专题37 静电力的性质(分层练习)-【鼎力高考】2025年高三物理一轮复习多维度精讲导学与分层专练
2024-11-19
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内容正文:
专题37 静电力的性质
(单选基础练+多选提升练+计算综合练)
1、 基础练(单选题)
1.如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为,一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行。小球的质量为m、电荷量为q。小球A的右侧固定放置带等量异种电荷的小球B,两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上,则( )
A.杆对小球B的作用力大小为
B.当时,细线上的拉力为0
C.当时,斜面对小球A的支持力为0
D.当时,斜面对小球A的支持力为0
【答案】D
【详解】A.小球B受到带电小球A对其的库仑力,方向水平向左,故杆对B的作用力大小应为B的重力与所受库仑力的合力,故A错误;
B.对小球A受力分析,将小球A受力沿斜面方向和垂直斜面方向进行分解,小球A受到水平向右的库仑力和竖直向下的重力,在沿细线方向上的合力不可能为0,故细线上的拉力不可能为0,故B错误;
CD.两带电小球可视为点电荷,根据库仑定律,两小球间的库仑力大小为对小球A的受力在垂直斜面的方向上进行分解,若斜面对小球A的支持力为零,则即故C错误,D正确。故选D。
2.如图所示,用绝缘细线将带负电的小球A悬挂于支架的O点处,小球A的质量为m。B为带正电的小球,固定在绝缘盘C上,B和C(包括支架)的总质量为M,整体悬挂与D点。若剪断小球A与O点间的绝缘细线,在小球A下落过程中,关于绝缘轻绳OD上拉力F的大小,分析正确的是( )(已知重力加速度为g)
A. 且逐渐变小 B.且逐渐变小
C.且大小不变 D.且逐渐变大
【答案】A
【详解】依题意,未剪断小球A与O点间的绝缘细线时,有剪断后,小球A处于失重状态,有又在小球A下落过程中,两小球之间的距离逐渐减小,二者之间的库仑力增大,导致小球A的加速度增大,所以绝缘轻绳OD上拉力F的大小逐渐变小,且满足故选A。
3.如图所示,真空中电荷量为-q()的点电荷与均匀带电薄板相距2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0,静电力常量为k,下列说法中正确的是( )
A.薄板带负电,电子在A点所具有的电势能一定为零
B.带电薄板产生的电场在图中B点的电场强度为
C.图中B点的电场强度大小为
D.图中B点的电场强度方向沿着AB连线指向A
【答案】C
【详解】A.依题意,图中A点的合场强为0,带负电的点电荷在A点的场强方向沿AB连线指向B,则薄板在A点的场强方向沿AB连线指向A,说明其带正电。电势能是一个相对物理量,电子在A点所具有的电势能与零电势点的选取有关,不一定为零。故A错误;
B.由A选项分析可知,薄板在A点的场强大小与点电荷在A点的场强大小相等,即根据对称性可知带电薄板产生的电场在图中B点的电场强度大小为方向沿AB连线指向B。故B错误;
CD.综上所述,两带电体在图中B点的电场强度方向均沿AB连线指向B,由场强的叠加,可知方向沿着AB连线指向B。故C正确;D错误。故选C。
4.如图所示,一足够大的空间内有一无限长的均匀带正电的导体棒水平放置,导体棒所在的竖直平面内放有三个质量相同、电荷量分别为q、2q、3q的微粒,通过多次摆放发现,当三个微粒均静止时,它们距导体棒的距离之比总是,不考虑微粒间的相互作用。现撤去该三个微粒,在导体棒所在的竖直平面内距导体棒1.5h、2.5h处分别放有电子A、B(不计重力),给它们各自一个速度使其以导体棒为轴做匀速圆周运动,则A、B做圆周运动的线速度之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设q、2q、3q所在位置对应的电场强度为,的由平衡条件得即而它们距导体棒的距离之比总是,可知某点电场强度的大小与该点到导体棒的距离成反比。则任意一点的电场强度大小可写成(k为常量)由于电子绕导体棒做匀速圆周运动,则,解得故选A。
5.如图所示,半径为的均匀带电金属球壳,所带电荷量为。在球壳上取一小面积,球壳上其余部分电荷对所带电荷的作用力为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】在紧挨着面取两点和,在内部,在外部。设所带电荷分别在、两点形成的电场强度大小为,其余部分在、两点形成的电场强度大小为,所以点电场强度大小为
点电场强度大小为解得所以其余部分对所带电荷的电场力故选A。
6.如图所示,曲线PMSN为椭圆,O点为椭圆中心,A、B是椭圆焦点,P、S是椭圆长轴的端点,现有两等量同种正电荷Q分别在A、B两点,已知距离电量为Q的孤立点电荷r处的电势为(无穷远电势为零),多个点电荷共同激发的电场中,电势遵循叠加原理,则( )
A.O点电场强度为零,电势也为零
B.将一电子从M点移到S点电场力做负功
C.椭圆上M、N两点电势最低
D.椭圆半短轴MO上从M点到O点电场强度的大小一定一直减小
