第2~3節(jié)綜合拔高練

第2~3節(jié)綜合拔高練五年選考練考點1庫侖定律的應(yīng)用1.(2015安徽理綜,15,6分,)由庫侖定律可知,真空中兩個靜止的點電荷,帶電量分別為q1和q2,其間距離為r時,它們之間相互作用力的大小為F=kq1q2r2,式中k為靜電力常量。若用國際單位制的基本單位表示,k·A2·m3 ·A-2·m3·s-4·m2·C-2 ·m2·A-2考點2靜電感應(yīng)2.(2015浙江理綜,16,6分,)如圖所示為靜電力演示儀,兩金屬極板分別固定于絕緣支架上,且正對平行放置。工作時兩板分別接高壓直流電源的正負極,表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細線懸掛在兩金屬極板中間,則()A.乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負電荷B.乒乓球受到擾動后,會被吸在左極板上C.乒乓球共受到靜電力、重力和庫侖力三個力的作用D.用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸,放開后乒乓球會在兩極板間來回碰撞考點3電場強度的疊加3.(2018課標Ⅰ,16,6分,)如圖,三個固定的帶電小球a、b和c,相互間的距離分別為ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k,則(深度解析)、b的電荷同號,k=16、b的電荷異號,k=16、b的電荷同號,k=64、b的電荷異號,k=64考點4靜電力作用下的平衡問題4.(2019課標Ⅰ,15,6分,)如圖,空間存在一方向水平向右的勻強電場,兩個帶電小球P和Q用相同的絕緣細繩懸掛在水平天花板下,兩細繩都恰好與天花板垂直,則()和Q都帶正電荷和Q都帶負電荷帶正電荷,Q帶負電荷帶負電荷,Q帶正電荷5.(2017北京理綜,22,16分,)如圖所示,長l=1m的輕質(zhì)細繩上端固定,下端連接一個可視為質(zhì)點的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強電場中,繩與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球所帶電荷量q=1.0×10-6C,勻強電場的場強E=3.0×103N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos。求:(1)小球所受靜電力F的大小。(2)小球的質(zhì)量m。(3)將電場撤去,小球回到最低點時速度v的大小。考點5勻強電場中粒子的運動軌跡6.(2015廣東理綜,21,6分,)(多選)如圖所示的水平勻強電場中,將兩個帶電小球M和N分別沿圖示路徑移動到同一水平線上的不同位置,釋放后,M、N保持靜止,不計重力,則()的帶電量比N的大帶負電荷,N帶正電荷C.靜止時M受到的合力比N的大D.移動過程中勻強電場對M做負功三年模擬練應(yīng)用實踐1.(2020四川綿陽南山中學(xué)高二上月考,)如圖,在勻強電場中有一個質(zhì)量為m、電荷量為q的小球A懸掛在絕緣細線上,當小球靜止時,細線與豎直方向成30°角。則該電場的電場強度的最小值為()A.mg2q B.3mg3q 2.(2020吉林白城一中高二上期中,)直角坐標系xOy中,M、N兩點位于x軸上,G、H兩點坐標如圖。M、N兩點各固定一負點電荷,一電荷量為Q的正點電荷置于O點時,G點處的電場強度恰好為零。靜電力常量用k表示。若將該正點電荷移到G點,則H點處場強的大小和方向分別為()A.3kQ4a2B.3kQ4a2C.5kQ4a2D.5kQ4a23.(2020浙江嘉興高三上選考模擬,)用一條絕緣輕繩懸掛一個帶正電的小球,小球質(zhì)量為1.0×10-2kg,所帶電荷量為7.5×10-8C,現(xiàn)加一水平方向的勻強電場,平衡時絕緣輕繩與豎直方向成37°角,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2,則()A.輕繩受到的拉力大小為NB.電場強度大小為1.0×107N/CC.改變場強方向,仍使小球靜止在原位置,則電場強度的最小值為8.0×105N/CD.剪斷輕繩,帶電小球?qū)⒆鲱惼綊佭\動遷移創(chuàng)新4.(2020福建六校聯(lián)考改編,)如圖所示,在空間中的A、B兩點固定著一對等量正點電荷,有一帶電粒子在它們產(chǎn)生的電場中運動,設(shè)帶電粒子在運動過程中只受到靜電力的作用,帶電粒子在電場中所做的運動可能是()A.