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2020届高三物理一轮复习第6章静电场第1节电场力的性质课后限时训练

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第1节 电场力的性质

(建议用时:40分钟)

1.如图6-1-8所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近水流,水流会偏向橡胶棒,这是由于它们之间存在( )

图6-1-8

A.摩擦力 C.万有引力

B.静电力 D.洛伦兹力

B [毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,水是极性分子,静电引力大于静电斥力,故吸引,B项正确.]

2.如图6-1-9所示,取甲、乙两个验电器,用一根长的导体杆把它们连接在一起,用带正电的有机玻璃棒靠近验电器乙的上端,甲会带正电,乙会带负电.关于甲、乙带电的现象,下列说法正确的是( )

甲 乙 图6-1-9

A.这是感应起电现象,遵守电荷守恒定律 B.这是摩擦起电现象,遵守电荷守恒定律 C.这是感应起电现象,不遵守电荷守恒定律 D.这是摩擦起电现象,不遵守电荷守恒定律

A [电荷没有直接接触,通过电荷间的作用力将电荷进行重新分布,这是感应起电现象,且遵守电荷守恒定律,故A项正确.]

3.物理学引入“点电荷”概念,从科学方法上来说是属于( )

【导学号:】

A.控制变量的方法 C.理想化模型的方法

B.观察实验的方法 D.等效替代的方法

C [点电荷的概念和质点的概念相同,都是应用了理想化模型的方法.故选项C正确.] 4.原来甲、乙、丙三物体都不带电,今使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后,得知甲物体带正电荷1.6×10

-15

C,丙物体带电荷量的大小为8×10

-16

C,

则对于最后乙、丙两物体的带电情况,下列说法中正确的是( )

A.乙物体一定带有负电荷8×10

-16

C C

B.乙物体可能带有负电荷2.4×10C.丙物体一定带有正电荷8×10

-15

-16

C C

-15

D.丙物体一定带有负电荷2.4×10

-16

A [由于甲、乙、丙原来都不带电,甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带1.6×10的正电荷,乙物体得到电子而带1.6×10

-15

C

C的负电荷;乙物体与不带电的丙物体相接触,

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从而使一部分负电荷转移到丙物体上,故可知乙、丙两物体都带负电荷,由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.6×10

-15

C-8×10

-16

C=8×10

-16

C,故A正确,D错误.]

5.在电场中某点放一检验电荷,其电荷量为q,检验电荷受到的电场力为F,该点电场强度为E=,那么下列说法正确的是( )

A.若移去检验电荷q,该点的电场强度就变为零

B.若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷,该点的场强就变为

2

C.若在该点放一个电荷量为-2q的检验电荷,则该点场强大小仍为E,但电场强度的方向变为原来相反的方向

D.若在该点放一个电荷量为 -的检验电荷,则该点的场强大小仍为E,电场强度的

2方向也还是原来的场强方向

D [电场中某点的电场强度是由场源电荷和该点的位置决定的,而与检验电荷是否存在、检验电荷的电性、电荷量无关.故正确答案为D.]

6.人类已探明某星球带负电,假设它是一个均匀带电的球体,将一带负电的粉尘置于该星球表面h处,恰处于悬浮状态.现设科学家将同样的带电粉尘带到距星球表面2h处,无初速释放,则此带电粉尘将( )

【导学号:】

A.向星球地心方向下落 B.飞向太空 C.仍在那里悬浮

D.沿星球自转的线速度方向飞出

C [均匀带电的星球可视为点电荷.粉尘原来能悬浮,说明它所受的库仑力与万有引力相平衡,即

FqEqkQqMm=G2,可以看出,r增大,等式仍然成立,故选C.] r2r7.(2017·台州模拟)在真空中有一点电荷形成的电场,离该点电荷距离为r0的一点,引入一电量为q的检验电荷,所受电场力为F,则离该点电荷为r处的场强大小为( )

2

FFr0Fr0FA. B.2 C. D.qqrqrqr0

rB [根据点电荷场强公式E=2可得:真空中同一点电荷产生的电场强度与场点位置r2

Er2FFr00

的平方成反比,则=2,又E0=,所以E=2,故选B.]

E0rqqrkQr8.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q和+5Q的电荷后,将它们固定在相距为a的两点,它们之间库仑力的大小为F1.现用绝缘工具使两小球相互接触后,

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再将它们固定在相距为2a的两点,它们之间库仑力的大小为F2.则F1与F2之比为( )

A.2∶1 B.4∶1 C.16∶1 D.60∶1

3Q·5QD [两球接触前,由库仑定律得F1=k,两球接触后,由于两小球完全相同,故2

a5Q-3QQ·QF1

接触后带电量相同,即q==Q,由库仑定律得F2=k则=60,选项D正确,2,22aF2A、B、C错误.]

