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1、(新課標(biāo))2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題六 靜電場(chǎng) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練29
1.(2017·廣東深圳模擬)關(guān)于電場(chǎng)力和電場(chǎng)強(qiáng)度,以下說(shuō)法中正確的是( )
A.一點(diǎn)電荷分別處于電場(chǎng)中的A、B兩點(diǎn),點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力大,則該處場(chǎng)強(qiáng)小
B.在電場(chǎng)中某點(diǎn)如果沒(méi)有試探電荷,則電場(chǎng)力為零,電場(chǎng)強(qiáng)度也為零
C.電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零,則試探電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力也為零
D.一試探電荷在一個(gè)以點(diǎn)電荷為球心、半徑為r的球面上各點(diǎn)所受電場(chǎng)力相同
[解析] 一點(diǎn)電荷分別處于電場(chǎng)中的A、B兩點(diǎn),根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的定義式E=得知,電荷受到的電場(chǎng)力大,則場(chǎng)強(qiáng)大,故A錯(cuò)誤;在電場(chǎng)中某點(diǎn)沒(méi)有試探電荷時(shí),電場(chǎng)力為零,但電場(chǎng)強(qiáng)度不
2、一定為零,電場(chǎng)強(qiáng)度與試探電荷無(wú)關(guān),由電場(chǎng)本身決定,故B錯(cuò)誤;電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)E為零,由電場(chǎng)力公式F=qE可知,試探電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力也一定為零,故C正確;一試探電荷在一個(gè)以點(diǎn)電荷為球心、半徑為r的球面上各點(diǎn)所受電場(chǎng)力大小相等,但方向不同,所以電場(chǎng)力不同,故D錯(cuò)誤.
[答案] C
2.(多選)下列說(shuō)法正確的是( )
A.表達(dá)式E=中的q就是產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電荷量
B.在真空中,表達(dá)式E=中的Q就是產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電荷量
C.在真空中,表達(dá)式E=中的Q是試探電荷的電荷量
D.表達(dá)式E=中的q是試探電荷的電荷量
[解析] 電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=適用于任何電場(chǎng),對(duì)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)仍
3、適用,式中q指的是試探電荷的電荷量,故A錯(cuò)誤,D正確;在真空中,電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式為E=,式中Q就是產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電荷量即場(chǎng)源電荷的電荷量,該公式適用于點(diǎn)電荷電場(chǎng),故B正確,C錯(cuò)誤.
[答案] BD
3.在電場(chǎng)中的某點(diǎn)放入電荷量為-q的試探電荷時(shí),測(cè)得該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E;若在該點(diǎn)放入電荷量為+2q的試探電荷,此時(shí)測(cè)得該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)( )
A.大小為2E,方向和原來(lái)的相反
B.大小為E,方向和原來(lái)的相反
C.大小為2E,方向和原來(lái)的相同
D.大小為E,方向和原來(lái)的相同
[解析] 根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的定義式E=得該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E,再根據(jù)電場(chǎng)中的場(chǎng)強(qiáng)取決于電場(chǎng)本身,所以在該點(diǎn)放入電荷量為+2q的試
4、探電荷時(shí),該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不變,故D正確.
[答案] D
4.如圖所示實(shí)線(xiàn)為等量異種點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)線(xiàn),虛線(xiàn)為以一點(diǎn)電荷為中心的圓,M點(diǎn)是兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中點(diǎn),若將一正試探點(diǎn)電荷從虛線(xiàn)上N點(diǎn)移動(dòng)到M點(diǎn),則電荷所受電場(chǎng)力( )
A.大小不變 B.方向不變
C.逐漸減小 D.逐漸增大
[解析] 由電場(chǎng)線(xiàn)的分布情況可知,N點(diǎn)電場(chǎng)線(xiàn)比M點(diǎn)電場(chǎng)線(xiàn)疏,則N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小,由電場(chǎng)力公式F=qE可知正點(diǎn)電荷從虛線(xiàn)上N點(diǎn)移動(dòng)到M點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力逐漸增大,電場(chǎng)力方向與所在點(diǎn)的電場(chǎng)線(xiàn)的切線(xiàn)方向一致,所以一直在變化,故D正確.
