高考物理库仑定律专题练习题附解析Word文档格式.docx
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C.速度先增大后减小D.速度始终增大
【答案】D
【解析】根据等量同号点电荷电场的特点,可知两个电荷连线上中点的电场强度为零,电场强度从C点到无穷远,先增大后减小,所以点电荷C的加速度先增大后减小,故A、B错误;
在全过程中,电场力做正功,点电荷C的速度始终增大,故C错误,D正确.
4.(2015年陕西三模),竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A、B,相互绝缘且质量均为2kg,A带正电,电荷量为0.1C,B不带电.开始处于静止状态,若突然加上沿竖直方向的匀强电场,此瞬间A对B的压力大小变为15N.g=10m/s2,则()
A.电场强度为50N/CB.电场强度为100N/C
C.电场强度为150N/CD.电场强度为200N/C
【答案】B
【解析】物体B开始时平衡,A对其的压力等于A的重力,为20N,加上电场后瞬间A对B的压力大小变为15N,而弹簧的弹力和重力不变,故合力为5N,方向向上,根据牛顿第二定律,有:
a===2.5m/s2,再对物体A受力分析,设电场力为F(向上),根据牛顿第二定律,有:
FN+F-mg=ma,解得:
F=m(g+a)-FN=2(10+2.5)N-15N=10N
故电场力向上,为10N,故场强为:
E==100N/C,方向向上.
5.下列关于电场强度的叙述,正确的是()
A.沿着电场线的方向,场强越来越小
B.电场中某点的场强就是单位电量的电荷在该点所受的电场力
C.电势降落最快的方向就是场强的方向
D.负点电荷形成的电场,离点电荷越近,场强越大
【答案】CD
【解析】场强的强弱由电场线的疏密决定,而沿着电场线的方向,电势降低且降落最快,所以选项A错误,C正确;
选项B错在表述有误,场强与电场力是不同物理量,故就是应改为大小等于.
6.可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电,B球固定,其正下方的A球静止在绝缘斜面上,则A球受力个数可能为()
A.可能受到2个力作用B.可能受到3个力作用
C.可能受到4个力作用D.可能受到5个力作用
【答案】AC
【解析】以A为研究对象,根据其受力平衡可知,如果没有摩擦力,则A对斜面一定无弹力,只受重力和库仑引力而平衡.如果受摩擦力,则一定受弹力,此时A受四个力作用而平衡.
7.(2015年湖北模拟)如图K6-1-5甲所示,真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m.在A点放一个带正电的试探电荷,在B点放一个带负电的试探电荷,A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同,静电力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示.下列说法正确的是()
A.B点的电场强度的大小为0.25N/C
B.A点的电场强度的方向沿x轴正方向
C.点电荷Q是正电荷
D.点电荷Q的位置坐标为0.3m
【答案】BD
【解析】由两试探电荷受力情况可知,点电荷Q为负电荷,且放置于A、B两点之间某位置,故选项C错误;
设Q与A点之间的距离为l,则点电荷在A点产生的场强EA=k==N/C=4105N/C,为正方向,故B正确;
同理可得,点电荷在B点产生的场强为EB=k==N/C=2.5105N/C,解得l=0.1m,所以点电荷Q的位置坐标为xQ=xA+l=(0.2+0.1)m=0.3m,故选项A错误,D正确.
8.(2015年潍坊联考)如图K6-1-6所示,把一个带电小球A固定在光滑水平的绝缘桌面上,在桌面的另一处放置带电小球B.现给小球B一个垂直AB连线方向的速度v0,使其在水平桌面上运动,则下列说法中正确的是()
A.若A、B带同种电荷,B球一定做速度增大的曲线运动
B.若A、B带同种电荷,B球一定做加速度增大的曲线运动
C.若A、B带同种电荷,B球一定向电势较低处运动
D.若A、B带异种电荷,B球可能做速度和加速度大小都不变的曲线运动
【答案】AD
【解析】若A、B带同种电荷,B球受到库仑斥力作用,一定做速度增大加速度减小的曲线运动,选项A正确,B错误;
若B球带负电,则B球向电势较高处运动,选项C错误;
若A、B带异种电荷,B球可能绕A球做匀速圆周运动,即做速度和加速度大小都不变的曲线运动,选项D正确.
