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【金版教程】2014高考物理一轮复习 课时作业17 电场力的性质


课时作业(十七)
说法正确的是( )

电场力的性质

1.场源电荷+Q 对电荷 A、电荷 B 的电场力 FA、FB.如图所示,下列

A.FA 是电荷 A 产生的电场施加 B.FA 是电荷 B 产生的电场施加 C.FB 是电荷 B 产生的电场施加 D.FB 是电荷+Q 产生的电场施加 2.如图所示是某电场中的一条直线,一电子从 a 点由静止释放,它将沿直线向 b 点运 动,下列有关该电场情况的判断正确的是( A.该电场一定是匀强电场 B.场强 Ea 一定小于 Eb C.电子的电势能 Epa>Epb D.电子的电势能 Epa<Epb 3.将两个分别带有电荷量-2Q 和+5Q 的相同金属小球 A、B 分别固定在相距为 r 的两 处(均可视为点电荷),它们间库仑力的大小为 F.现将第三个与 A、B 两小球完全相同的不带 电小球 C 先后与 A、 相互接触后拿走,、 间距离保持不变, B A B 则两球间库仑力的大小为( A.F C. 9 F 10 1 B. F 5 1 D. F 4 ) )

4.光滑绝缘细杆与水平面成 θ 角固定,杆上套有一带正电小 球.为使小球静止在杆上,可加一匀强电场.在如图所示给出的四个 电场方向中,有可能使小球在杆上保持静止的是( A.垂直于杆斜向上 C.竖直向上 )

B.垂直于杆斜向下 D.水平向右

5.点电荷 A 和 B 分别带正电和负电,电荷量分别为 4Q 和-Q,在 A、

B 连线上,如图所示,电场强度为零的地方在(
A.A 和 B 之间 C.B 的左侧

)

B.A 的右侧 D.A 的右侧及 B 的左侧

6.在匀强电场中,将一质量为 m、电荷量为 q 的小球由静止释放, 带电小球的运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向的夹角为 θ ,如图所 示.则匀强电场的场强大小为( A.最大值是 ) B.最小值为

mgtan θ q

mgsin θ q

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C.唯一值是

mgtan θ q

D.以上都不对

7.如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中 M 点以相同速 度垂直于电场线方向飞出 a、b 两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动 轨迹如图中虚线所示.则( )

A.a 一定带正电,b 一定带负电 B.a 的速度将减小,b 的速度将增加 C.a 的加速度将减小,b 的加速度将增加 D.两个粒子的动能,一个增加一个减小 8.如图所示,M、N 和 P 是以 MN 为直径的半圆弧上的三点,O 点为半 圆弧的圆心,∠MOP=60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于

M、N 两点,这时 O 点电场强度的大小为 E1;若将 N 点处的点电荷移到 P
点,则 O 点的电场强度大小变为 E2.E1 与 E2 之比为( A.1∶2 C.2∶ 3 B.2∶1 D.4∶ 3 )

9.一带负电的试探电荷在不同电场中由静止释放,只受电场力作用,且沿直线运动, 它运动的 v-t 图象如图中甲、 乙所示, 则下列关于试探电荷所处的电场说法正确的是( )

A.甲图可能是在带正电的点电荷形成的电场中的 v-t 运动图象 B.甲图可能是在带负电的点电荷形成的电场中的 v-t 运动图象 C.乙图可能是在等量同种点电荷形成的电场中的 v-t 运动图象 D.乙图可能是在等量异种点电荷形成的电场中的 v-t 运动图象 10.(2012·上海单科)如图,质量分别为 mA 和 mB 的两小球带 有同种电荷,电荷量分别为 qA 和 qB,用绝缘细线悬挂在天花板 上.平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹 角分别为 θ 1 与 θ 2(θ 1>θ 2).两小球突然失去各自所带电荷后开 始摆动,最大速度分别为 vA 和 vB,最大动能分别为 EkA 和 EkB.则( A.mA 一定小于 mB C.vA 一定大于 vB 11. B.qA 一定大于 qB D.EkA 一定大于 EkB )

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如图所示, 竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区 域,场强 E=3×10 N/C.在两板间用绝缘细线悬挂一个质量 m=5×10 止时小球偏离竖直方向的夹角 θ =60°(g 取 10 m/s ).试求: (1)小球的电性和电荷量; (2)悬线的拉力; (3)若小球静止时离右板 d=5 3×10
-2 2 4 -3

kg 的带电小球,静

m,剪断悬线后,小球经多少时间碰到右极板.

12.如图所示,AB 是一倾角为 θ =37°的绝缘粗糙直轨道, 滑块与斜面间的动摩擦因数 μ =0.30,BCD 是半径为 R=0.2 m 的光滑圆弧轨道,它们相切于 B 点,C 为圆弧轨道的最低点,整 个空间存在着竖直向上的匀强电场,场强 E=4.0×10 N/C,质 量 m=0.20 kg 的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下.已知斜面 AB 对应的高度 h=0.24 m, 滑块带电荷量 q=-5.0×10 C,取重力加速度 g=10 m/s ,sin 37°=0.60,cos 37°= 0.80.求: (1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端 B 点时的速度大小; (2)滑块滑到圆弧轨道最低点 C 时对轨道的压力. 答案: 课时作业(十七) 1.D 场源电荷+Q 在它的周围产生电场,电荷 A 受到的电场力 FA 并不是自身产生的, 而是电荷+Q 产生的电场施加的,故 A、B 错误;同理,电荷 B 受到的电场力 FB 也不是自身 产生的,而是电荷+Q 产生的电场施加的,故 C 错误,D 正确. 2.C 只有一条电场线,无法判断该电场是不是匀强电场,也无法判断电场强度 Ea 和
-4 2 3