9.(2017·平湖模拟)如图6-1-10所示,关于a、b两点的电场强度的大小及方向,下列表述正确的是( )

图6-1-10

A.Ea>Eb,方向相同 B.Ea>Eb,方向不同 C.Ea

B [电场线的疏密表示电场的强弱,a点电场较强;电场线的切线方向表示电场方向,

a、b两点的电场方向不相同,B正确.]

10.真空中有一个点电荷+Q1,在距其r处的P点放一电荷量为+Q2的试探电荷,试探电荷受到的静电力为F,则下列判断中正确的是( )

【导学号:】

A.P点的场强大小为 B.P点的场强大小等于也等于

FQ1

FQ2kQ2

r2

FQ2

C.试探电荷的电荷量变为2Q2时,其受到的静电力将变为2F,而P处的场强为 D.若在P点不放试探电荷,则该点场强为0

C [由场强定义式E=得E=,选项A错;由点电荷场强公式知E=FqFQ2kQ1

,选项B错误;r2

电场中的电场强度与放入电场中的电荷无关,无论有无放入试探电荷、试探电荷的电荷量如何,电场强度都不变,选项C正确,D错误.]

11.如图6-1-11所示直线为空间某电场的一条电场线,关于电场线上A、B两点的电场特点,下列说法正确的是( )

图6-1-11

A.A、B两点电场强度方向相同 B.A、B两点电场强度方向不同 C.A、B两点电场强度大小相等

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D.A、B两点电场强度大小不等

A [电场强度方向沿电场线的切线方向,A、B两点在同一直电场线上,电场强度方向相同,选项A正确,B错误;因为图中只有一条电场线,无法从疏密程度上判断电场强度的强弱,所以A、B两点的电场强度大小无法判断,选项C、D错误.]

12.(加试要求)一带负电荷的质点,只在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是减小的,关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )

A B C D

D [质点的速度减小,根据动能定理,电场力对质点做负功,即电场力的方向与速度方向之间的夹角大于90°、指向轨迹弯曲的内部,又因为负电荷受到的电场力与场强的方向相反,所以D正确.]

13.(加试要求)(多选)如图6-1-12所示,M、N为两个等量同种点电荷,在其连线的中垂线上的P点(离O点很近)放一静止的点电荷q(负电荷),不计重力,下列说法中正确的是( )

图6-1-12

A.点电荷q在从P到O的过程中,加速度越来越大,速度也越来越大 B.点电荷q在从P到O的过程中,加速度越来越小,速度越来越大 C.点电荷q运动到O点时加速度为0,速度达到最大值

D.点电荷q越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到点电荷的速度为0 BCD [两点电荷在O点的电场强度刚好等大、反向,合电场强度为0,点电荷q在O点所受的力为0,加速度为0,而由图知,从O点往上、往下一小段位移内电场强度越来越强,加速度也就越来越大.从两侧往

O点运动过程中,静电力方向与运动方向相同,点电荷q做加速运动,

到O点时速度最大.故选项B、C、D正确.]

14.(2017·乐清模拟)如图6-1-13所示,A、B是两个带等量同种电荷的小球,A球固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上,B球静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上,且恰与

A球等高.若B球的质量为303 g,则B球带电荷量是多少?(g取10 m/s2)

【导学号:】

图6-1-13

【解析】 因为B球静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A球等高.设A、B两球之间的水平距离为L.

依据题意可得:

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hh10

tan 30°=,L== cm=103 cm.

Ltan 30°3

3

对B球进行受力分析,如图所示,依据物体平衡条件解得库仑力:

F=mgtan 30°=303×10-3×10×q1q2Q2

依据F=k2得F=k2,

rL解得 Q=

3

N=0.3 N. 3

F·L=k-6

0.3-2-6

9×103×10 C=1.0×10 C. 9×10

【答案】 1.0×10 C

15.(加试要求)如图6-1-14所示,

图6-1-14

一根光滑绝缘细杆与水平面成α=30°的角倾斜固定.细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中,场强E=2×10 N/C.在细杆上套有一个带电荷量为q=-1.73×10 C、质量为m=3×10 kg的小球.现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下,并从B点进入电场,小球在电场中滑至最远处的C点.已知AB间距离x1=0.4 m,g取10 m/s.求:

(1)小球在B点的速度vB;

(2)小球进入电场后滑行的最大距离x2; (3)小球从A点滑至C点的时间.

【导学号:】

12

【解析】 (1)小球在AB段滑动过程中,由机械能守恒有mgx1sin α=mvB,可得vB2=2 m/s.

(2)小球进入匀强电场后,在电场力和重力的作用下,由牛顿第二定律可得加速度

2

-2

4

-5

mgsin α-qEcos α2

a2==-5 m/s.

m-vB小球进入电场后还能滑行到最远处C点,BC的距离为x2==0.4 m.

2a2(3)小球从A到B和从B到C的两段位移中的平均速度分别为

2

vAB=

0+vBvB+0vB,vBC=.小球从A到C的平均速度为. 222

2

vBx1+x2= v t=t,

可得t=0.8 s.

【答案】 (1)2 m/s (2)0.4 m (3)0.8 s

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