库仑定律及静电场.docx

库仑定律1.（2015江苏单科,8,4分）（多选）两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示。c是两负电荷连线的中点,d点在正电荷的正上方,c、d到正电荷的距离相等，则（）A. a点的电场强度比b点的大B. a点的电势比b点的高C. c点的电场强度比d点的大D. c点的电势比d点的低解析1.观察题中图可知a点附近电场线比b点附近电场线密，所以Ea>Eb,A项正确;由沿电 £ a场线方向电势逐渐降低可知b>a,B项错;由场强公式E=k/和场强叠加原理可知Ec>Ed,C 项正确;当取无穷远处电势为0时,Q为负值4d为正值，所以d>c,D项正确。2.（2015海南单科,7,5分）（多选）如图，两电荷量分别为Q（Q>0）和-Q的点电荷对称地放置在x 轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b点位于y轴O点上方。取无穷远 处的电势为零。下列说法正确的是（）A. b点电势为零，电场强度也为零B. 正的试探电荷在a点的电势能大于零,所受电场力方向向右C. 将正的试探电荷从O点移到a点,必须克服电场力做功D. 将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，后者电势能的变化较大解析2.由两等量异种点电荷的电场线分布情况知:过Q和-Q连线的垂直平分线的等势面为 零势能面，因此将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点做的功相同，因此正试探电荷 电势能的变化相同,D错。点b在零势能面上,b点电势为零，由场强的合成法则知,b点的场强 不为零，方向平行x轴向右,A错。在a点放一正的试探电荷，所受的电场力方向向右，当沿x轴 正方向移动时，电场力做正功电势能减少，在O点减为零，过了 O点电势能为负值，所以正的试 探电荷在a点电势能大于零，反之若从O点移到a点，电场力与运动方向相反，因此电场力做负 功即克服电场力做功,B、C正确。3.（2015课标1,15,6分）如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、 Q是它们的交点，四点处的电势分别为M、N、P、Q。一电子由M点分别运动到N点和 P点的过程中，电场力所做的负功相等。则（）a上A. 直线a位于某一等势面内,褊B. 直线c位于某一等势面内4m>nC. 若电子由M点运动到Q点,电场力做正功D. 若电子由P点运动到Q点,电场力做负功解析3.由电子从M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等可知"m>n=P，故过N、P点的直线d位于某一等势面内，则与直线d平行的直线c也位于某 一等势面内，选项A错、B正确Wm=%,则电子由M点运动到Q点,电场力不做功，选项C错误; 由于p<m=q，电子由P点运动到Q点，电势能减小，电场力做正功，选项D错误。4.（2015浙江理综,14,6分）下列说法正确的是（）A. 电流通过导体的热功率与电流大小成正比B. 力对物体所做的功与力的作用时间成正比C. 电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比D. 弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比解析4.由焦耳定律可知P热=I2R，即电流通过导体的热功率与电流大小的平方成正比选项A 错误;由W=Fxcos9,若物体做匀变速直线运动,则位移x与时间t不成正比，选项B错误;电容 £的定义式为C=_J,由于C的大小由电容器本身决定，故Q与U成正比，选项C正确;弹簧的劲度 系数与弹簧本身有关，与弹簧伸长量无关，选项D错误。5.（2015四川理综,6,6分）（多选）如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是。,最低点是P,直 径MN水平。a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷）,b固定在M点,a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q（图中未画出）时速度为零。则小球2（）A,从N到Q的过程中,重力与库仑力的合力先增大后减小B. 从N到P的过程中，速率先增大后减小C. 从N到Q的过程中，电势能一直增加D. 从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量解析5.小球a从N到Q的过程中，重力不变,库仑力F逐渐增大,库仑力F与重力的夹角逐渐 变小,因此,F与mg的合力逐渐变大,A错误。从N到P的过程中,重力沿速度方向的分力等于 F沿速度反方向的分力时，速率最大,B正确;从N到Q,F 一直做负功，电势能一直增加,C正确； 从P到Q,根据能量守恒知电势能的增加量和重力势能的增加量之和等于动能的减少量所以 电势能的增加量小于动能的减少量D错误。6.（2015山东理综,18,6分）直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图。 M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为 零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点,则H点处场强的大小和方向分别为 （）映5苛 S *CW独Q独Q弘a5/cQA.