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2018-2019學年高二物理 寒假訓練01 電荷間的相互作用 電場力的性質(zhì)

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1、 寒假訓練01 電荷間的相互作用 電場力的性質(zhì) 1.【2018年云南省云天化中學高二上學期期中】如圖所示,把一個帶正電荷Q的小球A固定在絕緣支座上,另一個質(zhì)量為m,帶電量也為Q的帶正電的小球B,用絕緣細線懸于O點,B球處于靜止狀態(tài),細線與豎直方向的夾角θ=30°,A、B均視為點電荷,已知A和B位于距地面高為h的水平線上,且OA=OB。求: (1)小球B所受到的庫侖力的大小及A、B兩小球間的距離; (2)A、B兩小球在O點產(chǎn)生的合場強的大小及方向。 一、選擇題 1.【2018年茂名一中高二上學期期中】(多選)下列說法中正確的是(  ) A.庫侖總結(jié)出

2、庫侖定律,并測得靜電力常量k B.法拉第提出用電場線的方法來表示電場 C.如果空間中存在兩個以上的點電荷,那么這個空間中有許多電場線相交 D.在電場中,等勢面越密的地方,電場強度越小 2.【2018年汕頭市金山中學高二上學期期中】(多選)在真空中有兩個點電荷,要使它們間的庫侖力增大到原來的4倍,下面方法中可行的是(  ) A.保持距離不變,兩個點電荷的電量都加倍 B.只增大距離到原來的兩倍 C.只減小距離到原來的一半 D.電量和距離都增大到原來的兩倍 3.【2018年福建省師大附中高二上學期期中】如圖所示,左邊是一個原先不帶電的導體,右邊C是后來靠近的帶正電的導體球。若用絕緣

3、工具沿圖示某條虛線將導體切開,分導體為A、B兩部分,這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為QA、QB,則下列結(jié)論正確的有(  ) A.沿虛線d切開,A帶負電,B帶正電,且QA >QB B.只有沿虛線b切開,才有A帶正電,B帶負電,且QA=QB C.沿虛線a切開,A帶正電,B帶負電,且QA<QB D.沿任意一條虛線切開,都有A帶正電,B帶負電,而QA、QB的值與所切的位置有關(guān) 4.【2018年沛鴻民族中學高二段考】兩個帶同種電荷的小球,放在光滑絕緣的水平板上,相隔一定的距離,若同時釋放兩球,則它們的加速度將(  ) A.保持不變 B.先增大后減小 C.增大

4、 D.減小 5.【2018年瀏陽市六校聯(lián)考高二上學期期中】電場中A點的電場強度為E,方向水平向右。若在A點放一試探電荷+q,它所受到的電場力大小為F,若在A點放置一個電荷量為-2q的試探電荷,則下列說法中正確的是(  ) A.A點的場強方向變?yōu)樗较蜃驜.A點的場強變?yōu)?E C.-2q受到的電場力方向水平向左D.-2q受到的電場力大小也為F 6.【2018年杭州八中高三月考】如圖所示,兩個帶電量分別為Q1與Q2的小球固定于相距為d的水平面上,另有一個質(zhì)量為m,帶電量為q的帶電粒子A懸浮于空中不動,此時A離Q1的距離為,離Q2的距離為。已知重力加速度為g,靜電力常量為k。則(

5、  ) A.Q1與Q2可能為異種電荷 B.Q1=3Q2 C.Q1=9Q2 D. 7.【2018年三明市三地三校高二上學期期中】如圖所示是某靜電場的一部分電場線分布情況,下列說法中正確的是(  ) A.這個電場可能是負點電荷的電場 B.點電荷q在A點處受到的電場力比在B點處受到的電場力大 C.負電荷在B點處受到的電場力的方向沿B點切線方向 D.點電荷q在A點處的瞬時加速度比在B點處的瞬時加速度小(不計重力) 8.【2018年襄陽市第四中學高三上期11月份聯(lián)考】如圖所示,一個絕緣圓環(huán),當它的均勻帶電且電荷量為+q時,圓心O處的電場強度大小為E,現(xiàn)使半圓ABC均勻帶電+2

