第1單元電場的力的性質(zhì)doc高中物理

第1單元電場的力的性質(zhì)doc高中物理[課時(shí)作業(yè)]命題設(shè)計(jì)難度題號目標(biāo)較易中等稍難單一目標(biāo)電場強(qiáng)度1、2庫侖定律3、56電場線48綜合目標(biāo)綜合應(yīng)用97、10一、單項(xiàng)選擇題(此題共5小題，每題7分，共35分)1．(2018·鹽城模擬)在電場中的某點(diǎn)放一個(gè)檢驗(yàn)電荷，其電荷量為q，受到的電場力為F，那么該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E＝eq\f(F,q)，以下講法正確的選項(xiàng)是()A．假設(shè)移去檢驗(yàn)電荷，那么該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為0B．假設(shè)檢驗(yàn)電荷的電荷量變?yōu)?q，那么該點(diǎn)的場強(qiáng)變?yōu)?EC．假設(shè)放置到該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷變?yōu)椋?q，那么場中該點(diǎn)的場強(qiáng)大小不變，但方向相反D．假設(shè)放置到該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷變?yōu)椋?q，那么場中該點(diǎn)的場強(qiáng)大小方向均不變解析：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度只取決于電場本身，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)，應(yīng)選D.答案：D2．在勻強(qiáng)電場中，有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶電小球靜止在O點(diǎn)，然后從O點(diǎn)自由開釋，其運(yùn)動(dòng)軌跡為一直線，直線與豎直方向的夾角為θ，如圖1所示，那么關(guān)于勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小，以下講法中正確的選項(xiàng)是()A．唯獨(dú)值是eq\f(mgtanθ,q)圖1B．最大值是eq\f(mgtanθ,q)C．最小值是eq\f(mgsinθ,q)D．不可能是解析：因?yàn)檐壽E為直線，故重力和電場力的合力應(yīng)沿直線，如下圖，故電場力最小值Fmin=Eq=mgsinθ.因此E有最小值eq\f(mgsinθ,q)，應(yīng)選C.答案：C3．如圖2所示，半徑相同的兩個(gè)金屬球A、B帶有相等的電荷量，相隔一定距離，兩球之間相互吸引力的大小是F.今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B兩球接觸后移開．這時(shí)，A、B兩球之間的相互作用力的大小是()圖2A．F/8B．F/4C．3F/8D．解析：A、B兩球互相吸引，講明它們必帶異種電荷，假設(shè)它們帶的電荷量分不為±q.當(dāng)?shù)谌齻€(gè)不帶電的C球與A球接觸后，A、C兩球帶電荷量平分，假設(shè)每個(gè)球帶電荷量為q′＝＋q/2，當(dāng)再把C球與B球接觸后，兩球的電荷先中和，再平分，每球帶電荷量q″＝－q/4.由庫侖定律F＝kq1q2/r2知，當(dāng)移開C球后，由于r不變，因此A、B兩球之間的相互作用力的大小是F′＝F/8.A項(xiàng)正確．答案：A4．如圖3所示，AB是某個(gè)點(diǎn)電荷的一根電場線，在電場線上O點(diǎn)由靜止開釋一個(gè)負(fù)電荷，它僅在電場力作用下沿電場線向B運(yùn)動(dòng)，以下判定正確的選項(xiàng)是()A．電場線由B指向A，該電荷做加速運(yùn)動(dòng)，加速度越來越小B．電場線由B指向A，該電荷做加速運(yùn)動(dòng)，其加速圖3度大小變化因題設(shè)條件不能確定C．電場線由A指向B，電荷做勻加速運(yùn)動(dòng)D．電場線由B指向A，電荷做加速運(yùn)動(dòng)，加速度越來越大解析：電場線的切線方向是正電荷在該處的受力方向，和負(fù)電荷所受電場力的方向相反，因此電場線由B指向A；只給出一條電場線不能判定各點(diǎn)電場的強(qiáng)弱(因?yàn)椴荒艽_定電場線的疏密)，也就不能判定電場力大小及加速度的變化，因此只有B正確．答案：B5．(2018·常州模擬)如圖4所示，光滑絕緣水平面上帶異號電荷的小球A、B，它們一起在水平向右的勻強(qiáng)電場中向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，且保持相對靜止．