[答案] D
5.(2017·上海五校聯(lián)考)如圖所示,在光滑
5、絕緣水平面上B點(diǎn)的正上方O處固定一個(gè)質(zhì)點(diǎn),在水平面上的A點(diǎn)放另一個(gè)質(zhì)點(diǎn),兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量均為m,帶電量均為+Q.C為水平面上的另一點(diǎn)(O、A、B、C位于同一豎直平面內(nèi)),A、O間的距離為L(zhǎng),A、B和B、C間的距離均為,在空間加一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)后A處的質(zhì)點(diǎn)處于靜止,現(xiàn)給A處的質(zhì)點(diǎn)一個(gè)指向C點(diǎn)的初速度,則A處質(zhì)點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)所受的電場(chǎng)力大小為(靜電力常量用k表示)( )
A. B.
C. D.
[解析] 根據(jù)庫(kù)侖定律有F=k,A處的質(zhì)點(diǎn)處于靜止時(shí),根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件有Fsin30°=EQ,由以上兩式得E==,質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)受到的庫(kù)侖力F′=,由平行四邊形定則得合電場(chǎng)力大小F= =
6、,故A正確.
[答案] A
6.如圖甲、乙所示,兩個(gè)電荷量均為q的點(diǎn)電荷分別位于電荷量線(xiàn)密度相同、半徑相同的半圓環(huán)和圓環(huán)的圓心,環(huán)的粗細(xì)可忽略不計(jì).若圖甲中環(huán)對(duì)圓心點(diǎn)電荷的庫(kù)侖力大小為F,則圖乙中環(huán)對(duì)圓心點(diǎn)電荷的庫(kù)侖力大小為( )
A.F B.F C.F D.F
[解析] 由題圖甲中均勻帶電半圓環(huán)對(duì)圓心點(diǎn)電荷的庫(kù)侖力大小為F,可以得出圓環(huán)對(duì)圓心點(diǎn)電荷的庫(kù)侖力大小為F.將題圖乙中的均勻帶電圓環(huán)分成三個(gè)圓環(huán),關(guān)于圓心對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)圓環(huán)對(duì)圓心點(diǎn)電荷的庫(kù)侖力的合力為零,因此題圖乙中的圓環(huán)對(duì)圓心點(diǎn)電荷的庫(kù)侖力大小為F,C正確.
[答案] C
7.如圖為真空中兩點(diǎn)電荷A、B形成的電場(chǎng)中
7、的一簇電場(chǎng)線(xiàn),該電場(chǎng)線(xiàn)關(guān)于虛線(xiàn)對(duì)稱(chēng),O點(diǎn)為A、B點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中點(diǎn),a、b為其連線(xiàn)的中垂線(xiàn)上對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是( )
A.A、B可能帶等量異種電荷
B.A、B可能帶不等量的正電荷
C.a(chǎn)、b兩點(diǎn)處無(wú)電場(chǎng)線(xiàn),故其電場(chǎng)強(qiáng)度可能為零
D.同一試探電荷在a、b兩點(diǎn)處所受電場(chǎng)力大小相等,方向一定相反
[解析] 根據(jù)題圖中的電場(chǎng)線(xiàn)分布可知,A、B帶等量的正電荷,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;a、b兩點(diǎn)處雖然沒(méi)有畫(huà)電場(chǎng)線(xiàn),但由電場(chǎng)疊加可知,其電場(chǎng)強(qiáng)度一定不為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由題圖可知,a、b兩點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反,同一試探電荷在a、b兩點(diǎn)處所受電場(chǎng)力大小相等,方向一定相反,選項(xiàng)D正確.
8、
[答案] D
8.如下圖所示,真空中xOy平面直角坐標(biāo)系上的ABC三點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形,邊長(zhǎng)L=2.0 m.若將電荷量均為q=+2.0×10-6 C的兩點(diǎn)電荷分別固定在A(yíng)、B點(diǎn),已知靜電力常量k=9.0×109 N·m2/C2,求:
(1)兩點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力大小;
(2)C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向.
[解析] (1)根據(jù)庫(kù)侖定律,A、B兩點(diǎn)處的點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力大小為
F=k①
代入數(shù)據(jù)得F=9.0×10-3 N②
(2)A、B兩點(diǎn)處的點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,均為
E1=k③
A、B兩點(diǎn)處的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)在C點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)大小為
E=2E1cos30°④
由③④
9、式并代入數(shù)據(jù)得E≈7.8×103 N/C
場(chǎng)強(qiáng)E的方向沿y軸正方向.
