2024高二物理寒假作業(yè)同步練習(xí)題庫侖定律和電場強度含解析

庫侖定律和電場強度1、下列說法正確的是()A.庫侖定律F＝keq\f(q1q2,r2)中k的數(shù)值是庫侖用油滴試驗測得的B.元電荷e的數(shù)值是由密立根用扭秤試驗測得的C.感應(yīng)起電和摩擦起電都是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分D.電子的電荷量與電子的質(zhì)量之比叫做電子的比荷【答案】D【解析】靜電力常量k的數(shù)值并不是為庫侖測得的，選項A錯誤；元電荷e的數(shù)值是由密立根用油滴試驗測得的，選項B錯誤；感應(yīng)起電的實質(zhì)是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，摩擦起電的實質(zhì)是電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，選項C錯誤；電子的電荷量與電子的質(zhì)量之比叫做電子的比荷，選項D正確。2．兩個分別帶有電荷量－Q和＋5Q的相同金屬小球(均可視為點電荷)，固定在相距為r的兩處，它們間庫侖力的大小為F，兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)閑q\f(r,2)，則兩球間庫侖力的大小為()A.eq\f(5F,16) B.eq\f(F,5) C.eq\f(4F,5) D.eq\f(16F,5)【答案】D【解析】兩球相距r時，依據(jù)庫侖定律F＝keq\f(Q·5Q,r2)，兩球接觸后，帶電荷量均為2Q，則F′＝keq\f(2Q·2Q,（\f(r,2)）2)，由以上兩式可解得F′＝eq\f(16F,5)，選項D正確。3、在電場中的某點放入電荷量為－q的摸索電荷時，測得該點的電場強度為E；若在該點放入電荷量為＋2q的摸索電荷，此時測得該點的場強()A.大小為2E，方向和原來的相反B.大小為E，方向和原來的相反C.大小為2E，方向和原來的相同D.大小為E，方向和原來的相同【答案】D【解析】依據(jù)場強的定義式E＝eq\f(F,q)得該點的場強為E，再依據(jù)電場中的場強取決于電場本身，所以在該點放入電荷量為＋2q的摸索電荷時，該點的場強不變，故選項D正確。4、下列各電場中，A、B兩點電場強度相同的是()【答案】C【解析】A圖中A、B兩點場強大小相等，方向不同；B圖中A、B兩點場強的方向相同，但大小不等；C圖中是勻強電場，則A、B兩點場強大小、方向相同；D圖中A、B兩點場強大小、方向均不相同．5、如圖所示，一質(zhì)量為m的帶電小球A用長度為l的絕緣絲質(zhì)細(xì)線懸掛于天花板上的O點，在O點的正下方l處的絕緣支架上固定一個與A帶同種電荷的小球B，兩個帶電小球都可視為點電荷。已知小球A靜止時絲線OA與豎直方向的夾角為60°，設(shè)絲線中拉力為T，小球所受庫侖力為F，下列關(guān)系式正確的是()A.T＝eq\f(1,2)mg B.T＝eq\r(3)mgC.F＝eq\r(3)mg D.F＝mg【答案】D【解析】對小球A受力分析，受重力、庫侖力和細(xì)線拉力，處于平衡狀態(tài)。通過幾何關(guān)系得出這三個力互成120°角，有T＝mg＝F，選項D正確。6、（多選）如圖所示，兩質(zhì)量分別為m1和m2、帶電荷量分別為q1和q2的小球，用長度不等的絕緣輕絲線懸掛起來，兩絲線與豎直方向的夾角分別是α和β(α>β)．若兩小球恰在同一水平線上，那么()A．兩球肯定帶異種電荷B．q1肯定大于q2C．m1肯定小于m2D．m1所受靜電力肯定大于m2所受靜電力【答案】AC【解析】由題圖可知，兩球相互吸引，肯定帶異種電荷，相互作用的靜電力肯定等大反向，故A正確，D錯誤；無法推斷q1、q2的大小，B錯誤；由tanα＝eq\f(F庫,m1g)，tanβ＝eq\f(F庫,m2g)，α>β可知，m1<m2，故C正確．7、如圖所示，三個點電荷q1、q2、q3固定在始終線上，q2與q3間距離為q1與q2間距離的2倍，每個電荷所受靜電力的合力均為零，由此可以判定，三個電荷的電荷量之比為()A．(－9)∶4∶(－36)B．9∶4∶36C．(－3)∶2∶(－6)D．3∶2∶6【答案】A【解析】本題可運用解除法解答．