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1、單元小結練 庫侖定律及電場力的性質
(限時:45分鐘)
1.(2010·浙江理綜·15)請用學過的電學知識判斷下列說法正確的是( )
A.電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全
B.制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好
C.小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死
D.打雷時,呆在汽車里比呆在木屋里要危險
答案 B
解析 由靜電屏蔽的知識可知,A、D選項均錯;金屬可以消除多余的靜電,B項正確;單根高壓輸電線上相距較近的兩點之間電阻很小,因而電壓較小,小鳥不會被電死,C選項錯誤.
2.(2010·大綱全國Ⅱ·17)在雷雨云下沿豎直方向的電場強度約為104 V/m.已知一半徑為1 mm的雨滴在此電場中
2、不會下落,取重力加速度大小為10 m/s2,水的密度為103 kg/m3.此雨滴攜帶的電荷量的最小值約為 ( )
A.2×10-9 C B.4×10-9 C
C.6×10-9 C D.8×10-9 C
答案 B
解析 由于雨滴在電場中不會下落,則qE≥ρπr3g,可得q≥=C≈4×10-9 C,故選項B正確.
3.在點電荷Q形成的電場中的某點P,放一電荷量為q的檢驗電荷,q受到的電場力為F.如果將q移走,那么P點的電場強度大小為 ( )
A. B. C.qF D.0
答案 A
解
3、析 電場中的電場強度是由電場本身決定的,與有無檢驗電荷無關,因此E=不變,選項A正確.
4.法拉第首先提出用電場線形象生動地描繪電場.圖1所示為點
電荷a、b所形成電場的電場線分布圖,以下幾種說法中正確
的是 ( )
A.a、b為異種電荷,a的電荷量大于b的電荷量 圖1
B.a、b為異種電荷,a的電荷量小于b的電荷量
C.a、b為同種電荷,a的電荷量大于b的電荷量
D.a、b為同種電荷,a的電荷量小于b的電荷量
答案 B
解析 由題圖看出,電場線由一個點電荷出發(fā),到另一個點電荷終止,由此可知,a、b必為異種電荷,選項C、D錯誤;又由題圖可知,
4、電荷b附近的電場線比電荷a附近的電場線密,則電荷b附近的場強必比電荷a附近的場強大,b帶的電荷量必然大于a帶的電荷量,選項A錯誤,選項B正確.
5.如圖2所示,為某一點電荷所形成的一簇電場線,a、b、c
三條虛線為三個帶電粒子以相同的速度從O點射入電場的
運動軌跡,其中b虛線為一圓弧,AB的長度等于BC的長
度,且三個粒子的電荷量大小相等,不計粒子重力,則以
下說法正確的是 ( ) 圖2
A.a一定是正粒子的運動軌跡,b和c一定是負粒子的運動軌跡
B.由于AB的長度等于BC的長度,故UAB=UBC
C.a虛線對應的粒子的加速度越來越小,c虛線對應的粒子的加速
5、度越來越大,b虛線對應的粒子的加速度大小不變
D.b虛線對應的粒子的質量大于c虛線對應的粒子的質量
答案 CD
解析 由于電場線沒有明確方向,因此無法確定三個帶電粒子的電性;由于該電場不是勻強電場,雖然AB的長度等于BC的長度,但AB段與BC段對應的電場強度不等,由點電荷等差等勢面的分布特點,不難判斷UAB
6、應的帶電粒子滿足關系式Eq>mc,即mb>mc,故D選項正確.
6.在如圖3所示的四種電場中,分別標記有a、b兩點.其中a、b兩點電場強度大小相等、方向相反的是 ( )
圖3
A.甲圖中與點電荷等距的a、b兩點
B.乙圖中兩等量異種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點
C.丙圖中兩等量同種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點
D.丁圖中非勻強電場中的a、b兩點
答案 C
解析 甲圖中與點電荷等距的a、b兩點,場強大小相同,方向不相反,選項A錯誤;對乙圖,根據電場線的疏密及對稱性可判斷,a、b兩點的場強大小相等、方向相同,選項B錯
7、誤;丙圖中兩等量同種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點,場強大小相同,方向相反,選項C正確;對丁圖,根據電場線的疏密可判斷,b點的場強大于a點的場強,選項D錯誤.
7.如圖4所示,光滑絕緣水平面上有三個帶電小球a、b、c(均可視為點
電荷),三球沿一條直線擺放,僅在它們之間的靜電力作用下處于靜止
狀態(tài),則以下判斷正確的是 ( ) 圖4
A.a對b的靜電力一定是引力
B.a對b的靜電力可能是斥力
C.a的電荷量可能比b的少
D.a的電荷量一定比b的多
答案 AD
解析 若三個點電荷均處于平衡狀態(tài),三個點電荷必須滿足“三點共線,兩同夾異,兩大夾小
8、”,所以選項A、D正確.
