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2014届高考物理一轮复习课时训练:第七章 第1课时 电场的力的性质(粤教版)


第七章

第 1 课时

电场的力的性质

(课时活页卷) 一、单项选择题 1.以下说法错误的是( A.电荷的周围存在电场 B.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而存在的 C.电荷甲对电荷乙的电场力是电荷甲的电场对电荷乙的作用力 D.电场力是不直接接触物体之间的作用力,这种相互作用不经其他物质便可直接进

行 【答案】 D 【解析】 电荷的周围产生电场,电场是客观存在的,是一种物质,A、B 正确;电 )

场的基本性质是对处于其中的电荷有力的作用, 电荷间的相互作用是通过电场这种物质进行 传递的,C 正确,D 错误. (2013.广东茂名一中月考)2.如图所示,AB 是某个点电荷的一条电场线,在电场线 上 O 点由静止释放一个负电荷,它仅在电场力作用下沿电场线向 B 运动,下列判断正确的 是( )

A.电场线由 B 指向 A,该电荷做加速运动,加速度越来越小 B.电场线由 B 指向 A,该电荷做加速运动,其加速度大小变化因题设条件不能确定 C.电场线由 A 指向 B,电荷做匀加速运动 D.电场线由 B 指向 A,电荷做加速运动,加速度越来越大 【答案】 【解析】 B 电场线的切线方向是正电荷在该处的受力方向,和负电荷所受电场力的方

向相反,所以电场线由 B 指向 A;只有一条电场线不能判断各点电场的强弱(因为不能确定 电场线的疏密),也就不能判断电场力大小及加速度的变化,所以只有 B 正确. (经典题) 如图所示, 3. 空间有一电场, 电场中有两个点 a 和 b。 下列表述正确的是( )

A.a 点的电场强度比 b 点的大 B.该电场是匀强电场

C.b 点的电场强度比 a 点的大 D.正电荷在 a、b 两点受力方向相同 【答案】 A

【解析】 电场线的疏密表示电场强度的大小,故 Ea >Eb ,A 项对,C 错;匀强电场的 电场线是平行、等间距的直线,B 错;正电荷在电场中受力的方向与电场方向相同,沿电场 线的切线方向,因此,正电荷在 a、b 两点受力方向不同,D 错. (创新题)4.如图所示,三个完全相同的绝缘金属小球 a、b、c 位于等边三角形的三 个顶点上,c 球在 xOy 坐标系原点 O 上,a 和 c 带正电,b 带负电,a 所带电荷量比 b 所带 电荷量少,关于 c 受到 a 和 b 的电场力的合力方向,下列判断中正确的是( )

A.从原点指向第Ⅰ象限 B.从原点指向第Ⅱ象限 C.从原点指向第Ⅲ象限 D.从原点指向第Ⅳ象限 【答案】 D

【解析】 设 a、b、c 三个小球的带电荷量分别为 qa 、qb 、qc,三角形的边长为 r.由库 仑定律知 a 与 c、b 与 c 之间的电场力分别为:F ac= kqa qc ,方向沿 ac 连线由 a 指向 c,F bc r2

kq q = b c,方向沿 bc 连线由 c 指向 b.由于 qa <qb ,所以 Fac<F bc,由力的平行四边形定则知 F ac r2 与 F bc 的合力的方向从原点指向第Ⅳ象限,D 正确. 二、双项选择题 5.如图所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷 Q 产生的电场线,若带电粒子 q(|Q| ?|q|)由 a 运动到 b,电场力做正功.已知在 a、b 两点粒子所受电场力分别为 F a 、Fb ,则下 列判断正确的是( )

A.若 Q 为正电荷,则 q 带正电,F a<F b B.若 Q 为正电荷,则 q 带正电,F a >F b

C.若 Q 为负电荷,则 q 带负电,F a <F b D.若 Q 为负电荷,则 q 带负电,F a>F b 【答案】 BD

【解析】 由于粒子由 a 运动到 b 电场力做正功,可知电场力指向外侧,Q、q 为同种 电荷;电场线密集的地方电场强度大,由 F=Eq 知 F a 大,B、D 正确.

