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1、
課時(shí)跟蹤檢測(cè)(二十三) 電場(chǎng)力的性質(zhì)
高考??碱}型:選擇題+計(jì)算題
1.(2012·江蘇高考)真空中,A、B兩點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q的距離分別為r和3r,則A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小之比為( )
A.3∶1 B.1∶3
C.9∶1 D.1∶9
2.(2012·北京西城期末)如圖1所示,兩個(gè)電荷量均為+q的小球用長為l的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩連接,靜止在光滑的絕緣水平面上。兩個(gè)小球的半徑r?l。k表示靜電力常量。則輕繩的張力大小為( ) 圖1
A.0 B.
C.2 D.
3.(2012·上海高考)A、B、C三點(diǎn)在同
2、一直線上,AB∶BC=1∶2,B點(diǎn)位于A、C之間,在B處固定一電荷量為Q的點(diǎn)電荷。當(dāng)在A處放一電荷量為+q的點(diǎn)電荷時(shí),它所受到的電場(chǎng)力為F;移去A處電荷,在C處放電荷量為-2q的點(diǎn)電荷,其所受電場(chǎng)力為( )
A.- B.
C.-F D.F
4.(2012·浙江高考)用金屬做成一個(gè)不帶電的圓環(huán),放在干燥的絕緣桌面上。小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后,將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán),當(dāng)距離約為0.5cm時(shí)圓環(huán)被吸引到筆套上,如圖2所示。對(duì)上述現(xiàn)象的判斷與分析,下列說法正確的是( )
A.摩擦使筆套帶電
3、 圖2
B.筆套靠近圓環(huán)時(shí),圓環(huán)上、下都感應(yīng)出異號(hào)電荷
C.圓環(huán)被吸引到筆套的過程中,圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力
D.筆套碰到圓環(huán)后,筆套所帶的電荷立刻被全部中和
5.(2013·虹口區(qū)模擬)如圖3所示,點(diǎn)電荷+4Q與+Q分別固定在A、B兩點(diǎn),C、D兩點(diǎn)將AB連線三等分,現(xiàn)使一個(gè)帶負(fù)電的粒子從C點(diǎn) 圖3
開始以某一初速度向右運(yùn)動(dòng),不計(jì)粒子的重力,則該粒子在CD之間運(yùn)動(dòng)的速度大小v與時(shí)間t的關(guān)系圖象可能是圖4中的( )
圖4
6.(2012·吉林省油田高中質(zhì)檢)如圖5所示,在水平面上的箱子內(nèi),帶異種電荷的小球a、b用絕緣細(xì)線分別系于箱子
4、的上、下兩邊,處于靜止?fàn)顟B(tài)。地面受到箱子的壓力為FN,球b所受細(xì)線的拉力為F。剪斷連接球b的細(xì)線后,在球b上升過程中地面受到的壓力大小( )
A.大于FN B.等于FN 圖5
C.等于FN-F D.等于FN+F
7.(2012·大同一中、同媒一中、長安一中模擬)(如圖6所示)光滑絕緣細(xì)桿與水平面成 θ角固定,桿上套有一帶正電小球,質(zhì)量為m,帶電量為q,為使小球靜止在桿上,可加一勻強(qiáng)電場(chǎng),所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)滿足什么條件時(shí),小球可在桿上保持靜止( ) 圖6
A.垂直于桿
5、斜向上,場(chǎng)強(qiáng)大小為
B.豎直向上,場(chǎng)強(qiáng)大小為
C.垂直于桿斜向上,場(chǎng)強(qiáng)大小為
D.水平向右,場(chǎng)強(qiáng)大小為
8.(2012·濰坊聯(lián)考)如圖7所示,把一個(gè)帶電小球A固定在光滑水平的絕緣桌面上,在桌面的另一處放置帶電小球B?,F(xiàn)給小球B一個(gè)垂直 圖7
AB連線方向的速度v0,使其在水平桌面上運(yùn)動(dòng),則下列說法中正確的是( )
A.若A、B帶同種電荷,B球一定做速度增大的曲線運(yùn)動(dòng)
B.若A、B帶同種電荷,B球一定做加速度增大的曲線運(yùn)動(dòng)
C.若A、B帶同種電荷,B球一定向電勢(shì)較低處運(yùn)動(dòng)
D.若A、B帶異種電荷,B球可能做速度和加速度大小都不變的曲線運(yùn)動(dòng)
9.(2
6、013·唐山模擬)如圖8所示,小球A、B帶電量相等,質(zhì)量均為m,都用長L的絕緣細(xì)線掛在絕緣的豎直墻上O點(diǎn),A球靠墻且其懸線剛好豎直,B球懸線偏離豎直方向θ角而靜止,此時(shí)A、B兩球之間的庫侖力為F。由于外部原因小球B的電量減小,使兩球再次靜止時(shí)它們之間的庫侖力變?yōu)樵瓉淼囊话?,則小球B的電量減小為原來的( ) 圖8