[答案] (1)9.0×10-3 N (2)7.8×103 N/C 方向沿y軸正方向
[素能培養(yǎng)]
9.(多選)如右圖所示,水平地面上固定一個(gè)光滑絕緣斜面,斜面與水平面的夾角為θ.一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線(xiàn)的一端固定在斜面頂端,另一端系有一個(gè)帶電小球A,細(xì)線(xiàn)與斜面平行.小球A的質(zhì)量為m、電量為q.小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B,兩球心的高度相同、間距為d.靜電力常量為k,重力加速度為g,兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷.小球A靜止在斜面上,則( )
A.小球A與B之間庫(kù)侖力的大小為
B.當(dāng)= 時(shí),細(xì)線(xiàn)上的拉力為0
10、
C.當(dāng)= 時(shí),細(xì)線(xiàn)上的拉力為0
D.當(dāng)= 時(shí),斜面對(duì)小球A的支持力為0
[解析] 根據(jù)庫(kù)侖定律可得兩小球之間的庫(kù)侖力大小為F=,選項(xiàng)A正確;對(duì)小球A受力分析,如右圖所示.當(dāng)細(xì)線(xiàn)上的拉力為0時(shí),小球A受到庫(kù)侖力、斜面支持力、重力,由平衡條件得=mgtanθ,解得= ,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確;由受力分析可知,要使小球A靜止在斜面上,斜面對(duì)小球的支持力不可能為0,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
[答案] AC
10.(2017·南京一模)如圖所示,兩根等長(zhǎng)帶電棒放置在第一、二象限,其端點(diǎn)在兩坐標(biāo)軸上,棒與坐標(biāo)軸圍成等腰直角三角形.兩棒帶電量相等,且電荷均勻分布,此時(shí)O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E.撤去其中一根帶電棒后
11、,O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小變?yōu)? )
A. B.E C.E D.E
[解析] 兩根等長(zhǎng)帶電棒等效成兩個(gè)正點(diǎn)電荷如圖所示,兩正點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小為E=E1,故撤走一根帶電棒后,在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為E1==,故選B.
[答案] B
11.(多選)如圖所示,兩個(gè)帶等量正電荷的小球A、B(可視為點(diǎn)電荷)被固定在光滑絕緣水平面上.P、N是小球A、B連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn)上的點(diǎn),且PO=ON.現(xiàn)將一個(gè)電荷量很小的帶負(fù)電的小球C(可視為質(zhì)點(diǎn))從P點(diǎn)由靜止釋放,在小球C向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,關(guān)于小球C的速度圖象中,可能正確的是( )
[解析] 在A(yíng)B的垂直平分線(xiàn)上,從無(wú)窮遠(yuǎn)處到O
12、點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度先變大后變小,到O點(diǎn)變?yōu)榱?,小球C受力沿垂直平分線(xiàn),加速度先變大后變小,速度不斷增大,在O點(diǎn)加速度變?yōu)榱?,速度達(dá)到最大,v-t圖線(xiàn)的斜率先變大后變??;由O點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)處,速度變化情況與另一側(cè)速度的變化情況具有對(duì)稱(chēng)性.如果P、N相距足夠遠(yuǎn),則B正確,如果P、N相距很近,則A正確.
[答案] AB
12.如圖所示,空間存在著強(qiáng)度E=2.5×102 N/C,方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)內(nèi)一長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5 m的絕緣細(xì)線(xiàn),一端固定在O點(diǎn),另一端拴著質(zhì)量m=0.5 kg、電荷量q=4×10-2 C的小球.現(xiàn)將細(xì)線(xiàn)拉直到水平位置,使小球由靜止釋放,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線(xiàn)受到的拉力恰好達(dá)到它能
13、承受的最大值而斷裂.取g=10 m/s2.
求:
(1)小球的電性.
(2)細(xì)線(xiàn)能承受的最大拉力.
(3)當(dāng)小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)后與O點(diǎn)水平方向距離為L(zhǎng)時(shí),小球距O點(diǎn)的高度.
[解析] (1)由小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)可知,小球帶正電.
(2)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度為v,對(duì)該過(guò)程由動(dòng)能定理有,(qE-mg)L=mv2①
在最高點(diǎn)對(duì)小球由牛頓第二定律得,
FT+mg-qE=m②
由①②式解得,F(xiàn)T=15 N.
(3)小球在細(xì)線(xiàn)斷裂后,在豎直方向的加速度設(shè)為a,
則a=③
設(shè)小球在水平方向運(yùn)動(dòng)L的過(guò)程中,歷時(shí)t,
則L=vt④
設(shè)豎直方向上的位移為x,
則x=at2⑤
由①③④⑤解得x=0.125 m
所以小球距O點(diǎn)高度為x+L=0.625 m.
[答案] (1)正電 (2)15 N (3)0.625 m