1、【 精品教育 资源文库 】 配餐作业 (二十 ) 库仑定律 电场力的性质 A 组 基础巩固题 1 (传统文化 )中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角： “ 以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。 ” 进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是 ( ) A地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 解析 由题意可知，地理南、北极与地磁场的南 、北极不重合，存在磁偏角， A 项正确；磁感线是闭合的，再
2、由图可推知地球内部存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故 B 项正确；只有赤道上方附近的磁感线与地面平行，故 C 项错误；射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的运动方向与地磁场方向不平行，故地磁场对其有力的作用，这是磁场的基本性质，故 D 项正确。 答案 C 2 A、 B 是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从 A 点沿电场线运动到 B 点，其速度 v 与时间 t 的关系图象如图所示。则此电场的电场线分布可能是选项图中的 ( ) 【 精品教育 资源文库 】 解析 从图象可以看出， 粒子的速度随时间逐渐减小，图线的斜率增大，说明粒子的加速度逐渐增大，电场强度变大，从 A
3、 到 B 电场线变密，综合分析可知，负电荷顺着电场线运动， A 项正确。 答案 A 3 (多选 )用电场线能直观、方便地比较电场中各点电场的强弱。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点： O 是电荷连线的中点， E、 F 是连线中垂线上相对于 O 点对称的两点， B、 C 和 A、 D 也相对于 O 点对称。则 ( ) A B、 C 两点场强大小和方向都相同 B A、 D 两点场强大小相等，方向相反 C E、 O、 F 三点比较， O 点场强最强 D B、 O、 C 三点比较， O 点场强最弱 解析 由等量异种点电荷的电场线分布规律可知 A、 C、 D 项正确， B 项错误
4、。 答案 ACD 4 (多选 )如图所示，两个带等量正电荷的小球 A、 B(可视为点电荷 )被固定在光滑绝缘水平面上。 P、 N 是小球 A、 B 连线的垂直平分线上的点，且 PO ON。现将一个电荷量很小的带负电的小球 C(可视为质点 )从 P 点由静止释放，在小球 C 向 N 点运动的过程中，关于小球C 的速度图象中，可能正确的是 ( ) 【 精品教育 资源文库 】 解析 在 AB 的垂直平分线上，从无穷远处到 O 点电场强度先变大后变小，到 O 点变为零，小球 C 受力沿垂直 平分线，加速度先变大后变小，速度不断增大，在 O 点加速度变为零，速度达到最大， v t 图线的斜率先变大后变
5、小；由 O 点到无穷远处，速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性；如果 P、 N 相距足够远，则 B 项正确，如果 P、 N 相距很近，则 A 项正确。 答案 AB 5 (2017 江苏 )如图所示，三块平行放置的带电金属薄板 A、 B、 C 中央各有一小孔，小孔分别位于 O、 M、 P 点。由 O 点静止释放的电子恰好能运动到 P 点。现将 C 板向右平移到P 点，则由 O 点静止释放的电子 ( ) A运动到 P 点返回 B运动到 P 和 P 点之间 返回 C运动到 P 点返回 D穿过 P 点 解析 AB、 BC 之间为匀强电场，电子先加速后减速恰能到达 P 点， C 板向右移动， C
6、 板上的电荷量 Q 保持不变， B、 C 板间场强为 E Ud QCd 4 kQrS，故 BC 板间的场强分布不变，电子静止释放后恰能运动到 P 点，之后反向运动，故 A 项正确。 答案 A 6 (多选 )如图所示，水平面绝缘且光滑，一绝缘的轻弹簧左端固定，右端有一带正电荷的小球，小球与弹簧不相连，空间存在着水平向左的匀强电场，带电小球在静电力和 弹簧弹力的作用下静止，现保持电场强度的大小不变，突然将电场反向，若将此时作为计时起点，则下列描述速度与时间、加速度与位移之间变化关系的图象正确的是 ( ) 【 精品教育 资源文库 】 解析 将电场反向，小球在水平方向上受到向右的电场力和弹簧的弹力，
7、小球离开弹簧前，根据牛顿第二定律得，小球的加速度 a qE kxm ，知 a 随压缩量 x 的减小均匀减小，当脱离弹簧后，小球的加速度 a qEm ，保持不变。可知小球先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀加速运动，故 A、 C 项正确， B、 D 项错误。 答案 AC 7 (多选 )如图所示，两个带电小球 A、 B 分别处于光滑绝缘的竖直墙面和斜面上，且在同一竖直平面内，用水平向左的推力 F 作用于 B 球，两球在图示实线位置静止。现将 B 球向左移动少许，发现 A 球随之移动，两球在虚线位置重新平衡，则重新平衡时的情况与移动前相比，下列说法中正确的是 ( ) A墙面对 A 的弹力变小 B斜面
