1、名师一号 高考总复习 模块新课标 新课标版物理计时双基练21库仑定律电场力的性质(限时：45分钟满分：100分)A级双基达标1将两个分别带有电荷量2Q和5Q的相同金属小球A、B分别固定在相距为r的两处(均可视为点电荷)，它们之间库仑力的大小为F.现将第三个与A、B两小球完全相同的不带电小球C先后与A、B两小球相互接触后拿走，A、B两小球间距离保持不变，则两小球间库仑力的大小为()AF B.FC.F D.F解析与小球C接触前Fk，与小球C接触后A、B两小球的电荷量分别变为Q和2Q，所以接触后的库仑力Fk，为原来的1/5，故B项正确答案B2(2013武汉摸底)水平面上A、B、C三点固定着三个电荷量
2、为Q的正点电荷，将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点，OABC恰构成一棱长为L的正四面体，如练图611所示已知静电力常量为k，重力加速度为g，为使小球能静止在O点，小球所带的电荷量为()练图611A.B.C.D.解析3kcosmg，sin，联立解得q.答案C3一带负电荷的质点，仅在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)()解析质点所带电荷是负电荷，电场方向应与负电荷受到的电场力方向相反，又因为质点的速度是递减的，因此力的方向与速度方向夹角应大于90，故D项正确答案D4.练图612如
3、练图612所示是某个点电荷电场中的一根电场线，在电场线上O点由静止释放一个自由的负电荷，它将沿电场线向B点运动下列判断中正确的是()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，其加速度大小的变化不能确定C电场线由A指向B，该电荷做匀速运动D电场线由B指向A，该电荷做加速运动，加速度越来越大解析在电场线上O点由静止释放一个自由的负电荷，它将沿电场线向B点运动，受电场力方向由A指向B，则电场线方向由B指向A，该负电荷做加速运动，其加速度大小的变化不能确定，B项正确答案B练图6135(2013新课标卷)如练图613所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a
4、、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电整个系统置于方向水平的匀强电场中已知静电力常量为k.若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为()A. B.C. D.解析以c球为研究对象，c球受三个力的作用：球a、球b对c球的库仑力Fa、Fb，电场对c球的电场力qcE，三力平衡，则2kcos30qcE，E.练答图611答案B6.练图614(多选题)如练图614所示，点电荷4Q与Q分别固定在A、B两点，C、D两点将AB连线三等分，现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动，不计粒子的重力，则该粒子在CD之间运动的速度大小v与时间t的关系图象可能是
5、()解析CD合场强方向向右，大小逐渐减小到0，所以负电粒子向右做变减速运动，可能出现到D点时速度仍未减为零，也可能粒子未到D点速度减为零而后反向加速，故B、C项正确答案BC练图6157(2014福建省龙岩市质检)如练图615所示，在竖直平面内，AB为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O，半径R0.50 m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E1.0104 N/C，现有质量m0.20 kg、电荷量q8.0104 C的带电体(可视为质点)，从A点由静止开始运动，已知sAB1.0 m，带电体与轨道
6、AB、CD的动摩擦因数均为0.5.假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等求：(取g10 m/s2)(1)带电体运动到圆弧形轨道C点时的速度；(2)带电体最终停在何处解析(1)设带电体到达C点时的速度为v，由动能定理得：qE(sABR)mgsABmgRmv2解得v10 m/s.(2)设带电体沿竖直轨道CD上升的最大高度为h，由动能定理得：mghqEh0mv2解得h m.在最高点，带电体受到的最大静摩擦力FfmaxqE4 N，重力Gmg2 N因为GFfmax所以带电体最终静止在与C点的竖直距离为 m处答案(1)10 m/s(2)与C点的竖直距离为 m处B级能力提升1.练图616如练图6
7、16所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质绝缘弹簧连接当3个小球处于静止状态时，每根弹簧长度为l，已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为()Al BlCl Dl解析根据对称性，任选两边小球中的一个为研究对象，该小球在水平方向受三个力的作用，如练答图612所示练答图612应用库仑定律、胡克定律和平衡条件得：k0xkk，得x，所以l0lxl.答案C练图6172(2014吉林质检)如练图617所示，在匀强电场中，一个带正电的物体沿水平方向的绝缘天花板做匀速直线运动从某时刻(设为t0)起，电场强度从E0均匀增大若物体与天
8、花板间的动摩擦因数为 ，电场线与水平方向的夹角为，物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且电场空间和天花板均足够大，下列判断正确的是()A在t0之前，物体可能向左匀速直线运动，也可能向右做匀速直线运动B在t0之前，物体受到的摩擦力大小可能为零C在t0之后，物体做减速运动，最后要掉下来D在t0之后，物体做减速运动，且加速度越来越大，直到停止解析在t0时刻之前，物体做匀速直线运动，所受合力一定为零，物体所受的滑动摩擦力只能向左且不为零，因此物体只能向右匀速直线运动，A、B错；t0时，E0qcos(E0qsinmg)0，在t0时刻之后，EE0kt，根据牛顿第二定律Eqcos(Eqsinmg)ma，得
9、ktq()ma，知电场强度增大，滑动摩擦力增大，合力向左，加速度增大，物体做减速运动，最后静止，C错、D对练答图613答案D练图6183(2013安徽卷)如练图618所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z0的空间为真空将电荷量为q的点电荷置于z轴上zh处，则在xOy平面上会产生感应电荷空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z轴上z处的场强大小为(k为静电力常量)()Ak BkCk Dk解析静电平衡时导体内部处处场强为零，导体是个等势体，其表面是等势面，由于导体充满zv0.结果发现，在B向O点靠近过程中，A始终向左做匀
10、速运动当tt0时B到达O点(未进入非匀强电场区域)，A运动到P点(图中未画出)，此时两球间距离最小静电力常量为k.练图6110(1)求0t0时间内A对B球做的功；(2)求杆所在直线上场强的最大值；(3)某同学计算出0t0时间内A对B球做的功W1后，用下列方法计算非匀强电场PO两点间电势差：设0t0时间内B对A球做的功为W2，非匀强电场对A球做的功为W3，根据动能定理W2W30又因为W2W1PO两点间电势差U请分析上述解法是否正确，并说明理由解析(1)B球运动过程中只受A球对它的 库仑力作用，当它运动到O点时速度跟A球相同为v0.库仑力做的功即为B球动能增加量，Wmvmv.(2)因为A球做匀速运动，t0时间内运动的位移xv0t0，此时的库仑力Fk，因为A球始终做匀速运动，所以非匀强电场对它的作用力与B球对它的库仑力相平衡当B球到达O点时，两带电小球间的距离最小，库仑力最大因此，电场对A的作用力也最大，电场强度也最大E.(3)该同学的解法是错误的因为B球向A球靠近的过程，虽然它们的作用力大小相等，但它们运动的位移不等，所以相互作用力所做的功W1、W2的大小不相等，即W2W1是错误的答案(1)mvmv(2)(3)见解析13
