专题06 库仑定律 常见电场及电场线-【鼎力同步】2022-2023年高一物理下学期期中期末模型方法大单元综合专练（人教版2019）

高一物理下学期期中期末模型方法大单元综合专练 专题06 库仑定律 常见电场及电场线 特训专题 特训内容 专题1 库仑定律（1T—3T） 专题2 库仑力作用下的平衡问题（4T—6T） 专题3 库仑力作用下的加速问题（7T—9T） 专题4 电场强度及叠加（10T—12T） 专题5 常见电场及电场线（13T—16T） 【典例专练】 1、 库仑定律 1．大小相同的两个金属小球A、B带有等量异种电荷（都可看作点电荷），相隔一定距离时，两球间的库仑引力大小为F，现在用另一个跟它们大小相同的不带电金属小球，先后与A、B两个小球接触后再移开，这时A、B两球间的库仑力大小（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，半径为r的两个金属小球，球心间距离为，现使两球分别带上等量异种电荷、，则两球间的静电力（　　） A．等于 B．小于 C．等于 D．小于 3．如图所示的仪器叫做库仑扭秤，是法国物理学家库仑精心设计的，用来研究静电力的规律，下列说法正确的是（　　） A．在实验过程中使A、C球带异种等量的电荷 B．装置中A、C为带电金属球，B为不带电的平衡小球 C．库仑通过该实验计算出静电力常量k的值 D．本实验中必须准确测出每一个带电小球的电荷量 【模型方法总结】 (1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 (2)表达式：F＝k，式中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫做静电力常量。 (3)适用条件：真空中的点电荷。 (4)当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大。 (5)对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图所示。 ①同种电荷：F＜k；②异种电荷：F＞k。 2、 库仑力作用下的平衡问题 4．如图所示，光滑绝缘的水平桌面的同一直线上，放置三个可视为点电荷的小球M、N和P，其中M和N固定，带电量分别为和，若小球P能保持静止，则（　　） A．P一定带正电， B．P一定带正电， C．P可能带正电， D．P可能带正电， 5．如图所示，固定在绝缘支杆上的带电小球A位于光滑小定滑轮O的正下方，绝缘细线绕过定滑轮与带电小球B相连，在拉力F的作用下，小球B静止，此时两球处于同一水平线。假设两球的电荷量均不变，现缓慢拉动细线，使B球移动一小段距离。在此过程中以下说法正确的是（　　） A．细线上的拉力一直减小 B．细线上的拉力先增大后减小 C．B球的运动轨迹是一段直线 D．B球的运动轨迹是一段圆弧 6．如图所示，倾角为θ的斜面静止在水平面上，将一带电荷量为+q的小球固定在斜面底端，另一质量为m、电荷量为+q的小球静止在斜面上，小球与斜面间的动摩擦因数为μ，且μ<tanθ，两小球间距为a，重力加速度为g，静电力常量为k，试判断电荷量q的取值范围（　　） A． B． C． D． 【模型方法总结】 (1)四步解决库仑力作用下的平衡问题： (2)三个自由点电荷的平衡问题： ①平衡条件：每个点电荷受另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷平衡的位置是另外两个点电荷的合场强为零的位置。 ②平衡规律： (3)利用三角形相似法处理带电小球的平衡问题： 常见模型 几何三角形和力的矢量三角形 比例关系 3、 库仑力作用下的加速问题 7．如图所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为m和2m的小球A、B，带异种电荷。有方向水平向右，大小为F的力作用在B上，当A、B间的距离为L时，两小球可保持相对静止。若改用方向水平向左，大小为F的力作用在A上，两小球仍能保持相对静止，则此时A、B间的距离为（　　） A． B．L C． D． 8．大小相同、带异种电荷的小球A、B静止在光滑的水平地面上，带电荷量，质量，开始时两球相距。现将两球由静止释放，两球相向运动，一段时间后发生弹性碰撞，假设碰撞瞬间电荷量立即发生转移，下列说法正确的是（　　） A．碰前瞬间A球的速度是B球速度的2倍 B．碰撞点到A球的出发点的距离为 C．碰后瞬间，两球的速度方向可能相同 D．碰后A球和B球能同时回到出发点 9．如图（a），场源点电荷固定在真空中O点，从与O相距r0的P点由静止释放一个质量为m、电荷量为q（q>0）的离子，经一定时间，离子运动到与O相距r的N点。用a表示离子的加速度，用r表示离子与O点的距离，作出其图像如图（b）。静电力常量为是k，不计离子重力。由此可以判定（  ）  A．场源点电荷带正电 B．场源点电荷的电荷量为 C．离子在P点的加速度大小为 D．离子在P点受到的电场力大小为 【模型方法总结】 此类题目中可以带电体之间的库仑力类比成绳、杆或弹簧类问题中的弹力，可以利用整体法和隔离法，借助牛顿第二定律对问题做