(经典题)6.如图所示为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出).图 中 C 点为两点电荷连线的中点,MN 为两点电荷连线的中垂线,D 为中垂线上的一点,电场 线的分布关于 MN 左右对称.则下列说法中正确的是( )

A.这两点电荷一定是等量异种电荷 B.这两点电荷一定是等量同种电荷 C.D、C 两点的电场强度方向一定相同 D.C 点的电场强度比 D 点的电场强度小 【答案】 AC

【解析】 由电场线分布的特征可知,产生电场的电荷一定是等量异种电荷,A 正确; B 不正确。D、C 两点电场线的疏密不同,D、C 两点的电场强度大小不同,但方向相同, 故 C 正确;C 点电场线密,电场强度大,D 不正确. (2013.广东惠州一中月考)7.把一带正电小球 a 放在光滑绝缘斜面上,欲使小球 a 能 静止在如图所示的位置,需在 MN 间放一带电小球 b,则( )

A.b 球带负电,放在 A 点 B.b 球带正电,放在 A 点 C.b 球带负电,放在 C 点 D.b 球带正电,放在 C 点 【答案】 BC

【解析】 小球 a 能静止在斜面上,即小球 a 受到的合力为零,若 b 球带正电放在 A 点, 当球 a 所受电场力大小等于球 a 的重力时, 小球 a 受到的合力为零, 可以静止, 正确; B 若 b 球带负电放在 A 点,小球 a 所受电场力向下,小球 a 受到的合力不能为零,不能静止,

A 错误;若 b 球带负电放在 C 点,小球 a 受到三个力的作用,合力可以等于零,可以静止, C 正确;若 b 球带正电放在 C 点,由力的合成可知,小球 a 所受合力不能为零,故不能静 止,D 错误. 8.如图是某一点电荷的电场线分布图,下列表述正确的是( )

A.a 点的电势低于 b 点的电势 B.该点电荷带正电 C.a 点和 b 点电场强度的方向相同 D.a 点的电场强度大于 b 点的电场强度 【答案】 AD

【解析】 沿着电场线电势降低,a 点电势比 b 点电势低,A 项正确;由电场线方向知 该点电荷带负电,B 项错误;a 点和 b 点不在同一条电场线上,电场强度方向不同,C 错误; a 点靠近场源电荷,a 点场强大于 b 点场强,D 项正确. 9. (2012· 揭阳模拟)如图所示, 可视为点电荷的小球 A、 分别带负电和正电, 球固定, B B 其正下方的 A 球静止在绝缘斜面上,则 A 球受力个数可能为( )

A.可能受到 2 个力作用 C.可能受到 4 个力作用 【答案】 AC

B.可能受到 3 个力作 D.可能受到 5 个力作用

【解析】 以 A 为研究对象,由平衡条件知,如果 A 不受摩擦力的作用,则斜面对 A 没有弹力的作用,A 只受重力和库仑力的作用;如果 A 受摩擦力的作用,则斜面对 A 一定 有弹力的作用,所以 A 受 4 个力作用.故 A、C 正确. 三、非选择题 10. 如图所示, 在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心处放一点电荷, 将质量为 m、 带电荷量为 q 的小球从圆弧管水平直径的端点 A 由静止释放,当小球沿细管下滑到最低点 时, 对细管的上壁的压力恰好与球重相同, 求圆心处的电荷在圆弧管内产生的电场的场强大 小.

【答案】 4mg/q 【解析】 设光滑半圆弧的半径为 R,小球从 A 到最低点的过程中,只有重力做功,电 场力不做功,由动能定理得:mgR= 1 2 mv ① 2 mv ② R
2

在最低点,由牛顿第二定律得:F-mg-F N ′= 又 F=qE,③ F N ′=FN =mg④ 由①②③④解得 E=4mg/q.

11.如图所示,a、b 为两个固定的带正电 q 的点电荷,相距为 L,通过其连线中点 O 作此线段的垂直平分面,在此平面上有一个以 O 为圆心、半径为 3 L 的圆周,其上有一个 2

质量为 m、带电荷量为-q 的点电荷 c 做匀速圆周运动,求 c 的速率.

【答案】 q

3k 2mL

【解析】 对 c 进行受力分析如图所示,由于 c 到 O 点距离 R=

3 L,所以△abc 是等 2

边三角形。a、b 对 c 作用力 F 1 =F 2 =k 由牛顿第二定律得:F 合 =m 即 v2 3kq2 2 =m L 3 L 2 3k . 2mL v2 R

q ,合力 F 合 =2F 1cos 30° = L2

2

3kq 。 L2

2

解得:v=q

12.用一根长为 l 的丝线吊着一质量为 m、带电荷量为 q 的小球,小球静止在水平向右 的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成 37° 角.现突然将该电场方向变为向下但大小 不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为 g),求:

(1)匀强电场的电场强度的大小. (2)小球经过最低点时丝线的拉力.

3mg 【答案】 (1) 4q

(2)

49 mg 20

【解析】 (1)小球静止在电场中受力如图所示,

显然小球带正电,由平衡条件得: mgtan 37° =qE① 故 E= 3mg .② 4q

(2)当电场方向变成向下后,小球开始摆动做圆周运动,重力、电场力对小球做正功.由 动能定理得: 1 2 mv =(mg+qE)l(1-cos 37° )③ 2 由圆周运动知识,在最低点时, v2 F 向 =F T-(mg+qE)=m ④ l 49 由③④解得 FT = mg. 20


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