設(shè)小球A的帶電荷量大小為QA，小球B的帶電荷量大小為QB，以下判定正確的選項(xiàng)是()圖4A．小球A帶正電，小球B帶負(fù)電，且QA>QBB．小球A帶正電，小球B帶負(fù)電，且QA<QBC．小球A帶負(fù)電，小球B帶正電，且QA>QBD．小球A帶負(fù)電，小球B帶正電，且QA<QB解析：假如小球A帶正電，小球B帶負(fù)電，那么對B球來講，A對它的庫侖力和勻強(qiáng)電場對它的電場力均水平向左，小球B不可能向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，故A、B均錯(cuò)誤．對A分析受力得：EQA<eq\f(kQAQB,r2)，對B受力分析可得：EQB>eq\f(kQAQB,r2)，比較可得：eq\f(kQB,r2)>E>eq\f(kQA,r2)，QB>QA，D正確．答案：D二、多項(xiàng)選擇題(此題共4小題，每題7分，共28分．每題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對的得7分，選對但不全的得3分，錯(cuò)選或不答的得0分)6．(2018·揚(yáng)州模擬)如圖5所示，a、b是兩個(gè)帶有同種電荷的小球，用絕緣絲線懸掛于同一點(diǎn)，兩球靜止時(shí)，它們距水平面的高度相等，繩與豎直方向的夾角分不為α、β，且β>α.假設(shè)同時(shí)剪斷兩根細(xì)線，空氣阻力不計(jì)，兩球帶電荷量不變，那么()圖5A．a(chǎn)球的質(zhì)量比b球的大B．a(chǎn)、b兩球同時(shí)落地C．a(chǎn)球的電荷量比b球的大D．a(chǎn)、b兩球飛行的水平距離相等解析：設(shè)a、b兩球間庫侖斥力大小為F，分析兩球受力可得：tanα＝eq\f(F,mag)，tanβ＝eq\f(F,mbg)，因α<β，故有ma>mb，A正確；剪斷細(xì)線后，兩球豎直方向只受重力，做自由落體運(yùn)動(dòng)，同時(shí)落地，B正確；由于兩球在水平方向所受的庫侖斥力大小相等，故水平方向a球的加速度比b的小，因此相等時(shí)刻內(nèi)，a球的水平距離比b的小，D錯(cuò)誤；無法比較電荷量大小，故C錯(cuò)誤．答案：AB7．如圖6所示，實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)，假設(shè)帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場力作用，依照此圖可作出正確判定的是()圖6A．帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)B．帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向C．帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大D．帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的加速度何處較大解析：由軌跡的彎曲情形，可知電場力應(yīng)沿電場線向左，但因不知電場線的方向，故帶電粒子所帶電荷符號不能確定．設(shè)粒子從a運(yùn)動(dòng)到b(也可分析從b到a的情形，兩種分析不阻礙結(jié)論)，速度方向與電場力夾角大于90°，故速度減小，由電場線的疏密程度知a點(diǎn)場強(qiáng)大于b點(diǎn)場強(qiáng)，帶電粒子在a點(diǎn)受電場力較大，從而加速度較大．綜上所述，B、C、D正確．答案：BCD8.如圖7所示，在沿水平方向的勻強(qiáng)電場中有a、b兩點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)在同一豎直平面內(nèi)，但不在同一電場線上，一個(gè)帶電小球在重力和電場力作用下由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，在這一運(yùn)動(dòng)過程中，以下判定正確的選項(xiàng)是()圖7A．帶電小球的動(dòng)能可能保持不變B．帶電小球運(yùn)動(dòng)的軌跡一定是直線C．帶電小球做的一定是勻變速運(yùn)動(dòng)D．帶電小球在a點(diǎn)的速度可能為零解析：帶電小球由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，小球所受的重力和電場力不可能平穩(wěn)，帶電小球的動(dòng)能不可能保持不變，A錯(cuò)誤；假設(shè)小球所受的重力和電場力的合力方向沿ab連線，那么帶電小球的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線，否那么小球的運(yùn)動(dòng)軌跡不是直線，B錯(cuò)誤；由于小球所受的重力和電場力的合力是恒力，因此小球做的是勻變速運(yùn)動(dòng)，且?guī)щ娦∏蛟赼點(diǎn)的速度能夠?yàn)榱?