Eb 的大小关系,A、B 错;电子在静电力作用下从 a 运动到 b,静电力做正功,电势能减小,
C 对,D 错. 10Q 3.B 与小球 C 接触前 F=k 2 ,与小球 C 接触后 A、B 的电荷量分别变为-Q 和 2Q,
2

r

2Q 所以接触后的库仑力 F′=k 2 ,为原来的 1/5,故选 B.

2

r

4.CD

若电场方向垂直于杆斜向上,带电小球受到的电场力垂直于杆斜向上,小球受

到的重力、弹力、电场力的合力不可能为零,小球不可能静止,A 错误;同理得出,B 错误; 若电场方向竖直向上,小球受到的电场力竖直向上,当电场力大小等于小球的重力时,小球 静止,C 正确;若电场方向水平向右,小球受到的电场力水平向右,小球受到三个力(重力、
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弹力、电场力)作用,三个力的合力可以等于零,小球可能静止,D 正确. 5.C 6.

B

依题意, 带电小球所受合力方向与竖直方向的夹角为 θ , 根据平行四边形定则可知,

当电场力方向与合力方向垂直时, 场强最小, 如图所示. sin θ = 则 选项 B 正确.

qEmin mgsin θ , 所以 Emin= , mg q

7.C 设电场线为正点电荷的电场线,则由轨迹可判定 a 带正电,b 带负电;若电场线 为负点电荷的电场线,则 a 带负电,b 带正电,A 错.由粒子的偏转轨迹可知电场力对 a、b 均做正功,动能增加,B、D 错;但由电场线的疏密可判定,a 受电场力逐渐减小,加速度减 小,b 正好相反,故选项 C 正确. 8.B 因为两个点电荷的电荷量相等,符号相反,设一个点电荷产生的电场强度为 E, 则在 M、N 两点时电场强度方向是相同的,故有 E1=2E,将 N 点的点电荷移到 P 点后,通过 假设其中一个点电荷为正电荷,作电场强度的矢量图,可知两个电场强度的方向夹角为 120°,故由平行四边形定则可得,其合电场强度的大小 E2=E,所以 = 答案为 B. 9.BD 由甲图可知带负电的试探电荷在电场中做加速度逐渐减小的加速运动,因此可

E1 2E 2 = ,所以正确 E2 E 1

确定不可能是在带正电的点电荷形成的电场中的运动, 而可能是在带负电的点电荷形成的电 场中的运动,A 错、B 对;由乙图可知带负电的试探电荷在电场中先做加速度逐渐减小的加 速运动,然后做加速度逐渐增大的加速运动,其可能是沿等量异种点电荷连线运动,故 D 对、C 错. 10.ACD 以 A 小球为研究对象有:FTA·cos θ 1=mAg,FTAsin θ 1=FBA,以 B 小球为研 究对象有:FTB·cos θ 2=mBg,FTB·sin θ 2=FAB,且 FAB=FBA,因 θ 1>θ 2,故 FTB>FTA,而 cos θ 2>cos θ 1,故 mB>mA,选项 A 正确.因 A、B 两球摆到最低点时:A 小球下降的高度 hA 1 2 大于 B 小球下降的高度 hB.由 mv =mgh 有 v= 2gh,所以 vA>vB,故选项 C 正确.由库仑定 2 律 FAB=

kqAqB ,故无法确定 qA 和 qB 的大小,选项 B 错误.由 A 和 B 之间的库仑力做功的关系 r2 AB

可知库仑力对 A 做的功 WA 大于库仑力对 B 做的功 WB.即:WA=EkA>WB=EkB,故 EkA>EkB,即选项 D 正确.

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11.解析:

(1)小球受静电力向右,故带正电,受力分析如图所示. 由平衡条件有 Eq=mgtan 60° 5 3 -6 解得 q= ×10 C. 3 (2)由平衡条件得 F= . cos 60° 解得 F=0.1 N. (3)剪断细线后,小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,竖直方向做自由落 体运动.

mg

Eq 1 2 在水平方向上有 ax= ;d= axt ,联立以上两式解得 t=0.1 s. m 2
答案: (1)正 5 3 -6 ×10 (2)0.1 N (3)0.1 s 3

12.解析: (1)滑块沿斜面滑下的过程中,受到的滑动摩擦力

Ff=μ (mg+qE)cos 37°=0.96 N
设到达斜面底端时的速度为 v1,根据动能定理得

h 1 2 (mg+qE)h-Ff = mv1 sin 37° 2
解得 v1=2.4 m/s (2)滑块从 B 到 C,由动能定理可得: 1 2 1 2 (mg+qE)R(1-cos 37°)= mv2- mv1 2 2 当滑块经过最低点时,有

v2 2 FN-(mg+qE)=m R
由牛顿第三定律:F′N=FN 解得:F′N=11.36 N 答案: (1)2.4 m/s (2)11.36 N

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