，,沿y轴正向 B.，,沿y轴负向 C."',沿y轴正向 D.，,沿y轴负向 解析6.M、N两处的负点电荷在G处产生的合场强E1与O点处正点电荷在G处产生的场 强等大反向，所以E1= 1方向沿y轴正向，因为H与G关于x轴对称，所以M、N两处的负点 电荷在H处产生的合场强E2=E1= 1方向沿y轴负向。当正点电荷放在G点时，它在H点沽 Q峋 kQ SicQ产生的场强£3=2矿,方向沿y轴正向，则H处的场强为eh= "-W矿='1日',方向沿y轴负 向,B正确。7.（2015课标11,14,6分）如图，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放 一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45°, 再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将（）A. 保持静止状态B. 向左上方做匀加速运动C. 向正下方做匀加速运动D. 向左下方做匀加速运动解析7.最初带电微粒处于静止状态，受力如图（1）,Eq=mg;当两板绕过a点的轴逆时针转过 45°时,带电微粒的受力如图（2）,其合力指向左下方，故微粒从静止开始向左下方做匀加速运动, 选项D正确。8.（2015海南单科,5,3分）如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距l。在正极板附近有一 质量为M、电荷量为q（q>0）的粒子;在负极板附近有另一质量为m、电荷量为-q的粒子。 在电场力的作用下,两粒子同时从静止开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与 其相距l的平面。若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M：m为（A.3：2B.2：1C.5：2D.3：1解析8.因两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面，电荷量为q的粒子通过的位移大小为I电荷量为-q的粒子通过的位移大小为l,由牛顿第二定律知它们的加速度大小 分别为aj=、a2=三，由运动学公式有l=_lat2= K t2,=a2t2=-',吒2,得211=。 B、C、D 错,A 对。9.（2015安徽理综,15,6分）由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q1和q2, 其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为F=k二，式中k为静电力常量。若用国际单 位制的基本单位表示,k的单位应为（）A. kgAmB. kg-A-2-m3-s-4C. kg-m2-C-2D. Nm2A-2Ft2N-静q解析9.由库仑定律知k='E,式中都取国际单位时k的单位为；，由1 =知,1C2 = 1A2&,又因1N=1 ",整理可得k的单位应为疽L % . I即kg-A-2-m3-S-4，故选项B正确。10. （山东省济南市2014届高三上学期期末考试）下列选项中的各绝缘直杆大小相同，所带 电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各直杆间彼此绝缘。坐标原点O处电场强度最大 的是ABCD解析10.电荷均匀分布各绝缘直杆可以视为无数带等量电荷的点电荷，根据场强的叠加原 理可知各选项中项中场强大小。设A选项中坐标原点O处电场强度大小为E，则B选项中坐标原点O处电场强度大小为'£，C选项中坐标原点O处电场强度大小也为E，D选项中坐标原点O处电场强度大小也为0,故B选项中坐标原点O处电场强度最大。11. （广东省广州市2014届高三1月调研测试物理试题）如图，一 ，在c点固定一正 电荷，将另一负电荷从a点移到b点，负电荷在a、b两点的电势能分别为Epa、Epb，所受 电场力分别为Fa、Fb，贝A. Epa>EpbB. 4Fa=FC. Epa<EpbD. 9Fa=Fb解析11.将一负电荷从a点移到b点过程中电场力做正功，电荷电势能减小，故Epa>E pb ,A项正确，C项错；由F=k可得负电荷在a、b两点所受电场力分别为,-,故9Fa=Fb，D项正确，B项错。12. （2011海南单科，3,易）三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之 间的距离远大于小球的直径.球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球 1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接 触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变.由此可知（）A.n=3B.n=4C.n=5D.n=6 解析12.由于各球之间距离远大于小球的直径，小球带电时可视为点电荷.由库仑定律F=k Q1Q2知两点电荷间距离不变时，相互间静电力大小与两球所带电量的乘积成正比.又由于三小球相同，则接触时平分总电量，故有qxnq=：x :，解之可得n=6, D正确.13. （2011上海单科，16,易）如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝 缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态地面受到的压力为N，球b所受细线的拉力为 F.剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力（）A.小于N B.等于N C.等于N+F D.大于N+F解析13.剪断连接球b的细线后，b球会向上加速，造成两球之间的静电力F电增大，剪 断前由整体法有N=Mg+mag+mbg，F i=mbg+F.剪断后对箱和a球有N'=Mg+mag+F 电'=N-mbg+F电'，由于F电'>F电，所以N'>N+F，故选D.14. （2009江苏单科，1，易）两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点 电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距r离变为九则两球间库仑力的大小为（）J_34A. ：FB. IF C. T D.12F对解析14.两带电金属球接触后，它们的电荷量先中和后均分，由库仑定律得：F=k ”F'=k =k .联立得F'= :F，C选项正确.15. （2012山东理综，19，中）图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的 点电荷.一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、 b、c三点是实线与虚线的交点.则该粒子（）A. 带负电B. 在c点受力最大C. 在b点的电势能大于在c点的电势能D. 由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化解析15.物体做曲线运动时，合力方向指向轨迹的凹侧，说明粒子带正电，A错误；由库 q/h仑定律F=k 知离圆心越远，粒子所受的力越小，B错误；粒子从b点到c点过程中， 静电力做正功，电势能减小，C正确；点电荷的等势面与虚线重合，依题意得Uab>Ubc， 又电场力做功W=qU，则Wab>Wbc，由动能定理得粒子由a点到b点的动能变化大于由b 点到c点的动能变化，D正确.16. （2009四川理综，20，难）如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点 电荷，带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为（'''< ）.若小物体电荷量保持不变，OM=ON，则（ ）2+MA. 小物体上升的最大高度为如B. 从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小C. 从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功D. 从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小解析16.设上升的最大高度是h，因为OM=ON，所以UMN=0，从M到N再从N到M由 动能定理-mgh-Wf=0-m' mgh-Wf= ：m ：由解得h= ，A正确.由库仑力公式F库=k.和受力分析知D正确.17. （2012武汉毕业生二月调研，20）如图所示，在光滑绝缘的水平桌面上有四个点电荷， 带电量分别为-q、Q、-q、Q。四个点电荷构成一个菱形，-q、-q的连线与-q、Q的连线之间 的夹角为a。若此系统处于平衡状态，则正确的关系式可能是（）8 矿 = COS5A.B.口，*。O2C.D.T解析17.设菱形边长为a，则两个Q之间距离为2asina，则两个q之间距离为2acosa。选 取-q作为研究对象，由库仑定律和平衡条件得2k三cosa=k-，解得g r】 昌j,选项A对，B错；选取Q作为研究对象，由库仑定律和平衡条件得2k |sina=k，解得、iii，”，选项 C 对，D 错。18. （福建省2013年普通高中毕业班质量检查,3）如图，质量为m、带电量为q的小球S用 绝缘细线悬挂，处于固定的带电体A产生的电 场中，A可视为点电荷，B为试探电荷。当 小球B静止时，A、B等高，细线偏离竖直线方向的夹角为。已知重力加速度为g。则点 电荷A在B处所产生的场强大小为n琨 ian 8A. 七鸿 ColB.Nig sin &c.D.解析18.将带电小球受力分析如右图所示。由共点力平衡可得.;/-.in （/，解得则点19. （武汉市2013届高中毕业生四月调研测试,6）如图所示，在光滑绝缘水平面上有三个孤 立的点电荷QQ、Q2、Q恰好静止不动,QjQ2围绕Q做匀速圆周运动，在运动过程中三 个点电荷始终共线。已知Q1Q2分别与Q相距rr2,不计点电荷间的万有引力，下列说法 正确的是解析19.点电荷Q受力平衡，故有，解得QQ2的电荷量之比为二 n rir-2B项正确，A项错；Q、Q2围绕Q做匀速圆周运动故有”.,-,.；，解得QQ2的质量之比为里-二，故D项正确，C项错。 rrti fi20. （2013北京，18， 6分）某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动（）A.半径越大，加速度越大B. 半径越小，周期越大C. 半径越大，角速度越小D. 半径越小，线速度越小解析20.设原子核的电荷量为Q,原子核对电子的静电引力提供电子运动的向心力:/ 亦蜜W 陲 瓯=ma 向=m=m( T ) 2r=m32r,分别解得 a 向=k】nF,T=2n T成弓3= Jm,v= 1 ni，,则半径 r越大，加速度a向、角速度3和线速度v均越小，而周期T越大，故选项C正确。