，C、D正確．答案：CD9．真空中固定的正點(diǎn)電荷Q所形成的電場中有一質(zhì)量為m＝1×10－4kg、帶電荷量q＝1×10－8C的微粒在此點(diǎn)電荷鄰近以角速度ω＝10rad/s做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，正點(diǎn)電荷Q的帶電荷量為4×10－5C．重力加速度g取10m/s2A．微粒一定帶負(fù)電B．微粒一定帶正電C．微粒做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心就在正點(diǎn)電荷Q所在的位置D．微粒做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心就在正點(diǎn)電荷Q正下方與Q的距離為0.1m的位置解析：由題意知該微粒和點(diǎn)電荷之間有相互吸引的力，因此該微粒帶負(fù)電，即A正確，B錯(cuò)誤；由題意知該微粒所受的重力不能忽略，那么微粒做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡必不和點(diǎn)電荷在同一水平面內(nèi)，且圓心O在點(diǎn)電荷的正下方，設(shè)其距點(diǎn)電荷的距離為H，如下圖．那么Fcosθ=mg，F(xiàn)sinθ=mω2R由幾何知識知R=Htanθ由以上各式解得：H==0.1m，即D正確．答案：AD三、運(yùn)算題(此題共3小題，共37分．解答時(shí)請寫出必要的文字講明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值運(yùn)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)10．(11分)如圖8所示，在豎直放置的光滑半圓弧形絕緣細(xì)管的圓心處放一點(diǎn)電荷，將質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從圓弧管水平直徑的端點(diǎn)A由靜止開釋，當(dāng)小球沿細(xì)管下滑到最低點(diǎn)時(shí)，對細(xì)管的上壁的壓力恰好與球重相同，求圓心處的電荷在圓弧管內(nèi)產(chǎn)生的電場的場強(qiáng)大?。畧D8解析：小球從A到最低點(diǎn)的過程中，只有重力做功，電場力不做功，由動(dòng)能定理：mgR＝eq\f(1,2)mv2.在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律：F－mg－FN′＝eq\f(mv2,R).又F＝qE，F(xiàn)N′＝FN＝mg，可解得E＝4mg/q.答案：4mg/q11．(12分)如圖9所示，兩根長均為L的絕緣細(xì)線下端各懸掛質(zhì)量均為m的帶電小球A和B，帶電荷量分不為＋q和－q，假設(shè)加上水平向左的場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場后，使連接A、B的長也為L的絕緣細(xì)線繃緊，且兩球均處于平穩(wěn)狀態(tài)．那么勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E應(yīng)滿足什么條件？圖9解析：由于A、B均處于平穩(wěn)，隔離A分析，受力如下圖，設(shè)OA繩拉力F1，AB繩拉力F2，正交分解F1，F(xiàn)1cos60°+F2+F庫=qE①F1sin60°＝mg②F庫＝keq\f(q2,L2)③解①②③得：E＝eq\f(\r(3)mg,3q)＋eq\f(kq,L2)＋eq\f(F2,q).因?yàn)镕2≥0，因此E≥eq\f(\r(3)mg,3q)＋eq\f(kq,L2).答案：E≥eq\f(\r(3)mg,3q)＋eq\f(kq,L2)12．(14分)如圖10所示，絕緣水平面上靜止著兩個(gè)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(diǎn))，它們間的距離為r，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ.求：圖10(1)A受的摩擦力為多大？(2)假如將A的電荷量增至＋4Q，兩物體開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們的加速度第一次為零時(shí)，A、B各