（新課標(biāo)）2013年高考物理 考前預(yù)測核心考點(diǎn)專項(xiàng)突破 庫侖定律 (2)

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1、新課標(biāo)2013年高考考前預(yù)測核心考點(diǎn)專項(xiàng)突破 庫侖定律 【核心內(nèi)容解讀】真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力與兩個(gè)電荷的電荷量乘積成正比，與它們之間距離的二次方成反比。庫侖定律是靜電場中的重要定律，利用庫侖定律解答選擇題可采用比例法。兩個(gè)完全相同的帶同號電荷的金屬小球接觸后電荷量平分；兩個(gè)完全相同的帶異號電荷的金屬小球接觸后，先中和后平分。 預(yù)測題1. 使兩個(gè)完全相同的金屬小球（均可視為點(diǎn)電荷）分別帶上-3Q和+5Q的電荷后，將它們固定在相距為a的兩點(diǎn)，它們之間庫侖力的大小為F1?，F(xiàn)用絕緣工具使兩小球相互接觸后，再將它們固定在相距為2a的兩點(diǎn)，它們之間庫侖力的大小為F2。則F1與F2之比為（

2、 ） A．2∶1 B．4∶1 C．16∶1 D．60∶1 解析：由庫侖定律得F1=15kQ2/a2，兩小球相互接觸后每個(gè)小球帶電量Q，固定在相距為2a的兩點(diǎn)時(shí)，它們之間庫侖力的大小為F2= kQ2/(2a)2，F(xiàn)1∶F2=60∶1。選項(xiàng)D正確。 答案：D 【名師點(diǎn)評】此題以異號點(diǎn)電荷接觸后再放回原處為情景，意在考查電荷守恒定律和庫侖定律。 預(yù)測題2.半徑相同的兩個(gè)金屬小球A、B帶有等量的電荷，相隔較遠(yuǎn)的距離，兩球之間的吸引力大小為F，今用第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B兩球接觸后移開，這時(shí)A、B兩球之間作用力的大小是

3、 （A）F/4 （B）3F/4 （C）F/8 （D） 3F/8 解析：設(shè)金屬小球A、B帶有等量的電荷Q，第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先與A接觸，電量平分，各帶Q/2；后與B球接觸，先中和后電量平分，各帶Q/4；移開，由庫侖定律，F(xiàn)’=k= F/8，選項(xiàng)C正確。 答案：C 【名師點(diǎn)評】此題以三個(gè)小球相互接觸切入，意在考查電荷守恒定律和庫侖定律。 預(yù)測題3．如圖所示，將兩個(gè)擺長均為l的單擺懸于O點(diǎn)，擺球質(zhì)量均為m，帶電量均為q（q>0）。將另一個(gè)帶電量也為q（q>0）的小球從O點(diǎn)正下方較遠(yuǎn)處緩慢移向O點(diǎn)，當(dāng)三個(gè)帶電小球分別

4、處在等邊三角形abc的三個(gè)頂點(diǎn)上時(shí)，擺線的夾角恰好為120°，則此時(shí)擺線上的拉力大小等于（ ） A． B． C． D． 解析：對a球受力分析，設(shè)擺線上的拉力為F，由平衡條件， 在豎直方向，F(xiàn)cos60°+k cos30°=mg， 在水平方向，F(xiàn)cos30°=k(1+cos60°)，聯(lián)立解得F=mg。 答案：B 【名師點(diǎn)評】此題考查帶電小球的平衡問題。 核心考點(diǎn)二、電場線 預(yù)測題1.在光滑絕緣的水平桌面上，存在著方向水平向右的勻強(qiáng)電場，電場線如圖中實(shí)線所示。一帶正電、初速度不為零的小球從桌面上的A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，到C點(diǎn)時(shí)，突然受到一個(gè)外加的水平恒力F作用而繼續(xù)

5、運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，v表示小球在C點(diǎn)的速度。則下列判斷中正確的是 ( ) A. 小球在A點(diǎn)的電勢能比在B點(diǎn)的電勢能小 B. 恒力F的方向可能水平向左 C. 恒力F的方向可能與v方向相反 D. 在 A、B兩點(diǎn)小球的速率不可能相等 解析：小球由A到B運(yùn)動(dòng)，電場力做功，電勢能減小，小球在A點(diǎn)的電勢能比在B點(diǎn)的電勢能大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由運(yùn)動(dòng)軌跡可知，恒力 F的方向可能水平向左，選項(xiàng)B正確C錯(cuò)誤；若小球由A到B運(yùn)動(dòng)過程中，電場力做功與恒力做功相等，則在 A、B兩點(diǎn)小球的速率相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案： B 【名師點(diǎn)評】分析解答時(shí)要注意應(yīng)用帶電粒子所受合外力方向指向軌跡彎曲的