A. B.
C. D.
10.(2012·四川眉山二模)如圖9所示,電荷量為Q1、Q2的兩個(gè)正點(diǎn)電荷分別置于A點(diǎn)和B點(diǎn),兩點(diǎn)相距L。在以L為直徑的光滑絕緣半圓環(huán)上,穿著一個(gè)帶電小球+
7、q(視為點(diǎn)電荷),在P點(diǎn)平衡,PA與AB的夾角為α。不計(jì)小球的重力,則( ) 圖9
A.tan3α= B.tan α=
C.O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零 D.Q1
8、= 圖10
B.cos3α=
C.sin3α=
D.sin3α=
12.(2012·湖北聯(lián)考)如圖11所示,MN是兩塊豎直放置的帶電平行板,板內(nèi)有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),PQ是光滑絕緣的水平滑槽,滑槽從N板中間穿入電場(chǎng)。a、b為兩個(gè)帶等量正電荷的相同小球,兩球之間用絕緣水平輕桿固連,輕桿長為兩板間距的,桿長遠(yuǎn)大于球的半徑,開始時(shí)從外面用絕緣輕繩拉著b球使a球靠近M板但不接觸?,F(xiàn)對(duì)輕繩施以沿桿方向的水平恒力拉著b球和a球由靜止向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)b球剛從小孔離開電場(chǎng)時(shí),撤去拉力,之后a球也恰
9、好能離開電場(chǎng)。求運(yùn)動(dòng)過程中b球離開電場(chǎng)前和離開電場(chǎng)后(a球還在電場(chǎng)中)輕桿中的彈力之比。不計(jì)兩球間庫侖力,球視為點(diǎn)電荷。
圖11
答 案
課時(shí)跟蹤檢測(cè)(二十三) 電場(chǎng)力的性質(zhì)
1.選C 根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式,電場(chǎng)強(qiáng)度與距離的二次方成反比,則A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小之比為9∶1,選項(xiàng)C正確。
2.選B 輕繩的張力大小等于兩個(gè)帶電小球之間的庫侖力,由庫侖定律得F=,選項(xiàng)B正確。
3.選B 設(shè)A處電場(chǎng)強(qiáng)度為E,則F=qE;由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式可知,C處的電場(chǎng)強(qiáng)度為-E/4,在C處放電荷量為-2q的點(diǎn)電荷,其所受電場(chǎng)力為F′=-2q=,選項(xiàng)B正確。
4.選ABC 摩
10、擦使筆套帶電,筆套靠近圓環(huán)時(shí),由于靜電感應(yīng)圓環(huán)上、下都感應(yīng)出異號(hào)電荷,圓環(huán)被吸引到筆套的過程中,是由于圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力,選項(xiàng)ABC正確;筆套碰到圓環(huán)后,筆套所帶的電荷部分轉(zhuǎn)移到金屬圓環(huán)上,使圓環(huán)帶上相同性質(zhì)的電荷,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
5.選BC 粒子在AB連線上的平衡位置即為場(chǎng)強(qiáng)為零的位置,所以=,得x=,即在D點(diǎn),粒子在D點(diǎn)左側(cè)時(shí)所受電場(chǎng)力向左,粒子在D點(diǎn)右側(cè)時(shí)所受電場(chǎng)力向右。所以粒子的運(yùn)動(dòng)情況有以下三種情況:在D點(diǎn)左側(cè)時(shí)先向右減速至速度為零然后向左加速運(yùn)動(dòng);粒子能越過D點(diǎn)時(shí),先在D點(diǎn)左側(cè)減速,過D點(diǎn)以后加速運(yùn)動(dòng);或在D點(diǎn)左側(cè)減速,則運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)速度減為0,以后一直靜止,所以粒子
