yàn)電荷+q,則+q在A點(diǎn)所受的靜電力為(B)A.,方向向上 B.,方向向上C.,方向水平向左 D.不能確定解析:先把帶電圓環(huán)分成若干個(gè)小部分,每一小部分可視為點(diǎn)電荷,各點(diǎn)電荷對(duì)檢驗(yàn)電荷的庫侖力在水平方向上相互抵消,豎直向上方向上的靜電力大小為=,選項(xiàng)B正確.8.(2018四川德陽期末)體積相同、帶同種電荷的兩個(gè)小球A,B,質(zhì)量分別為m1,m2.將A,B用絕緣細(xì)繩懸掛在同一水平天花板上,因靜電力作用而使A,B兩球分離,且靜止在同一水平面上,L1,L2分別與豎直方向成30,45角,如圖所示,則下列說法正確的是(A)A.兩球質(zhì)量的比值=B.兩球質(zhì)量的比值=C.若將L1和L

6、2同時(shí)剪斷,剪斷瞬間兩球加速度大小的比值=1D.若將L1和L2同時(shí)剪斷,剪斷瞬間兩球加速度大小的比值=解析:小球靜止時(shí),m1gtan 30=m2gtan 45=F庫,得兩球質(zhì)量的比值=,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;將兩繩同時(shí)剪斷,兩球的合力分別為FA=2F庫,FB=F庫,由牛頓第二定律,剪斷瞬間兩球加速度大小的比值=,選項(xiàng)C,D錯(cuò)誤.9.(2018浙江杭州模擬)(多選)如圖(甲)所示,在x軸上有一個(gè)點(diǎn)電荷Q(圖中未畫出),O,A,B為軸上三點(diǎn),放在A,B兩點(diǎn)的試探電荷受到的電場力跟試探電荷所帶電荷量的關(guān)系如圖(乙)所示,則(AC)A.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為2103 N/CB.B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為2103

7、 N/CC.點(diǎn)電荷Q在A,B之間D.點(diǎn)電荷Q在A,O之間解析:對(duì)于電場中任意一點(diǎn)而言,放在該處的試探電荷的電荷量q不同,其受到的電場力F的大小也不同,但比值是相同的,即該處的電場強(qiáng)度.所以F-q圖像是一條過原點(diǎn)的直線,斜率越大則電場強(qiáng)度越大.由題圖可知A點(diǎn)的電場強(qiáng)度EA=2103 N/C,B點(diǎn)的電場強(qiáng)度EB=0.5103 N/C,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;A,B兩點(diǎn)放正、負(fù)不同的電荷,受力方向總為正,說明A,B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相反,點(diǎn)電荷Q只能在A,B之間,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.10.導(dǎo)學(xué)號(hào) (2018河南鄭州模擬)(多選)如圖所示,光滑絕緣水平面上有三個(gè)帶電小球A,B,C(可視為點(diǎn)電荷),三球沿一

8、條直線擺放,僅在它們之間的靜電力作用下靜止,則以下判斷正確的是(AD)A.A對(duì)B的靜電力一定是引力B.A對(duì)B的靜電力可能是斥力C.A的電荷量可能比B少D.A的電荷量一定比B多解析:根據(jù)電場力方向來確定各自電性,從而得出“兩同夾一異”,因此A對(duì)B的靜電力一定是引力,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)庫侖定律來確定電場力的大小,并由平衡條件來確定各自電荷量的大小,因此在大小上一定為“兩大夾一小”,因此A的電荷量一定比B多.選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.11.導(dǎo)學(xué)號(hào) 如圖所示,ABCD為豎直放在電場強(qiáng)度為E=104 V/m的水平勻強(qiáng)電場中的絕緣光滑軌道,其中軌道的BCD部分是半徑為R的半圓環(huán),軌道的水平部分與半圓環(huán)相切

9、,A為水平軌道的一點(diǎn),而且AB=R=0.2 m.把一質(zhì)量m=100 g、帶電荷量q=+10-4 C的小球放在水平軌道的A點(diǎn),由靜止開始被釋放后,在軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng).求:(g= 10 m/s2)(1)它到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度是多大?(2)它到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大?解析:(1)設(shè)小球在C點(diǎn)的速度大小是vC,對(duì)軌道的壓力大小為FN,則對(duì)于小球由AC的過程中,應(yīng)用動(dòng)能定理列出2qER-mgR=m,解得vC=2 m/s.(2)在C點(diǎn)時(shí),小球受到軌道對(duì)它的彈力和電場力,應(yīng)用牛頓第二定律,有N-qE=m,解得N=3 N.由牛頓第三定律知N=N=3 N.答案:(1) 2 m/s(2)3 N12.導(dǎo)學(xué)號(hào) 一小球帶

10、正電,質(zhì)量為m,電荷量為q,由空中A點(diǎn)以初速度v0水平拋出,落地時(shí)速度方向與初速度方向夾角為1=45.若在整個(gè)空間施加豎直向下的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E=,小球仍由A點(diǎn)以相同的初速度水平拋出,求:(1)A點(diǎn)距離地面的高度;(2)加電場后,落地時(shí)速度方向與v0之間的夾角2.解析:(1)無電場時(shí),設(shè)落地速度為v1,有=cos 1,由動(dòng)能定理,有mgh=m-m,可得h=.(2)加電場后,設(shè)落地速度為v2,有=cos 2,由動(dòng)能定理有mgh+Eqh=m-m,可得2=60.答案:(1)(2)6013.導(dǎo)學(xué)號(hào) 如圖所示,長L=1.2 m、質(zhì)量M=3 kg的木板靜止放在傾角為37的光滑斜面上,質(zhì)量m=1 kg

11、、帶電荷量q=+2.510-4 C的物塊放在木板的上端,木板和物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1,所在空間加有一個(gè)方向垂直斜面向下、電場強(qiáng)度E=4.0104 N/C的勻強(qiáng)電場.現(xiàn)對(duì)木板施加一平行于斜面向上的拉力F=10.8 N.取g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8,斜面足夠長.求:(1)物塊經(jīng)多長時(shí)間離開木板;(2)物塊離開木板時(shí)木板獲得的動(dòng)能;(3)物塊在木板上運(yùn)動(dòng)的過程中,由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能.解析:(1)物塊向下做加速運(yùn)動(dòng),設(shè)其加速度為a1,木板的加速度為a2,則由牛頓第二定律對(duì)物塊有mgsin 37-(mgcos 37+qE)=ma1代入數(shù)據(jù),求得a1=4.2 m/s2.對(duì)木板有Mgsin