高二物理寒假作业同步练习题库仑定律和电场强度含解析

库仑定律和电场强度

1、下列说法正确的是(　　)

A.库仑定律F＝k中k的数值是库仑用油滴实验测得的

B.元电荷e的数值是由密立根用扭秤实验测得的

C.感应起电和摩擦起电都是电荷从物体的一部分转移到另一部分

D.电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的比荷

【答案】D

【解析】静电力常量k的数值并不是为库仑测得的，选项A错误；元电荷e的数值是由密立根用油滴实验测得的，选项B错误；感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分，摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体，选项C错误；电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的比荷，选项D正确。

2．两个分别带有电荷量－Q和＋5Q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离变为，则两球间库仑力的大小为(　　)

A.   B.   C.   D.

【答案】D

【解析】两球相距r时，根据库仑定律F＝k，两球接触后，带电荷量均为2Q，则F′＝k，由以上两式可解得F′＝，选项D正确。

3、在电场中的某点放入电荷量为－q的试探电荷时，测得该点的电场强度为E；若在该点放入电荷量为＋2q的试探电荷，此时测得该点的场强(　　)

A.大小为2E，方向和原来的相反   B.大小为E，方向和原来的相反

C.大小为2E，方向和原来的相同   D.大小为E，方向和原来的相同

【答案】D

【解析】根据场强的定义式E＝得该点的场强为E，再根据电场中的场强取决于电场本身，所以在该点放入电荷量为＋2q的试探电荷时，该点的场强不变，故选项D正确。

4、下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是(　　)

【答案】C

【解析】A图中A、B两点场强大小相等，方向不同；B图中A、B两点场强的方向相同，但大小不等；C图中是匀强电场，则A、B两点场强大小、方向相同；D图中A、B两点场强大小、方向均不相同．

5、如图所示，一质量为m的带电小球A用长度为l的绝缘丝质细线悬挂于天花板上的O点，在O点的正下方l处的绝缘支架上固定一个与A带同种电荷的小球B，两个带电小球都可视为点电荷。已知小球A静止时丝线OA与竖直方向的夹角为60°，设丝线中拉力为T，小球所受库仑力为F，下列关系式正确的是(　　)

A.T＝mg    B.T＝mg

C.F＝mg    D.F＝mg

【答案】D

【解析】对小球A受力分析，受重力、库仑力和细线拉力，处于平衡状态。通过几何关系得出这三个力互成120°角，有T＝mg＝F，选项D正确。

6、（多选）如图所示，两质量分别为m1和m2、带电荷量分别为q1和q2的小球，用长度不等的绝缘轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别是α和β (α>β)．若两小球恰在同一水平线上，那么(　　)

A．两球一定带异种电荷

B．q1一定大于q2

C．m1一定小于m2

D．m1所受静电力一定大于m2所受静电力

【答案】AC

【解析】由题图可知，两球相互吸引，一定带异种电荷，相互作用的静电力一定等大反向，故A正确，D错误；无法判断q1、q2的大小，B错误；由tan α＝，tan β＝，α>β可知，m1<m2，故C正确．

7、如图所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上，q2与q3间距离为q1与q2间距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比为(　　)

A．(－9)∶4∶(－36)     B．9∶4∶36

C．(－3)∶2∶(－6)      D．3∶2∶6

【答案】A

【解析】本题可运用排除法解答．分别取三个电荷为研究对象，由于三个电荷只在静电力作用下保持平衡，所以这三个电荷不可能是同种电荷，这样可立即排除B、D选项，故正确选项只可能在A、C中．若选q2为研究对象，由平衡条件得＝，则q1＝q3，即q3＝4q1，选项A恰好满足此关系，显然正确选项为A.

8、一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度—时间图象如图所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是(　　)

【答案】C

【解析】由速度—时间图象可知，负电荷做加速度逐渐增大的加速运动，再由电场线的分布特点可知C选项正确．

9、如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是(　　)

A．先变大后变小，方向水平向左

B．先变大后变小，方向水平向右

C．先变小后变大，方向水平向左

D．先变小后变大，方向水平向右

【答案】B

【解析】等量异种电荷电场线分布如图甲所示，由图中电场线的分布可以看出，从A点到O点，电场线由疏到密；从O点到B点，电场线由密到疏，所以沿直线由A→O→B，电场强度应由小变大，再由大变小，方向为水平向右，如图乙所示．由于电子做匀速直线运动，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受电场力大小相等、方向相反，电子受到电场力方向水平向左，且沿直线由A→O→B运动的过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力的方向应水平向右，其大小应先变大后变小，所以选项B正确．

10、如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷．已知b点处的电场强度为0，则d点处电场强度的大小为(k为静电力常量)(　　)

A．k   B．k

C．k  D．k

【答案】B

【解析】已知a处点电荷和带电圆盘均在b处产生电场，且b处电场强度为0，所以带电圆盘在b处产生的电场强度E1与q在b处产生的电场强度Eab等大、反向，即E1＝Eab＝，带电圆盘在d处产生的电场强度E2＝E1，且方向与E1相反，q在d处产生的电场强度Ead＝，则d处的电场强度Ed＝E2＋Ead＝＋＝k，故选项B正确．

11、（多选）某静电场中的部分电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，粒子由M运动到N.以下说法正确的是(　　)

A．粒子必定带正电荷

B．粒子在M点的加速度大于在N点的加速度

C．粒子在M点的加速度小于在N点的加速度

D．粒子在M点的动能小于在N点的动能

【答案】ACD

【解析】根据电荷运动轨迹弯曲的情况，可以确定带电粒子受电场力的方向沿电场线切线方向，故此粒子带正电，A正确．由于电场线越密场强越大，带电粒子受到的电场力越大，根据牛顿第二定律可知，其加速度也就越大，故此带电粒子在N点时的加速度大，B错误，C正确．粒子从M点运动到N点，电场力做正功，根据动能定理知此粒子在N点时的动能大，D正确．

12、竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，此时小球距右金属板的距离为b，如图所示．请问：

(1)小球带电荷量是多少？

(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？

【答案】(1)　(2)

【解析】(1)由小球处于平衡状态知小球带正电，对小球受力分析如图所示，则

FTsin θ＝qE①

FTcos θ＝mg②

由得tan θ＝，故q＝.

(2)由第(1)问中的方程②知FT＝，而剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线对小球的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于，小球的加速度a＝＝，小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板上时，它的位移为x＝，又由x＝at2，得t＝＝＝.