11、在CD之間的運(yùn)動(dòng)可以用B、C圖象描述,故BC正確。
6.選A 在球b上升過程中,球b受到球a對(duì)其豎直向上的電場(chǎng)力F,并且F>Gb,根據(jù)牛頓第三定律,球a受到球b豎直向下的電場(chǎng)力F′,F(xiàn)′=F>Gb,對(duì)球a和箱子組成的系統(tǒng)受力分析,根據(jù)平衡條件可知,系統(tǒng)受到地面的支持力大于FN,所以地面受到的壓力也大于FN。本題答案為A。
另解:把球b和其他部分看做一個(gè)系統(tǒng),在球b上升的過程中,其加速度方向豎直向上,所以球b處于超重狀態(tài),而其他部分的加速度為零,系統(tǒng)對(duì)地面的壓力大于FN。本題答案為A。
7.選B 若所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)垂直于桿斜向上,對(duì)小球受力分析可知,其受到豎直向下的重力、垂直于桿斜向上的電場(chǎng)
12、力和垂直于桿方向的支持力,在這三個(gè)力的作用下,小球沿桿方向上不可能平衡,選項(xiàng)AC錯(cuò)誤;若所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)豎直向上,對(duì)小球受力分析可知,當(dāng)E=時(shí),電場(chǎng)力與重力等大反向,小球可在桿上保持靜止,選項(xiàng)B正確;若所加電場(chǎng)水平向右當(dāng)電場(chǎng)力Eq=mgtan θ時(shí)小球才能平衡,此時(shí)E=,故D錯(cuò)誤。
8.選AD 若A、B帶同種電荷,B球受到庫侖斥力作用,一定做速度增大加速度減小的曲線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;若B球帶負(fù)電,則B球向電勢(shì)較高處運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若A、B帶異種電荷,B球可能繞A球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),即做速度和加速度大小都不變的曲線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D正確。
9.選C 當(dāng)B球懸線偏離豎直方向θ角靜止時(shí),B球受力
13、分析如圖所示,設(shè)此時(shí)兩球之間的距離為r,由三角形相似,對(duì)應(yīng)邊成比例得=,當(dāng)庫侖力變?yōu)樵瓉硪话霑r(shí)同理可得=,由以上得r=2r′,由庫侖定律得F=,=,解得q′=,C對(duì)。
10.選A 對(duì)帶電小球+q受力分析,畫出帶電小球+q受力圖,根據(jù)庫侖定律,
F1=k,
F2=k,設(shè)半圓環(huán)對(duì)帶電小球+q的彈力為FN,根據(jù)平行四邊形定則可得,F(xiàn)1=FN′cos α,F(xiàn)2=FN′sin α,F(xiàn)N=FN′,聯(lián)立解得:tan3α=,選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤;由tan3 α=,α<45°,得<1,即Q2
14、q之間距離為2acos α。選?。璹作為研究對(duì)象,由庫侖定律和平衡條件得2kcos α=k ,解得cos3α=,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;選取Q作為研究對(duì)象,由庫侖定律和平衡條件得2ksin α=k,解得sin3 α=,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。
12.解析:設(shè)兩球質(zhì)量各為m,各受電場(chǎng)力大小為Ff,桿長為l,b球剛穿出時(shí)速度為v,兩球加速時(shí)加速度大小為a1,減速時(shí)加速度大小為a2,b球離開前桿彈力大小為F1,離開后彈力大小為F2。
對(duì)a球:F1-Ff=ma1①
對(duì)b球:F2=ma2②
對(duì)整體:Ff=2ma2③
加速過程:v2=2a1·2l④
減速過程:v2=2a2l⑤
聯(lián)立以上各式,解得:=。
答案:
6