6、q,而另一半圓ADC均勻帶電-2q,則圓心O處電場強度的大小和方向為(  ) A.,方向由O指向D B.4E,方向由O指向D C.2E,方向由O指向B D.0 9.【2018年濟南市歷城第二中學高三11月調(diào)研】如圖所示是在一個電場中的a、b、c、d四個點分別引入試探電荷時,電荷所受的靜電力F跟引入的電荷電荷量之間的函數(shù)關(guān)系,下列說法正確的是(  ) A.該電場是勻強電場 B.a(chǎn)、b、c、d四點的場強大小關(guān)系是Ed>Eb>Ea>Ec C.這四點的場強大小關(guān)系是Eb>Ea>Ec>Ed D.無法比較場強的大小 二、非選擇題 10.【2018年永春第二中學高二期中】真空中有兩個相

7、距0.18 m的點電荷Q1、Q2,Q1的電荷量為+1.8×10-12 C。兩個點電荷間的靜電力F=1.0×10-12 N,則Q2的電荷量為_____________C,Q2所處的位置的電場強度E=_________N/C。 11.【2018年上饒市第二中學高二上學期第一次月考】將一電荷量為+Q的小球放在不帶電的金屬球附近,所形成的電場線分布如圖所示,金屬球表面的電勢處處相等。a、b為電場中的兩點,則: (1)a點的電場強度比b點的______(填“大”或“小”); (2)a點的電勢比b點的______(填“高”或“低”); (3)檢驗電荷-q在a點的電勢能比在b點的______(填“大

8、”或“小”); (4)將檢驗電荷-q從a點移到b點的過程中,電場力做______功(填“正”“負”或“不做”)。 12.【2018年南昌市八一中學、洪都中學高二上學期10月聯(lián)考】如圖所示,真空中光滑絕緣的水平面上的兩個等量異號的點電荷A、B,電荷量為+4Q和-Q,它們之間的距離為r,為使兩電荷保持靜止,現(xiàn)加入第三個點電荷C使三個點電荷都處于平衡狀態(tài)(靜電力常量為k),求: (1)第三個點電荷C應(yīng)放在什么位置; (2)第三個點電荷C的電性及電荷量。 寒假訓練01 電荷間的相互作用 電場力的性質(zhì) 1.【解析】(1)對B進行受力分析如圖,則: F=mgtanθ=33mg 由庫

9、侖定律:F=kQ2r2 所以:r=Q3kmg; (2) 帶電小球在O點產(chǎn)生的場強相等,都是: EA=EB=kQr2=3mg3Q 合場強的方向在二者的角平分線上,大小為:EO=2Ecos30°=mgQ,方向沿AB的中垂線向上。 一、選擇題 1.【答案】AB 【解析】法國物理學家?guī)靵隼门こ訉嶒灠l(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律——庫侖定律,并測出了靜電力常量k的值,故A正確;物理學家法拉第最早引入了電場概念,并提出用電場線表示電場,故B正確;電場線的切線方向即為場強的方向,電場中任意兩條電場線都不相交,故C錯誤;在電場中,等差等勢面越密的地方,電場強度越大,故D錯誤。 2.【答案】

10、AC 3.【答案】D 【解析】靜電感應(yīng)使得A帶正電,B帶負電。導體原來不帶電,只是在帶正電的導體球C靜電感應(yīng)的作用下,導體中的自由電子向B部分轉(zhuǎn)移,使B部分帶了多余的電子而帶負電,A部分少了電子而帶正電。根據(jù)電荷守恒定律,A部分移走的電子數(shù)目和B部分多余的電子數(shù)目是相同的,因此無論從哪一條虛線切開,兩部分的電荷量總是相等的,電子在導體上的分布不均勻,越靠近右端負電荷密度越大,越靠近左端正電荷密度越大,所以從不同位置切開時左、右兩部分所帶電荷量的值QA、QB是不同的,故只有D正確。 4.【答案】D 【解析】兩同種電荷間的庫侖力為排斥力,兩電荷在排斥力的作用下相互遠離,由公式F=kq1q2