8、对 B 的弹力变大 C推力 F 变小 D两小球之间的距离变小 解析 以 A、 B 两球整体为研究对象，受力分析如图甲所示，由平衡条件得 FBcos (mA mB)g， FA F FBsin ，且 角为定值。 以 A 为研究对象受力分析如乙图所示，由平衡条【 精品教育 资源文库 】 件得 F 电 cos mAg， FA F 电 sin ，且 角减小。整理可得 F 电 mAgcos ，随 角减小， F电 减小，结合库仑定律可知，两小球之间的距离变大， D 项错误；由 FA F 电 sin 可判断 FA减小， A 项正确； FB mA mB gcos 不变， B 项错误；推力 F FA FBsin
9、 减小， C 项正确。 答案 AC 【解题技巧】 考查连接体问题的动态平衡，整体法、隔离法相结合是解决此类问题的根本方法。 8 (2017 天津 )(多选 )如图所示，在点电荷 Q 产生的电场中，实线 MN 是一条方向未标出的电场线，虚线 AB 是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在 A、 B 两点的加速度大小分别为 aA、 aB，电势能分别为 EpA、 EpB。下列说法正确的是 ( ) A电子一定从 A 向 B 运动 B若 aAaB，则 Q 靠近 M 端且为正电荷 C无论 Q 为正电荷还是负电荷一定有 EpAaB，说明电子在 M 点受到的电场力较大， M 点的电场强度较大，根据点电荷
10、的电场分布可知，靠近 M 端为场源电荷的位置，应带正电，故 B项正确；无论 Q 为正电荷还是负电荷，一定有电势 A B，电子电势能 Ep e ，电势能【 精品教育 资源文库 】 是标量，所以一定有 EpAEpB，故 C 项正确， D 项错误。 答案 BC B 组 能力提升题 9如图所示，一水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷 Q，一表面绝缘的带正电小球 (可视为质点且不影响 Q 的电场 )，从左端以初速度 v0滑上金属板光 滑的上表面，向右运动到右端，在运动过程中 ( ) A小球先做减速运动再做加速运动 B小球受到的合力的冲量为零 C小球的电势能先减小，后增加 D小球先加速运动，后减速运
11、动 解析 金属板的表面是一个等势面，带电小球受到的电场力沿竖直方向，水平方向不受外力，小球做匀速直线运动，电场力不做功，电势能不变，合外力的冲量为零，综上所述，只有 B 项正确。 答案 B 10一个外半径为 R，内半径为 r 的带正电空心金属球壳，球心在 x 轴上的 O 点，金属球壳在周围空间产生静电场，则其电场强度的大小 E 在 x 轴上的分布情况是 ( ) 【 精品教育 资源文库 】 解析 带电金属球壳内的场强为零，所以 D 项正确。 答案 D 11 如图所示，在真空区域 、 中存在两个匀强电场，其电场线方向竖直向下，在区域 中有一个带负电的粒子沿电场线以速度 v0匀速下落，并进入区域
12、(电场范围足够大 )。则选项图中描述的粒子在这两个电场中运动的速度时间图象中，可能正确的是 (以 v0方向为正方向 )( ) 解析 带负电的粒子受到重力和电场力的作用，在上面的电场中重力等于电场力，粒子恰好做匀速直线运动，在下面的电场中，电场力将大于重力，粒子做匀减速直线运动，待速【 精品教育 资源文库 】 度为零后 反向运动，然后返回上面的电场做匀速直线运动，由分析可知， C 项正确。 答案 C 12如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为 m、电量均为 Q 的物体 A 和 B(A、 B均可视为质点 )， 它们间的距离为 r，与水平面间的动摩擦因数均为 。求： (1)A 受的摩擦力为多大？
13、 (2)如果将 A 的电量增至 4Q，两物体开始运动，当它们的加速度第一次为零时， A、 B各运动了多远距离？ 解析 (1)由平衡条件可知 A 受的摩擦力 f F kQ2r2。 (2)物体运动后，当加速度 a 0 时，设 A、 B 间距离为 r 。 根 据牛顿第二定律： k4Q2r 2 mg 0，得 r 2Q kmg 。 由题意可知 A、 B 运动的距离均为 s r r2 。故 s Q kmg r2。 答案 (1)kQ2r2 (2)A、 B 运动距离均为 Qkmg r2 13 如图所示，在光滑绝缘水平面上 B 点的正上方 O 处固定一个质点，在水平面上的 A点放另一个质点，两个质点的质量均为
14、m，带电荷量均为 Q。 C 为 AB 直线上的另一点 (O、 A、B、 C 位于同一竖直平面上 )， A、 O 间的距离为 L， A、 B 和 B、 C 间的距离均为 L2，在空间加一个水平方向的匀强电场后 A 处的质点处于静止状态。试问： (1)该匀强电场的场强为多大？其方向如何？ 【 精品教育 资源文库 】 (2)给 A 处的质点一个指向 C 点的初速度，该质点到达 B 点时所受的电场力为多大？ (3)若指向 C 点的初速度大小为 v0，质点到达 C 点时的加速度和速度分别为多大？ 解析 (1)根据库仑定律有 F kQ2L2， 根据共点力平衡条件有 Fsin30 EQ， 由以上两式得 E Fsin30Q kQ2L2，方向由 A 指向 C(或水平向右 )。 (2)小球在 B 点受到的库仑力 F 库 kQ2L 2。 由平行四边形定则得合电场力 F 合 EQ 2 ? ?kQ2L 22 73kQ26L2 。 (3)由牛顿第二定律得 akQ2sin30&#
