高一物理 專題07 庫侖定律 電場強(qiáng)度暑假作業(yè)（含解析）-人教高一物理試題

專題07 庫侖定律電場強(qiáng)度【知識點(diǎn)梳理】一、庫侖定律與電荷守恒定律1．庫侖定律：真空中的兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的相互作用力與它們電荷量的乘積成正比，與它們距離的二次方成反比，作用力的方向在他們的連線上。2．電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)生，也不能消失，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到物體的另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量保持不變。3.對電荷守恒定律、庫侖定律的理解及應(yīng)用1）處理兩相同金屬球（視為點(diǎn)電荷）接觸后電量重分問題時(shí)，應(yīng)注意兩者帶電的異同，重放后其庫侖力可能有兩個(gè)解．2）在公式F＝keq\f(q1q2,r2)中當(dāng)r→0時(shí)，庫侖定律不再成立，兩電荷不能視為點(diǎn)電荷，此時(shí)可用微元法、割補(bǔ)法等對帶電體做等效處理．化非點(diǎn)電荷為點(diǎn)電荷，進(jìn)而應(yīng)用庫侖定律解決問題．二、電場的力的性質(zhì)1．電場強(qiáng)度：（1）定義：放入電場中的某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的靜電力跟它的電荷量的比值，叫該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。該電場強(qiáng)度是由場源電荷產(chǎn)生的；（2）公式：；（3）方向：電場強(qiáng)度是矢量，規(guī)定某點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同。負(fù)電荷在電場中受的靜電力的方向跟該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向相反。2．點(diǎn)電荷的電場：。\做一做1.兩個(gè)半徑相同的金屬小球（視為點(diǎn)電荷），帶電荷量之比為1∶7，相距為r，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，則相互作用力可能為原來的（）A．eq\f(4,7)B．eq\f(3,7)C．eq\f(9,7)D．eq\f(16,7)【答案】CD【解析】設(shè)兩小球的電荷量分別為q和7q，則原來相距r時(shí)的相互作用力F＝keq\f(q×7q,r2)＝keq\f(7q2,r2).由于兩球的電性未知，接觸后相互作用力的計(jì)算可分為兩種情況：（1）兩球電性相同．相互接觸時(shí)兩球電荷量平均分配，每球帶電荷量為eq\f(7q＋q,2)=4q，放回原處后的相互作用力為：F1＝keq\f(4q×4q,r2)＝keq\f(16q2,r2).故eq\f(F1,F)＝eq\f(16,7).（2）兩球電性不同．相互接觸時(shí)電荷先中和再平分，每球帶電荷量為eq\f(7q－q,2)＝3q，放回原處后的相互作用力為：F2＝keq\f(3q×3q,r2)＝keq\f(9q2,r2)，故eq\f(F2,F)＝eq\f(9,7).2.在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中，取O點(diǎn)為圓心，r為半徑作一圓周，在O點(diǎn)固定一電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，A、B、C、d為相互垂直的兩條直線和圓周的交點(diǎn)．當(dāng)把一檢驗(yàn)電荷＋q放在d點(diǎn)恰好平衡（如圖所示，不計(jì)重力）．問：（1）勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度E的大小、方向如何？（2）檢驗(yàn)電荷＋q放在點(diǎn)c時(shí)，受力Fc的大小、方向如何？（3）檢驗(yàn)電荷＋q放在點(diǎn)b時(shí)，受力Fb的大小、方向如何？練一練1.物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理定律就是在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上歸納總結(jié)出來的，但有些物理規(guī)律或物理關(guān)系的建立并不是直接從實(shí)驗(yàn)得到的，而是經(jīng)過了理想化或合理外推，下列選項(xiàng)中屬于這種情況的是（）A．