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1、限時規(guī)范特訓(xùn)
(時間:45分鐘 分值:100分)
1.[2020·鹽城模擬]在電場中的某點放一個檢驗電荷,其電荷量為q,受到的電場力為F,則該點的電場強度為E=,下列說法正確的是( )
A.若移去檢驗電荷,則該點的電場強度為0
B.若檢驗電荷的電荷量變?yōu)?q,則該點的場強變?yōu)?E
C.若放置到該點的檢驗電荷變?yōu)椋?q,則場中該點的場強大小不變,但方向相反
D.若放置到該點的檢驗電荷變?yōu)椋?q,則場中該點的場強大小方向均不變
解析:電場中某點的電場強度只取決于電場本身,與檢驗電荷無關(guān),故選D.
答案:D
2. 如圖所示,一個均勻的帶電圓環(huán),帶電荷量為+Q,半徑為R,放在絕緣
2、水平桌面上.圓心為O點,過O點作一豎直線,在此線上取一點A,使A到O點的距離為R,在A點放一檢驗電荷+q,則+q在A點所受的電場力為( )
A. ,方向向上
B. ,方向向上
C. ,方向水平向左
D. 不能確定
解析:本題考查了庫侖定律及電場力的合成.先把帶電圓環(huán)分成若干個小部分,每一部分可視為點電荷,各點電荷對檢驗電荷的庫侖力在水平方向上相互抵消,豎直向上方向上電場力大小為,故選B.
答案:B
3.如圖所示,AB是某個點電荷電場的一根電場線,在電場線上O點由靜止釋放一個負(fù)電荷,它僅在電場力作用下沿電場線向B運動,下列判斷正確的是 ( )
A.電場線由B指向A,
3、負(fù)電荷做加速運動,加速度越來越小
B.電場線由B指向A,負(fù)電荷做加速運動,其加速度大小變化因題設(shè)條件不同不能確定
C.電場線由A指向B,負(fù)電荷做勻加速運動
D.電場線由B指向A,負(fù)電荷做加速運動,加速度越來越大
解析:負(fù)電荷由靜止釋放僅在電場力作用下向B運動,說明電場力方向由A指向B,故場強方向應(yīng)由B指向A,由于形成電場的點電荷情況不詳,電場的分布不能由一根電場線確定,其加速度大小變化不能確定,所以A、C、D錯誤,B項正確.
答案:B
4.真空中相距為3a的兩個點電荷M、N,分別固定于x軸上x1=0和x2=3a的兩點上,在它們連線上各點場強隨x變化關(guān)系如圖所示,以下判斷中正確的是(
4、 )
A.點電荷M、N一定為同種電荷
B.點電荷M、N一定為異種電荷
C.點電荷M、N所帶電荷量的絕對值之比為4∶1
D. x=2a處的電勢一定為零
解析:在兩點電荷連線之間2a處合場強為零,說明兩點電荷一定是同種電荷,A選項對,B選項錯;在2a處合場強為零,即k=k,得QM∶QN=4∶1,C選項對;零電勢點可任意規(guī)定,D選項錯.
答案:AC
5.[2020·沈陽質(zhì)檢]如圖所示,兩個帶等量的正電荷的小球A、B(可視為點電荷),被固定在光滑的絕緣的水平面上.P、N是小球A、B的連線的水平中垂線,且PO=ON.現(xiàn)將一個電荷量很小的帶負(fù)電的小球C(可視為質(zhì)點),由P點靜止釋放,在小球
5、C向N點的運動的過程中,下列關(guān)于小球C的速度圖象中,可能正確的是( )
解析:在AB的垂直平分線上,從無窮遠處到O點電場強度先變大后變小,到O點變?yōu)榱悖?fù)電荷受力沿垂直平分線運動,電荷的加速度先變大后變小,速度不斷增大,在O點加速度變?yōu)榱?,速度達到最大,v-t圖線的斜率先變大后變??;由O點到無窮遠,速度變化情況與另一側(cè)速度的變化情況具有對稱性.如果PN足夠遠,B正確,如果PN很近,A正確.
答案:AB
6.[2020·廣東六校聯(lián)考]把一帶正電小球a放在光滑絕緣斜面上,欲使小球a能靜止在如圖所示的位置,需在MN間放一帶電小球b,則 ( )
6、A.b球帶正電,放在A點
B.b球帶負(fù)電,放在A點
C.b球帶負(fù)電,放在C點
D.b球帶正電,放在C點
解析:小球a能靜止在斜面上,即小球a受到的合力為零,若b球帶正電放在A點,當(dāng)球a所受電場力大小等于球a的重力時,小球a受到的合力為零,可以靜止,A正確;若b球帶負(fù)電放在A點,小球a所受電場力向下,小球a受到的合力不能為零,不能靜止,B錯誤;若b球帶負(fù)電放在C點,小球a受到三個力的作用,合力可以等于零,可以靜止,C正確;若b球帶正電放在C點,由力的合成可知,小球a所受合力不能為零,故不能靜止,D錯誤.