分別取三個電荷為探討對象，由于三個電荷只在靜電力作用下保持平衡，所以這三個電荷不行能是同種電荷，這樣可馬上解除B、D選項，故正確選項只可能在A、C中．若選q2為探討對象，由平衡條件得eq\f(kq2q1,r2)＝eq\f(kq2q3,2r2)，則q1＝eq\f(1,4)q3，即q3＝4q1，選項A恰好滿意此關(guān)系，明顯正確選項為A.8、一負(fù)電荷從電場中A點由靜止釋放，只受電場力作用，沿電場線運動到B點，它運動的速度—時間圖象如圖所示，則A、B兩點所在區(qū)域的電場線分布狀況可能是()【答案】C【解析】由速度—時間圖象可知，負(fù)電荷做加速度漸漸增大的加速運動，再由電場線的分布特點可知C選項正確．9、如圖所示，一電子沿等量異種電荷的中垂線由A→O→B勻速飛過，電子重力不計，則電子除受電場力外，所受的另一個力的大小和方向改變狀況是()A．先變大后變小，方向水平向左B．先變大后變小，方向水平向右C．先變小后變大，方向水平向左D．先變小后變大，方向水平向右【答案】B【解析】等量異種電荷電場線分布如圖甲所示，由圖中電場線的分布可以看出，從A點到O點，電場線由疏到密；從O點到B點，電場線由密到疏，所以沿直線由A→O→B，電場強度應(yīng)由小變大，再由大變小，方向為水平向右，如圖乙所示．由于電子做勻速直線運動，所受合外力必為零，故另一個力應(yīng)與電子所受電場力大小相等、方向相反，電子受到電場力方向水平向左，且沿直線由A→O→B運動的過程中，電場力由小變大，再由大變小，故另一個力的方向應(yīng)水平向右，其大小應(yīng)先變大后變小，所以選項B正確．10、如圖所示，一半徑為R的圓盤上勻稱分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個點，a和b、b和c、c和d間的距離均為R，在a點處有一電荷量為q(q>0)的固定點電荷．已知b點處的電場強度為0，則d點處電場強度的大小為(k為靜電力常量)()A．keq\f(3q,R2) B．keq\f(10q,9R2)C．keq\f(Q＋q,R2) D．keq\f(3Q＋q,9R2)【答案】B【解析】已知a處點電荷和帶電圓盤均在b處產(chǎn)生電場，且b處電場強度為0，所以帶電圓盤在b處產(chǎn)生的電場強度E1與q在b處產(chǎn)生的電場強度Eab等大、反向，即E1＝Eab＝eq\f(kq,R2)，帶電圓盤在d處產(chǎn)生的電場強度E2＝E1，且方向與E1相反，q在d處產(chǎn)生的電場強度Ead＝eq\f(kq,3R2)，則d處的電場強度Ed＝E2＋Ead＝eq\f(kq,R2)＋eq\f(kq,9R2)＝keq\f(10q,9R2)，故選項B正確．11、（多選）某靜電場中的部分電場線如圖所示，帶電粒子在電場中僅受電場力作用，其運動軌跡如圖中虛線所示，粒子由M運動到N.以下說法正確的是()A．粒子必定帶正電荷B．粒子在M點的加速度大于在N點的加速度C．粒子在M點的加速度小于在N點的加速度D．粒子在M點的動能小于在N點的動能【答案】ACD【解析】依據(jù)電荷運動軌跡彎曲的狀況，可以確定帶電粒子受電場力的方向沿電場線切線方向，故此粒子帶正電，A正確．由于電場線越密場強越大，帶電粒子受到的電場力越大，依據(jù)牛頓其次定律可知，其加速度也就越大，故此帶電粒子在N點時的加速度大，B錯誤，C正確．粒子從M點運動到N點，電場力做正功，依據(jù)動能定理知此粒子在N點時的動能大，D正確．12、豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間有勻強電場，其電場強度為E，在該勻強電場中，用絲線懸掛質(zhì)量為m的帶電小球，絲線跟豎直方向成θ角時小球恰好平衡，此時小球距右金屬板的距離為b，如圖所示．請問：(1)小球帶電荷量是多少？(2)若剪斷絲線，小球遇到金屬板需多長時間？【答案】(1)eq\f(mgtanθ,E)(2)eq\r(\f(2b,gtanθ))【解析】(1)由小球處于平衡狀態(tài)知小球帶正電，對小球受力分析如圖所示，則FTsinθ＝qE①FTcosθ＝mg②由eq\f(①,②)得tanθ＝eq\f(qE,mg)，故q＝eq\f(mgtanθ,E).(2)由第(1)問中的方程②知FT＝eq\f(mg,cosθ)，而剪斷絲線后小球所受電場力和重力的合力與未剪斷絲線時絲線對小球的拉力大小相等，故剪斷絲線后小球所受重力、電場力的合力等于eq\f(mg,cos