11、r2可知,兩電荷間的作用力減小,由牛頓第二定律a=Fm可知,加速度減小。 5.【答案】C 【解析】電場強度是反映電場本身的性質(zhì),與試探電荷的正負和大小無關(guān),故在A點放一個負試探電荷,A點的場強方向仍水平向右,大小仍為E,故A、B錯誤;正電荷的受力方向和負電荷的受力方向相反,故負電荷-2q所受的電場力方向變?yōu)樗较蜃螅蔆正確;A點的場強一定,由F=qE知在A點放置一個電荷量為-2q的試探電荷,則它所受的電場力變?yōu)?F,故D錯誤;故選C。 6.【答案】D 【解析】帶電粒子A受重力,Q1對其庫侖力,Q2對其庫侖力作用,懸浮于空中不動,所以Q1與Q2一定為同種電荷,故A錯誤;Q1對其庫侖力為

12、F1=kQ1q(32d)2=4kQ1q3d2,Q2對其庫侖力為F2=kQ2q(12d)2=4kQ2qd2,根據(jù)平衡條件可得F1=mgcos600,F(xiàn)2=mgsin600,聯(lián)立解得:Q1=3Q2=3mgd28kq,故B、C錯誤,D正確。 7.【答案】B 【解析】負點電荷的電場線是從四周無限遠處不同方向指向負點電荷的直線,故A錯;電場線越密的地方場強越大,由題圖知EA>EB,又因F=qE,得FA>FB,故B正確;由a=知,a∝F,而F∝E,EA>EB,所以aA>aB,故D錯;負電荷在B點受到的電場力的方向與B點電場強度的方向相反,故C錯誤。 8.【答案】A 【解析】當圓環(huán)的14均勻帶電,電

13、荷量為+q時,圓心O處的電場強度大小為E,如圖所示。由矢量合成可得,當半圓ABC的帶電+2q,在圓心處的電場強度大小為2E,方向由B到D;當另一半圓ADC均勻帶電-2q,同理,在圓心處的電場強度大小為2E,方向由O到D;根據(jù)矢量的合成法則,則有圓心O處的電強度的大小為22E,方向由O到D。 9.【答案】B 【解析】對圖象問題要著重理解它的物理意義,對于電場中給定的位置,放入的試探電荷的電荷量不同,它受到的靜電力不同,但是靜電力F與試探電荷的電荷量q的比值即場強E是不變的,因為F=qE,所以F跟q的關(guān)系圖線是一條過原點的直線,該直線斜率的大小即表示場強的大小,由此可得:Ed>Eb>Ea>Ec

14、。 二、非選擇題 10.【答案】2.0×10-12 0.5 【解析】兩個點電荷間的靜電力F=kQ1Q2r2,則Q2=Fr2kQ1=1.0×10-12×0.1829×109×1.8×10-12C=2.0×10-12C,Q2所處的位置的電場強度E=kQ1r2=9×109×1.8×10-120.182N/C=0.5N/C。 11.【答案】大高小負 【解析】(1)電場線的疏密表示場強的大小,由圖象知a點的電場強度比b點大;(2)a點所在的電場線從Q出發(fā)到不帶電的金屬球終止,所以a點的電勢高于金屬球的電勢,而b點所在處的電場線從金屬球發(fā)出到無窮遠,所以金屬球的電勢高于b點的電勢,即a點的電勢比b點的;(3)電勢越高的地方,負電荷具有的電勢能越小,即負電荷在a點的電勢能較b點?。唬?)由(3)可知,-q在a點的電勢能較b點小,則把-q電荷從電勢能小的a點移動到電勢能大的b點,電勢能增大,電場力做負功。 12.【解析】(1)由于A是正電荷,B是負電荷,而且A的電量大,C必定要帶正電,并且在A、B電荷的連線的延長線上,B點的右側(cè)。 (2)設(shè)距離B電荷為x,k4QQC(r+x)2=kQQCx2 再以B電荷為研究對象k4QQr2=kQQCx2 解得:QC=4Q x=r。 6

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