勻變速直線運動 B.勻速圓周運動C.類平拋運動 D.往復(fù)運動現(xiàn)有某同學(xué)分析如下:帶電粒子在該電場中不可能做勻變速直線運動與類平拋運動,因為帶電粒子在該電場中不可能受到恒定的外力作用,所以A、C是錯誤的,也不可能做勻速圓周運動,因為做勻速圓周運動的物體所受的合外力始終指向圓心充當向心力,圖示中兩點電荷所產(chǎn)生的電場不可能提供這樣的向心力,所以B也是錯誤的。唯有D正確,理由是帶電粒子可以在A、B連線中點O兩側(cè)對稱位置之間做往復(fù)運動。你認為該同學(xué)的全部分析過程是否有錯?若沒有錯,請說明正確答案“D”成立的條件;若有錯,請指出錯誤并說明理由。

答案全解全析第2~3節(jié)綜合拔高練五年選考練1.B由庫侖定律知k=Fr2q1q2,式中都取國際單位時k的單位為N·m2C2,由I=qt知,1C2=1A2·s2,又因1N=1kg·ms2,整理可得k的單位應(yīng)為kg·m2.D乒乓球在兩極板中間時,其左側(cè)會感應(yīng)出正電荷,A錯誤;靜電力和庫侖力是同一個力的不同稱謂,C錯誤;乒乓球與右極板接觸則帶正電,在靜電力作用下向左運動與左極板相碰,碰后帶上負電,又向右運動與右極板相碰,如此往復(fù)運動,所以D正確,B錯誤。3.D若a、b的電荷同號,則c所受庫侖力的合力指向2或4區(qū)域;若a、b的電荷異號,則c所受庫侖力的合力指向1或3區(qū)域;故只有a、b的電荷異號,合力方向才能與a、b連線平行。設(shè)a帶正電荷,b、c帶負電荷,c受力如圖,tanβ=tanα=34,FbFa=tanβ,由庫侖定律得FbFa=rac2·|Qb|r一題多解電場強度疊加法球c所受的庫侖力的合力方向平行于a、b連線,表明球c處的合電場強度方向平行于a、b連線。若a、b的電荷同號,球c處的合電場強度指向2或4區(qū)域;若a、b的電荷異號,球c處的合電場強度指向1或3區(qū)域;故a、b的電荷必須異號。設(shè)a、c帶正電荷,b帶負電荷,球c處的電場強度方向如圖,tanβ=tanα=34,由電場強度疊加原理得,tanβ=EbEa,結(jié)合點電荷電場強度公式得EaEb=rbc2·|Qa|r4.D兩細繩都恰好與天花板垂直說明兩小球水平方向都處于平衡狀態(tài)。設(shè)勻強電場場強為E,P所帶電荷量大小為q,Q所帶電荷量大小為q'。若P帶負電,對P分析如圖甲所示,此時Q應(yīng)帶正電,對Q分析如圖乙所示,兩細繩可與天花板垂直,符合題意;同理分析若P帶正電,不符合題意。故選D。甲乙5.答案(1)3.0×10-3N(2)4.0×10-4kgm/s解析(1)F=qE=3.0×10-3N(2)由qEmg=tan37°,得m=4.0×10-4(3)由mgl(1-cos37°)=12mv2,v=2gl(6.BD不考慮重力,取整體為研究對象,外力只有勻強電場的靜電力,由平衡條件可知M、N所受靜電力必等大反向,故M、N必帶有等量異種電荷,A錯誤;隔離出M,因N對其靜電引力向右,則電場對其靜電力必向左,即與場強方向相反,故M帶負電,則N帶正電,B正確;靜止時,M、N所受合力都為0,C錯誤;因勻強電場對M的靜電力方向與M移動方向成鈍角,故D正確。三年模擬練1.A小球受到三個力的作用:重力mg、靜電力F和細線的拉力T,根據(jù)平衡條件得知:F和T的合力與重力mg大小相等、方向相反,作出靜電力在三種不同方向下力的合成圖如圖,可以看出,當靜電力F與細線的拉力T垂直時,靜電力最小,此時靜電力的方向與豎直方向的夾角為60°,則電場強度的方向與豎直方向的夾角為60°。由圖求出靜電力的最小值為Fmin=mgsin30°,又Fmin=qE,得E=mg2q,選項A正確,B、C、2.BM、N兩處的負點電荷在G處產(chǎn)生的合場強E1與O點處正點電荷在G處產(chǎn)生的場強等大反向,所以E1=kQa2,方向沿y軸正向;因為H與G關(guān)于x軸對稱,所以M、N兩處的負點電荷在H處產(chǎn)生的合場強E2=E1=kQa2,方向沿y軸負向。當正點電荷放在G點時,它在H點處產(chǎn)生的場強E3=kQ(2a)2,方向沿y軸正向,則H處的合場強為EH=kQa3.C以小球為研究對象,進行受力分析,小球受重力、繩子拉力和靜電力,如圖所示,根據(jù)平衡條件,輕繩受到的拉力為T=mgcos37°=1.0×10-2×100.8N=1.25×10-1N,選項A錯誤;根據(jù)平衡條件有mgtan37°=qE,得:E=mgtan37°q=1.0×106N/C,選項B錯誤;當電場強度的方向斜向上垂直于輕繩時,電場強度最小,此時有mgsin3