微专题03 电场强度及其叠加-【奇点物理】高中物理选修3-1专题讲练题库

1 微专题 01 电荷守恒定律、库仑定律 母题 1 答案 BC 变式 1 答案 BCD 母题 2 答案 ABD 变式 2 答案 ABC 母题 3 答案 B 变式 3 答案 AC 母题 4 答案 C 变式 4 答案 C 母题 5 答案 AD 变式 5-1 答案 B 变式 5-2 答案 B 母题 6 答案 C 变式 6 答案 减小 增大 控制变量法 母题 7 答案 AD 变式 7 答案 C 母题 8 答案 D 变式 8 答案 A 母题 9 答案 C 变式 9-1 答案 D 变式 9-2 答案 微专题 02 库仑力作用下的平衡与运动 母题 1 答案 B 变式 1 答案 AD 母题 2 答案 A 变式 2 答案 A 母题 3 答案 A 变式 3-1 答案 C 变式 3-2 答案 AC 母题 4 答案 AC 变式 4 答案 AD 母题 5 答案 BD 变式 5-1 答案 C 变式 5-2 答案 BD 母题 6 答案 C 变式 6 答案 AD 母题 7 答案 D 变式 7 答案 BD 母题 8 答案 C 变式 8 答案 C 母题 9 答案 BC 变式 9 答案 A 母题 10 答案 BD 变式 10-1 答案 AC 变式 10-2 答案 AC 母题 11 答案 D 变式 11-1 答案 AC 变式 11-2 答案 B 母题 12 答案 C 变式 12 答案 AC 母题 13 答案 C 变式 13 答案 BC 母题 14 答案 AC 变式 14-答案 C 母题 15 答案 D 变式 15-1 答案 A 变式 15-2 答案 BC 母题 16 答案 A 变式 16-1 答案 BC 变式 16-2 答案（1）外力大小 F 为 72kq2/l2 （2）C 球所带电量 QC 为 16q，带负电荷． 【解析】A、B、C 三者作为整体为研究对象，有： F=3ma（1） 所以加速度方向向右，而 AB 都带正电， 所以 C 带负电荷 以 A 为研究对象，有-k8q2/l2=+k8q qc/4l 2=ma（2） 以 B 为研究对象，有 k8q2/l2+kq qc/l 2=ma…（3） 由（1）（2）（3）可解得 qc=16q F=72kq2/l2 母题 17 答案 (1)gsin α－ kQqsin2 α mH2 (2) kQq mgsin α 【解析】 (1)根据牛顿第二定律 mgsin α－F＝ma 根据库仑定律：F＝k Qq r2 ，r＝ H sin α 联立以上各式解得 a＝gsin α－ kQqsin2 α mH2 . (2)当A球受到合力为零、加速度为零时，速度最大，动能最大．设 此时 A 球与 B 点间的距离为 R，则 mgsin α＝ kQq R2 ，解得 R＝ kQq mgsin α . 变式 17 当 mgcosα=Fsinα 时，速度达最大， 2 2 )tan2( h kQ F  得 tan4 2 mg kQ h  母题 18 答案 A 变式 18（(1)正点电荷在 A、B 连线上速度最大处对应该电荷所 受合力为零，即 k Q1q x2 ＝k Q2q (L－x)2 ，解得 x＝ L 3 . （2）电荷在 P 点处如其所受库仑力的合力沿 OP 方向，则它在 P 点处速度最大，此时满足 tanθ＝ F2 F1 ＝ k 4Qq (2Rsinθ)2 k Qq (2Rcosθ)2 ＝ 4cos2θ sin2θ ， 即得 θ＝arctan 3 4. （3）P/点即为 P 点。 因为正点电荷从 A 点沿管道运动至 P 的 过程中，电场力做正功，它的电势能减小，而从 P 运动至 B 过 程中，克服电场力做功，它的电势能将增大，因此该正点电荷 在 P 处电势能最小，相应 P 点处的电势最低。 母题 19 答案 (1) 2gR (2)3mg＋k q1q2 R2 ，方向竖直向下 【解析】 (1)带电小球 q2 在半圆光滑轨道上运动时，库仑力 不做功，故机械能守恒，则 mgR＝ 1 2 mv2B 解得 vB＝ 2gR. (2)小球到达 B 点时，受到重力 mg、库仑力 F 和支持力 FN，由 圆周运动和牛顿第二定律得 FN－mg－k q1q2 R2 ＝m v2B R 解得 FN＝3mg＋k q1q2 R2 根据牛顿第三定律，小球在 B 点时对轨道的压力为 FN′＝FN＝3mg＋k q1q2 R2 方向竖直向下． 变式 19 答案 6mg 【解析】 设小球在最高点时的速度为 v1，根据牛顿第二定律 mg－ kQq R2 ＝m v21 R ① 设当小球在最低点时的速度为 v2，管壁对小球的