6、方向。 預(yù)測題2．一對等量正點(diǎn)電荷電場的電場線（實(shí)線）和等勢線（虛線）如圖所示，圖中A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度分別是EA、EB，電勢分別是φA、φB，負(fù)電荷q在A、B時(shí)的電勢能分別是EPA、EPB，下列判斷正確的是（ ） A．EA>EB，φA>φB ，EP A< EPB B．EA>EB，φA<φB ，EPA< EPB C．EA< EB，φA>φB ，EPA> EPB D．EA EPB 解析：根據(jù)電場線疏密表示電場強(qiáng)度的大小，可知EA>EB，根據(jù)順著電場線方向電勢逐漸降低，可知φA>φB ，負(fù)電荷q所在處電勢越高電勢能越小，EP A<

7、 EPB 。所以選項(xiàng)A正確。 答案：A 【名師點(diǎn)評】電場線與等勢面垂直。在兩個(gè)等量同號點(diǎn)電荷連線上中點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，在連線的中垂線上，關(guān)于連線中點(diǎn)對稱有兩點(diǎn)電場強(qiáng)度最大，且方向相反。 預(yù)測題3.圖為一頭大一頭小的導(dǎo)體周圍等勢面和電場線（帶有箭頭為電場線）示意圖，已知兩個(gè)相鄰等勢面間的電勢之差相等，則（ ） A．a(chǎn)點(diǎn)和d點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定相同 B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢一定低于b點(diǎn)的電勢 C．將負(fù)電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場力做正功 D．將正電荷從c點(diǎn)沿虛線移到e點(diǎn)，電勢能先減小后增大 解析：由圖可知，a點(diǎn)和d點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向不同，選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)順著電場線方向電勢逐漸降低，a點(diǎn)的電勢一定

8、低于b點(diǎn)的電勢，選項(xiàng)B正確；由于c、d兩點(diǎn)處于同一等勢面，將負(fù)電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場力不做功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將正電荷從c點(diǎn)沿虛線移到e點(diǎn)，電勢能先增大后減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案：B 【名師點(diǎn)評】帶電導(dǎo)體為一等勢體，電場線方向與導(dǎo)體表面垂直。 核心考點(diǎn)三、等勢面 預(yù)測題1．如圖所示，虛線a、b、c代表電場中三個(gè)等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab = Ubc，實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知 （ ） A．三個(gè)等勢面中，a的電勢最高 B．帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢能比在Q點(diǎn)具有的電勢能大 C．

9、帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比通過Q點(diǎn)時(shí)大 D．帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的加速度比通過Q點(diǎn)時(shí)大 解析：根據(jù)帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，可知質(zhì)點(diǎn)所受電場力方向由a等勢面指向c等勢面，電場線垂直等勢面由a指向c，三個(gè)等勢面中，a的電勢最高，選項(xiàng)A正確；帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢能比在Q點(diǎn)具有的電勢能大，選項(xiàng)B正確；由質(zhì)點(diǎn)電勢能和動(dòng)能之和保持不變可得帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比通過Q點(diǎn)時(shí)小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)圖中P點(diǎn)處的等電勢差的等勢面比Q點(diǎn)處密，P點(diǎn)處電場強(qiáng)度比Q點(diǎn)處大，帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)所受電場力比通過Q點(diǎn)時(shí)大，帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的加速度比通過Q點(diǎn)時(shí)大，選項(xiàng)D正確。 答案：BAD

10、 【名師點(diǎn)評】等電勢差的等勢面密處電場強(qiáng)度大，疏處電場強(qiáng)度?。坏染嗟葎菝骐妱莶畲筇庪妶鰪?qiáng)度大，電勢差小處電場強(qiáng)度小。 預(yù)測題2．如圖所示，實(shí)線為電視機(jī)顯像管主聚焦電場中的等勢面。a、b、c、d為圓上的四個(gè)點(diǎn)，則下列說法中正確的是 A．a(chǎn)、b、c、d 四點(diǎn)電勢不等，但電場強(qiáng)度相同 B．一電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場力做的功為0.6eV C．若一電子從左側(cè)沿中心軸線穿越電場區(qū)域，將做加速度先增加后減小的加速直線運(yùn)動(dòng) D．一束電子從左側(cè)平行于中心軸線進(jìn)入電場區(qū)域，將會(huì)從右側(cè)平行于中心軸線穿出 解析：a、b、c、d 四點(diǎn)電勢不等，但電場強(qiáng)度大小相等，方向不相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；一電子從b點(diǎn)運(yùn)

11、動(dòng)到c點(diǎn)，電場力做的功為e(0.80-0.20)V=0.6eV，選項(xiàng)B正確；若一電子從左側(cè)沿中心軸線穿越電場區(qū)域，將做加速度先增加后減小的加速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；一束電子從左側(cè)平行于中心軸線進(jìn)入電場區(qū)域，從右側(cè)穿出時(shí)將散開，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案：BC 【名師點(diǎn)評】此題以電視機(jī)顯像管主聚焦電場中的等勢面切入，意在考查對等勢面的理解和帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)。 核心考點(diǎn)四、場強(qiáng)圖象與電勢圖象 預(yù)測題1.空間存在一沿x軸方向的靜電場，電場強(qiáng)度E隨x變化的關(guān)系如圖所示，圖線關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)對稱，A、B是x軸上關(guān)于原點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)。電子在該電場中僅受電場力作用，則（ ） A．電子在A