8.兩帶電荷量分別為q和-q的點電荷放在x軸上,相距為L,能正確反映兩電荷連線上場強大小E與x關系的圖是 ( )
答案 A
解析 越靠近兩電荷的地方場強越大,兩等量異種點電荷連線的中點處場強最小,但不是零,B、D錯;兩電荷的電荷量大小相等,場強大小關于中點對稱分布,C錯,應選A.
9.如圖5所示,a、b是兩個帶有同種電荷的小球,用絕緣細線掛于
同一點,兩球靜止時,它們離水平地面的高度相等,細線與豎直
方向的夾角分別為α、β,若同時剪斷兩根細線,空氣阻力不計,
兩球所帶電荷量不變.則某時刻小球在空中的位置與原來的位置 圖
9、5
相比較,關系正確的是 ( )
答案 D
解析 由平衡條件可知,a小球的質量較大.剪斷細線后,a、b兩個小球的運動,可以看成是豎直方向和水平方向的兩個分運動,豎直方向只受到重力作用,a、b兩小球在豎直方向做自由落體運動,在相同時間內發(fā)生的豎直位移相同.選項A、C錯誤.a、b兩小球在水平方向受到相互作用的斥力,由牛頓第三定律知這兩個斥力總是大小相等、方向相反的,產生的水平加速度與小球的質量成反比,即a小球的水平加速度較小,a小球在相同時間內水平位移小,選項B錯誤,D正確.
10.如圖6所示,以O為圓心的圓周上有六個等分點a、b、c、
d、e、f.等量正
10、、負點電荷分別放置在a、d兩處時,在圓
心O處產生的電場強度大小為E0.現改變a處點電荷的位
置,使O點的電場強度改變,下列敘述正確的是( )
A.移至c處,O處的電場強度大小不變,方向沿Oe 圖6
B.移到b處,O處的電場強度大小減半,方向沿Od
C.移至e處,O處的電場強度大小減半,方向沿Oc
D.移至f處,O處的電場強度大小不變,方向沿Oe
答案 C
解析 設正、負點電荷各自在圓心處產生的場強大小為E,當兩電荷分別在a、d兩點時場強疊加,大小為E0=2E;a處點電荷移至c處,由平行四邊形定則可求合場強大小為E1=E=E0,方向沿Oe,A錯誤;a處點電荷移至b處
11、,由平行四邊形定則可求合場強大小為E2=E=E0,方向沿∠eOd的角平分線,B錯誤;a處點電荷移至e處,由平行四邊形定則可求合場強大小為E3=E=E0,方向沿Oc,C正確;a處點電荷移至f處,由平行四邊形定則可求合場強大小為E4=E=E0,方向沿∠cOd的角平分線,D錯誤.
11.如圖7所示,在粗糙絕緣的水平地面上放置一帶正電的物體甲,
現將另一個也帶正電的 物體乙沿著以甲為圓心的豎直平面
內的圓弧由M點移動到N點,若此過程中甲始終保持靜止,
甲、乙兩物體可視為質點,則下列說法正確的是 ( ) 圖7
A.乙的電勢能先增大后減小
B.甲對地面的壓力先增大后減小
12、
C.甲受到地面的摩擦力不變
D.甲受到地面的摩擦力先增大后減小
答案 B
解析 乙在甲形成的電場的一個等勢面上運動,電場力不做功,電勢能
不變,故A選項不對.取甲受力分析,如圖所示.F是乙對甲的庫侖力,
由F=k,得F的大小不變.由正交分解法得FN=G+Fcos α,Ff=Fsin α.因為從M點到N點,F與豎直方向的夾角α先變小后變大,故FN先變大后變小,Ff先變小后增大,再由牛頓第三定律知,只有B項正確.
12.兩個帶電小球A和B,質量分別為m1、m2,帶有同種電荷,
帶電荷量分別為q1、q2.A、B兩球均放在光滑絕緣的水平板
上,A球固定,B球被質量為m3的絕緣擋板P
13、擋住靜止, 圖8
A、B兩球相距為d,如圖8所示.某時刻起擋板P在向右的水平力F作用下開始向右做勻加速直線運動,加速度大小為a,經過一段時間帶電小球B與擋板P分離,在此過程中力F對擋板做功W.求:
(1)力F的最大值和最小值;
(2)帶電小球B與擋板分離時的速度.
答案 (1)m3a (m3+m2)a-k
(2)
解析 (1)開始運動時力F最小,以B球和擋板為研究對象,由牛頓第二定律得:
F1+k=(m3+m2)a
解得最小力為:F1=(m3+m2)a-k
B球與擋板分離后力F最大,以擋板為研究對象,由牛頓第二定律解得最大力為:F2=m3a
(2)B球與擋板分離時,其與a球的距離為r,以B球為研究對象,由牛頓第二定律得:k=m2a ①
B球勻加速直線運動的位移為:x=r-d ②
由運動學公式得:v2=2ax ③
由①②③聯立解得帶電小球B與擋板分離時的速度為:
v=