答案:AC
7. [2020·海南物理卷]三個相同的金屬小球1、2、3分別置于絕
7、緣支架上,各球之間的距離遠大于小球的直徑.球1的帶電量為q,球2的帶電量為nq,球3不帶電且離球1和球2很遠,此時球1、2之間作用力的大小為F.現(xiàn)使球3先與球2接觸,再與球1接觸,然后將球3移至遠處,此時1、2之間作用力的大小仍為F,方向不變.由此可知( )
A.n=3 B.n=4
C.n=5 D.n=6
解析:設(shè)1、2兩球間距離為r,由庫侖定律可得,接觸前1、2兩球間的作用力為F=k.由于小球完全相同,當(dāng)小球互相接觸時會平分電荷,即當(dāng)小球3與小球2接觸后各帶電荷,當(dāng)小球3再與小球1接觸時會再次平分所帶電荷,最后小球1帶電荷q,移走小球3后,1、2兩球間的作用力為F′=k,因F
8、′=F,可解得n=6.
答案:D
8.[2020·海南物理卷]關(guān)于靜電場,下列說法正確的是( )
A.電勢等于零的物體一定不帶電
B.電場強度為零的點,電勢一定為零
C.同一電場線上的各點,電勢一定相等
D.負(fù)電荷沿電場線方向移動時,電勢能一定增加
解析:負(fù)電荷受電場力方向與電場方向相反,當(dāng)負(fù)電荷沿電場線方向移動時,電場力對電荷做負(fù)功,電勢能一定增加,故D選項正確;電場中某點電勢是否為零與電場強度的大小及物體是否帶電無關(guān),與選取的零電勢 點有關(guān),故AB選項錯誤;沿電場線的方向電勢降低,所以同一電場線上的各點,電勢不會相等,選項C錯誤.
答案:D
9.[2020·廣東物理卷]
9、下圖為靜電除塵器除塵機理的示意圖.塵埃在電場中通過某種機制帶電,在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達到除塵目的,下列表述正確的是( )
A.到達集塵極的塵埃帶正電荷
B.電場方向由集塵極指向放電極
C.帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同
D.同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大
解析:集塵極接直流高壓電源正極,帶正電荷,放電極接電源負(fù)極,帶負(fù)電荷,故電場方向由集塵極指向放電極,B選項正確;塵埃在電場力作用下向集塵極運動,受力方向與電場方向相反,故塵埃帶負(fù)電荷,A、C選項錯誤;由F=qE可知,當(dāng)電場強度E不變時,F(xiàn)與q成正比,故D選項正確.
答案: BD
10.
10、ab是長為L的均勻帶電細(xì)桿,P1和P2是位于ab所在直線上兩點,位置如圖所示.a(chǎn)b上電荷產(chǎn)生的靜電場在P1處的場強大小為E1,在P2處產(chǎn)生的場強大小為E2 ,則以下說法正確的是( )
A.兩處的電場方向相同,E1﹥E2
B.兩處的電場方向相反,E1﹥E2
C.兩處的電場方向相同,E1﹤E2
D.兩處的電場方向相反,E1﹤E2
解析:P2點的電場是ab上所有電荷產(chǎn)生電場的疊加,P1點在桿上距a端L/4處,由場強的矢量性可知,P1點左方產(chǎn)生的場強方向與P1點右方產(chǎn)生的場強方向相反,其場強是相當(dāng)于P1點右方L/4至b點的所有電荷產(chǎn)生場強的疊加,顯然兩處的電場方向相反,E1﹤E2.
11、答案: D
11.用一根長為l的絲線吊著一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球,小球靜止在水平向右的勻強電場中,如圖所示,絲線與豎直方向成37°角.現(xiàn)突然將該電場方向變?yōu)橄蛳碌笮〔蛔?,不考慮因電場的改變而帶來的其他影響(重力加速度為g),求:
(1)勻強電場的電場強度的大小;
(2)小球經(jīng)過最低點時絲線的拉力.
解析:(1)小球靜止在電場中受力如圖所示,顯然小球帶正電,由平衡條件得:
mgtan37°=qE ①
故E=.②
(2)當(dāng)電場方向變成向下后,小球開始擺動做圓周運動,重力、電場力對小球做正功.由動能定理得:
mv2=(mg+qE)l(1-cos37°)
12、③
由圓周運動知識,在最低點時,
F向=FT-(mg+qE)=m④
由③④解得FT=mg.
12.如圖所示,絕緣水平面上靜止著兩個質(zhì)量均為m、電荷量均為+Q的物體A和B(A、B均可視為質(zhì)點),它們間的距離為r,與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ.求:
(1)A受的摩擦力為多大?
(2)如果將A的電荷量增至+4Q,兩物體開始運動,當(dāng)它們的加速度第一次為零時,A、B各運動了多遠距離?
解析:(1)由平衡條件知:對A有:Ff=F=k.
(2)當(dāng)a=0時,設(shè)A、B間距離為r′,k-μmg=0,
所以r′=2Q.
由題意可知: A、B運動的距離均為x=,
故x=Q-.
答案:(1)
13、k (2)均為Q-
13.[2020·鄭州月考]如圖所示,質(zhì)量為m的小球A穿在絕緣細(xì)桿上,桿的傾角為α,小球A帶正電,電荷量為q.在桿上B點處固定一個電荷量為Q的正電荷.將A由距B豎直高度為H處無初速釋放,小球A下滑過程中電荷量不變.不計A與細(xì)桿間的摩擦,整個裝置處在真空中.已知靜電力常量k和重力加速度g.求:
(1)A球剛釋放時的加速度是多大?
(2)當(dāng)A球的動能最大時,A球與B點的距離.
解析:由牛頓第二定律可知mgsinα-F=ma,根據(jù)庫侖定律F=k,r=H/sinα,得a=gsinα-.當(dāng)A球受到合力為零、加速度為零時,動能最大.設(shè)此時A球與B點間的距離為d,則mgsinα=,解得d=.