12、、B兩點(diǎn)的電勢能相等 E B x A O B．電子在A、B兩點(diǎn)的加速度方向相反 C．電子從A點(diǎn)由靜止釋放后的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是曲線 D．取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則O點(diǎn)處電勢亦為零 【解析】由于A、B是x軸上關(guān)于原點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)，A點(diǎn)電場強(qiáng)度為負(fù)值，B點(diǎn)電場強(qiáng)度為正值，由U=Ed可知電場強(qiáng)度E隨x變化的圖象與x軸所夾的面積表示電勢差。所以A、B兩點(diǎn)等電勢，電子在A、B兩點(diǎn)的電勢能相等，選項(xiàng)A正確；A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，方向相反，電子在A、B兩點(diǎn)所受電場力大小相等，方向相反，由牛頓第二定律可知，電子在A、B兩點(diǎn)的加速度方向相反，選項(xiàng)B正確；的加速度方向相反。電子從A點(diǎn)由靜止釋放后，

13、在AB之間在靜電力的作用下將做簡諧運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為直線，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則O點(diǎn)處電勢一定大于零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 【答案】AB 【名師點(diǎn)評】此題給出的電場強(qiáng)度E隨x變化的關(guān)系圖，實(shí)質(zhì)是沿x軸關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O對稱放置的兩個(gè)等量負(fù)電荷的沿x軸方向的靜電場場強(qiáng)E隨x變化的關(guān)系圖。 預(yù)測題2．兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、M兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢φ隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中A、N兩點(diǎn)的電勢為零，ND段中C點(diǎn)電勢最高，則 A．C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為零 B．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為零 C．NC間場強(qiáng)方向指向x軸正方向 D．將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場力先

14、做正功后做負(fù)功 解析：根據(jù)沿電場線方向，電場強(qiáng)度等于電勢變化與位移變化的比值，即E=△φ/△x，C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為零，A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小不為零，選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤；根據(jù)電勢從N到C電勢升高，NC間場強(qiáng)方向指向x軸負(fù)方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場力先做正功后做負(fù)功，選項(xiàng)D正確。 答案：AD 【名師點(diǎn)評】此題給出的沿x軸方向電勢φ隨x變化的關(guān)系圖象，描述的是處于坐標(biāo)原點(diǎn)的正電荷q1和處于M點(diǎn)的負(fù)電荷q2的電場電勢圖象。根據(jù)C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為零，q1>q2.。 核心考點(diǎn)五、空間電場問題 預(yù)測題1.在空間直角坐標(biāo)系O-xyz中，有一四面體C-AOB，C、A、O、B為

15、四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，且O(0,0,0)、A(L,0,0)、B(0,L,0)、 C(0,0,L)，D(2L,0,0)是x軸上一點(diǎn)，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處固定著+Q的點(diǎn)電荷，下列說法正確的是 A.A、B、C三點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同 B.電勢差UOA =UAD C.將一電子由C點(diǎn)分別移動(dòng)到A、B兩點(diǎn)，電場力做功相同 D.電子在A點(diǎn)的電勢能大于在D點(diǎn)的電勢能 【解析】由于A、B、C三點(diǎn)到+Q的點(diǎn)電荷距離相同，所以A、B、C三點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相同，方向不同，選項(xiàng)A錯(cuò)。根據(jù)點(diǎn)電荷電場的特征，電勢差UOA >UAD ,選項(xiàng)B錯(cuò)。A、B、C三點(diǎn)處于同一等勢面上，將一電子由C點(diǎn)分別移動(dòng)到A、B兩點(diǎn)，電場力做功相同

16、，選項(xiàng)C正確；由于A點(diǎn)電勢高于D點(diǎn)，電子在A點(diǎn)的電勢能小于在D點(diǎn)的電勢能,選項(xiàng)D錯(cuò)。 【答案】C 【名師點(diǎn)評】此題考查電場強(qiáng)度、電勢差、電勢能、電場力做功等知識點(diǎn)的掌握及學(xué)生空間想象能力。 預(yù)測題2.如圖所示的勻強(qiáng)電場E的區(qū)域內(nèi)，由A、B、C、D、A＇、B＇、C＇、D＇作為頂點(diǎn)構(gòu)成一正方體空間，電場方向與面ABCD垂直。下列說法正確的是 A．AD兩點(diǎn)間電勢差UAD與AA＇兩點(diǎn)間電勢差UAA＇相等 B．帶正電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D＇移到D＇點(diǎn)，電場力做正功 C．帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D＇移到D＇點(diǎn)，電勢能減小 D．帶電粒子沿對角線AC＇與沿路徑A→B→C＇，從A點(diǎn)到C＇點(diǎn)電場力做功相同