牛頓第一定律 B．牛頓第二定律C．萬有引力定律 D．庫侖定律2.如圖所示，六個(gè)點(diǎn)電荷分布在邊長為的正六邊形ABCDEF的六個(gè)頂點(diǎn)處，在B．F處電荷的電荷量為，其余各處電荷的電荷量均為，MN為正六邊形的一條中線，則下列說法正確的是（）A．M、N兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同B．M、N兩點(diǎn)電勢相等C．在中心O處，電場強(qiáng)度大小為，方向由O指向AD．沿直線從M到N移動正電荷，電勢能先減小后增大3.如圖所示，一半徑為R電量為Q的孤立帶電金屬球，球心位置O固定，P為球外一點(diǎn)．幾位同學(xué)在討論P(yáng)點(diǎn)的場強(qiáng)時(shí)，有下列一些說法，其中正確的是A．若P點(diǎn)無限靠近球表面，因?yàn)榍蛎鎺щ?，根?jù)庫侖定律可知，P點(diǎn)的場強(qiáng)趨于無窮大．B．因?yàn)榍騼?nèi)場強(qiáng)處處為0，若P點(diǎn)無限靠近球表面，則P點(diǎn)的場強(qiáng)趨于0C．若Q不變，P點(diǎn)的位置也不變，而令R變小，則P點(diǎn)的場強(qiáng)不變D．若Q不變，而令R變大，同時(shí)始終保持P點(diǎn)極靠近球表面處，則P點(diǎn)場強(qiáng)不變4.真空中，A、B兩點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q的距離分別為和，則A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小之比為（）A．B．C．D．5.如圖所示，帶電量為－q的點(diǎn)電荷與豎直放置的均勻帶電薄板相距2d，點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心．若圖中a點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為零，根據(jù)對稱性，帶電薄板在圖中b點(diǎn)處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小和方向分別為A．，水平向右 B．，水平向左C．，水平向左 D．，水平向右6.在豎直平面內(nèi)固定一半徑為R的金屬細(xì)圓環(huán)，質(zhì)量為m的金屬小球（視為質(zhì)點(diǎn)）通過長為L的絕緣細(xì)線懸掛在圓環(huán)的最高點(diǎn)．當(dāng)圓環(huán)、小球都帶有相同的電荷量Q（未知）時(shí)，發(fā)現(xiàn)小球在垂直圓環(huán)平面的對稱軸上處于平衡狀態(tài)，如圖所示．已知靜電力常量為k，則有A．電荷量 B．電荷量C．繩對小球的拉力D．繩對小球的拉力7.已知如圖，帶電小球A、B的電荷分別為QA．QB，OA=OB，都用長L的絲線懸掛在O點(diǎn)．靜止時(shí)A、B相距為d．為使平衡時(shí)AB間距離減為，可采用以下哪些方法（）A．將小球A、B的質(zhì)量都增加到原來的2倍 B．將小球B的質(zhì)量增加到原來的8倍 C．將小球A、B的電荷量都減小到原來的一半 D．將小球A、B的電荷量都減小到原來的一半，同時(shí)將小球B的質(zhì)量增加到原來的2倍8.如圖，傾角為θ的絕緣斜面ABC置于粗糙的水平地面上，一質(zhì)量為m，帶電量+q的小物塊（可看作是點(diǎn)電荷）恰好能在斜面上勻速下滑，若在AB中點(diǎn)D的上方與B等高的位置固定一帶電量+Q的點(diǎn)電荷，再讓物塊以某一速度從斜面上滑下，物塊在下滑至底端的過程中，斜面保持靜止不動，在不考慮空氣阻力和物塊電荷沒有轉(zhuǎn)移的情況下，關(guān)于在物塊下滑過程的分析正確的是（）A．在BA之間，物塊將做加速直線運(yùn)動B．在BD之間，物塊受到的庫侖力先增大后減小C．在BA之間，斜面對地面的壓力有可能不變D．在BA之間，斜面受到地面的摩擦力均為零知一知望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明1609年8月21日上午，伽利略拿著一個(gè)一尺來長的圓筒，身后簇?fù)碇蝗喝?，登上威尼斯城的鐘樓，人們從筒中望見兩艘大商船鼓滿風(fēng)帆，破浪而來，把那些人都驚呆了。他們又將圓筒轉(zhuǎn)向西邊的市區(qū)，透過開著的窗戶一家人家正在吃飯、下棋、干活，都看得清清楚楚。一個(gè)跟隨伽利略前來的小官僚看此情景，忙將圓筒放下，大叫道：“這個(gè)可怕的魔筒！