9.如图K6-1-7所示,质量为m的带电滑块,沿绝缘斜面匀速下滑.当带电滑块滑到有理想边界的方向竖直向下的匀强电场区域时,滑块的运动状态为(电场力小于重力)()
A.将减速下滑B.将加速下滑
C.如带正电则匀速下滑D.如带负电则匀速下滑
【解析】滑块未进入电场区域时,匀速下滑,mgsinmgcos,得sincos滑动进入电场区域时,将受到竖直方向的电场力qE,若滑块带正电,有(mg+qE)sin(mg+qE)cos,若滑块带负电,有(mg-qE)sin(mg-qE)cos,所以选项C、D正确,A、B错误.二、非选择题
10.(2015年惠州模拟)如图K6-1-8所示,质量为m的小球A穿在绝缘细杆上,杆的倾角为,小球A带正电,电荷量为q.在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷.将A由距B竖直高度为H处无初速释放,小球A下滑过程中电荷量不变.不计A与细杆间的摩擦,整个装置处在真空中,已知静电力常量k和重力加速度g.求:
图K6-1-8
(1)A球刚释放时的加速度是多大;
(2)当A球的动能最大时,A球与B点的距离.
【解析】
(1)由牛顿第二定律可知mgsin-F=ma,
根据库仑定律F=k,
又据几何关系有r=H/sin,
解得a=gsin-.
(2)当A球受到合力为零、加速度为零时,动能最大.
设此时A球与B点间的距离为d,则mgsin=,
解得d=.
11.如图K6-1-9所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线水平.质量为m的带正电小球从B点正上方的A点自由下落,A、B2点间距离为4R.从小球(小球直径小于细圆管直径)进入管口开始,整个空间中突然加上一个斜向左的匀强电场,小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上,大小与重力相等,结果小球从管口C处离开圆管后,又能经过A点.设小球运动过程中电荷量没有改变,重力加速度为g,求:
图K6-1-9
(1)小球到达B点时的速度大小;
(2)小球受到的电场力大小;
(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力.
【答案】
(1)
(2)mg(3)3mg,水平向右
(1)小球从开始自由下落到到达管口B的过程中机械能守恒,故有mg4R=mv,
到达B点时速度大小vB=.
(2)设电场力的竖直分力为Fy,水平分力为Fx,则Fy=mg,小球从B运动到C的过程中,由动能定理,得
-Fx2R=mv-mv.
小球从管口C处脱离管后,做类平抛运动,由于经过A点,有y=4R=vCt,
x=2R=axy2=t2.
联立解得Fx=mg.
电场力的大小qE==mg.
(3)小球经过管口C处时,向心力由Fx和圆管的弹力N提供,设弹力N的方向向左,则Fx+N=,
解得N=3mg.
根据牛顿第三定律,可知小球经过管口C处时对圆管的压力N=N=3mg,方向水平向右.
12.(2015年安徽调研)如图K6-1-10甲所示,水平面被竖直线PQ分为左、右两部分,左部分光滑,范围足够大,上方存在水平向右的匀强电场,右部分粗糙.一质量为m=2kg,长为L的绝缘体制成的均匀带正电直棒AB置于水平面上,A端距PQ的距离为s=3m,给棒一个水平向左的初速度v0,并以此时作为计时的起点,棒在最初2s的运动图象如图K6-1-10乙所示.2s末棒的B端刚好进入电场,已知直棒单位长度带电荷量为=0.1C/m,取重力加速度g=10m/s2.求:
图K6-1-10
(1)直棒的长度;
(2)匀强电场的场强E;
(3)直棒最终停在何处.
(1)1m
(2)10N/C
(3)A端距PQ2.25m处,在PQ右边
(1)0~2s内,棒运动的位移s1=t=t=4m
棒长为L=s1-s=1m.
(2)由题图(乙)知,棒在向左运动至B端刚好进入电场的过程,棒的加速度一直不变,为a==0.5m/s2.
直棒所带电荷量q=L=0.1C
当B端刚进入电场时有qE=ma
得出E==10N/C.
(3)AB棒未进入电场前有mg=ma
得出==0.05
棒B端进入电场后向左减速然后返回出电场直到最终停止,设A端在PQ右侧与PQ相距为x.
由动能定理得
--mgx=0-mv
解得x=2.25m
故A端在PQ右边且距PQ为2.25m.
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