威尼斯城有了它真不可設(shè)想，我要回去告訴我的妻子叫她千萬不要到陽臺上去洗澡了?！贝蠹乙魂嚭逍Αｎ}07 庫侖定律電場強(qiáng)度練一練1.【答案】A【解析】試題分析：牛頓第一定律是邏輯思維的產(chǎn)物，不是直接從實(shí)驗(yàn)得到的，故A正確；牛頓第二定律、萬有引力定律和庫侖定律均是實(shí)驗(yàn)定律，故BCD錯(cuò)誤?？键c(diǎn)：物理學(xué)史2.【答案】BC【解析】試題分析：根據(jù)場強(qiáng)的疊加可以得到M、N兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等，方向不同，故A錯(cuò)誤；若將正電荷從M點(diǎn)沿直線移動到N點(diǎn)，沿MN方向上的電場力先做負(fù)功后做正功由對稱性，所做總功為零，所以MN兩點(diǎn)電勢相等，電勢能先增大后減小，故B正確，D錯(cuò)誤．水平兩個(gè)正電荷在O點(diǎn)合場強(qiáng)為0，中間B和E電荷在O點(diǎn)合場強(qiáng)大小為，方向沿O指向B方向，同理，中間C和F電荷在O點(diǎn)合場強(qiáng)大小為，方向沿O指向F方向，再將兩個(gè)合成，則中心O點(diǎn)場強(qiáng)大小為，方向沿O指向A方向，故B正確；

考點(diǎn)：電場的疊加、電場強(qiáng)度3.【答案】C【解析】試題分析：金屬球可看成點(diǎn)電荷，則帶電金屬球球外產(chǎn)生的電場強(qiáng)度等同于把殼上電全部集中球心處所產(chǎn)生電場強(qiáng)度，由點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式計(jì)算，P點(diǎn)無限靠近球表面，r≠0，在P點(diǎn)的產(chǎn)生的場強(qiáng)雖很大，但不是無窮大，A、B錯(cuò)誤；若Q不變，P點(diǎn)的位置也不變，R變小，產(chǎn)生的電場不變，則P點(diǎn)的場強(qiáng)不變，C正確；若保持Q不變，令R變大，同時(shí)始終保持P點(diǎn)極靠近球表面處，由點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式可知，P點(diǎn)的場強(qiáng)將變小，D錯(cuò)誤；故選C?？键c(diǎn)：點(diǎn)電荷形成電場的電場強(qiáng)度。4.【答案】D【解析】試題分析：根據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式，Q一定，則A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小之比為，故選項(xiàng)D正確?？键c(diǎn)：電場強(qiáng)度6.【答案】A【解析】試題分析：取圓環(huán)上一部分微元△x，設(shè)總電量為Q，則該部分電量為；由庫侖定律可得，該部分對小球的庫侖力，方向沿該點(diǎn)與小球的連線指向小球；同理取以圓心對稱的相同的一段，其庫侖力與F1相同；如圖所示，兩力的合力應(yīng)沿圓心與小球的連線向外，大小為因圓環(huán)上各點(diǎn)對小球均有庫侖力，故所有部分庫侖力的合力，方向水平向右；小球受力分析如圖所示，小球受重力、拉力及庫侖力而處于平衡，故T與F的合力應(yīng)與重力大小相等，方向相反；由幾何關(guān)系可得：；則小球?qū)K子的拉力，故C、D錯(cuò)誤；；則；聯(lián)立解得：故A正確，B錯(cuò)誤；故選A．考點(diǎn)：庫侖定律；物體的平衡7.【答案】BD【解析】試題分析：如圖所示，B受重力、繩子的拉力及庫侖力；將拉力及庫侖力合成，其合力應(yīng)與重力大小相等方向相反；由幾何關(guān)系可知，，而庫侖力；即即：mgd3=kq1q2L要使d變?yōu)榭梢允官|(zhì)量增大到原來的8倍而保證上式成立；故A錯(cuò)誤，B正確；或?qū)⑿∏駻、B的電荷量都減小到原來的一半，同時(shí)小球B的質(zhì)量增加到原來的2倍，也可保證等式成立；故C錯(cuò)誤D正確；故選BD.考點(diǎn)：物體的平衡；庫侖定律8.【答案】BD【解析】試題分析：開始時(shí)刻小物塊受重力、支持力和摩擦力，物塊恰好能在斜面上勻速下滑，說明摩擦力和支持力的合力與重力平衡，而庫侖力對于物塊是阻力，則導(dǎo)致其做減速運(yùn)動，故A錯(cuò)誤；根據(jù)庫侖定律，則有在BD之間，電荷間的間距先減小后增大，則物塊受到的庫侖力先增大后減小，故B正確；開始時(shí)刻小物塊受重力、支持力和摩擦力，物塊恰好能在斜面上勻速下滑，說明摩擦