【答案】C
【详解】A.根据等量同种正点电荷的电场分布规律,O点电场强度为零,令A、B两点到O点间距为,则O点电势为故A错误;
B.等量同种正点电荷的电场线与等势线分布规律如图所示
根据电场分布规律可知,将一电子从M点移到S点,电场力方向先与移动方向夹角为锐角,后来电场力方向先与移动方向夹角为钝角,则电场力先做正功后做负功,故B错误;
C.根据上述等量同种正点电荷的等势线分布规律可知,椭圆上M、N两点电势最低,故C正确;
D.在点电荷连线的中垂线上,无穷远处电场强度为0,垂足O的电场强度也为0,可知,由无穷远沿中垂线到垂直的电场强度先增大后减小,即在之间某位置存在最大值,由于M点与电场强度最大值位置关系不确定,因此,椭圆半短轴MO上从M点到O点电场强度的大小可能一直减小,也可能先增大后减小,故D错误。故选C。
7.如图所示,在空间直角坐标系里,在水平面内的等边三角形BCD的边长为L,B、D两点在y轴上,C点在x轴上,A点在z轴上,A点到B、D两点的距离均为L。在B、D两点固定两个等量异种点电荷,下列说法正确的是( )
A.沿z轴从O点到A点,电场强度一直增大
B.沿x轴从O点到C点,电势一直增大
C.A、C两点的电场强度相同
D.带负电的试探电荷沿AC连线从A运动到C,其电势能先增大后减小
【答案】C
【详解】A.由题意知,沿z轴从O点到A点,电场强度一直减小,故A错误;
BD.等量异种点电荷连线的中垂面是等势面,故沿x轴从O点到C点,电势不变,带负电的试探电荷沿AC连线从A运动到C,其电势能不变,故BD错误;
C.设点电荷的电荷量为Q,A、C两点在等量异种点电荷连线的中垂面上,由几何知识得,合电场强度方向都沿y轴负方向,故C正确。故选C。
8.如图所示,等量异种点电荷分别固定在正方体两个顶点B、H上,一个质子仅在电场力的作用下从A点运动到G点的轨迹如图中的虚线所示,下列说法正确的是( )
A.F点的电场强度大于D点的电场强度
B.F点的电势等于D点的电势
C.质子在A点的动能小于在G点的动能
D.质子在A、G两点的加速度大小相等,方向相反
【答案】C
【详解】AB.由曲线运动得轨迹与合力得关系可知,B点为正电荷,D点为负电荷。作BDHF平面的电场线分布图
由图可得,F点的电场强度与D点的电场强度大小相等,方向不同,F点的电势大于D点的电势。故AB错误;
C.因为电场力与速度方向成锐角,即电场力做正功,质子在A点的动能小于在G点的动能,故C正确;
D.由受力情况可知,质子在A、G两点的加速度大小相等,但方向不相反,故D错误。故选C。
2、 提升练(多选题)
9.如图所示,O、A、B为一粗糙绝缘水平面上的三点,不计空气阻力,一电荷量为的点电荷固定在O点,现有一质量为m、电荷量为的小金属块(可视为质点),从A点以速度向右运动,最后停止在B点,已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为,A、B间距离为L,静电力常量为k,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.该过程中小金属块的电势能增大
B.A、B两点间的电势差为
C.若在A处库仑力大于摩擦力,则小金属块速度最大时距O点的距离为
D.若在A处库仑力小于摩擦力,则小金属块由A向B运动过程的平均速度大于
【答案】CD
【详解】A.依题意,该过程中库仑力对小金属块做正功,所以小金属块的电势能减小。故A错误;
B.由动能定理可得A、B两点间的电势差为联立,解得故B错误;
C.若在A处库仑力大于摩擦力,则小金属块速度最大时,其受力平衡,有解得故C正确;
D.若在A处库仑力小于摩擦力,由牛顿第二定律可得则小金属块由A向B运动过程做加速度增大的减速运动,v-t图像如图所示
在图中做出初速度为v0,末速度为0的匀减速匀速直线运动图线,根据平均速度公式可知小金属块由A向B运动过程的平均速度大于。故D正确。故选CD。
10.如图在一半径为R的表面光滑的半球形容器的球心O点,用长为的绝缘细线悬挂一质量为、电荷量为的小球A,在容器内放置一质量为m、电荷量为的小球B,已知B与容器绝缘。两球在如图所示的位置处于平衡状态,此时细线与竖直方向的夹角。下列说法正确的是( )
A.容器对小球B的支持力等于细线对小球A的拉力
B.容器对小球B的支持力等于细线对小球A拉力的2倍
C.细线对小球A的拉力为小球A重力的
D.两小球间的库仑力为小球A重力的
【答案】AC
【详解】AB.如图1所示,连接交过球心O的竖直线于P点,分析两小球的受力,并将力经适当平移,构成矢量三角形,根据力的矢量三角形与几何三角形相似,可得,所以故A正确,B错误;
C.把小球A、B看作整体,对整体受力分析如图2所示,正交分解,可得,解得,故C正确;
D.对小球A,设两小球间的库仑力为F,则有故D错误。故选AC。
11.如图所示,在立方体的顶点A1、B处分别固定有电荷量为+Q的点电荷,在顶点C1、D处分别固定有电荷量为的点电荷,O为立方体的中心,无穷远处电势为零。下列说法正确的是( )
A.O点电势为零 B.O点电场强度方向平行AD向左
C.A、B1两点的电势相等 D.C、D1两点的场强相同
【答案】AC
【详解】A.O点到四个点电荷的距离相等,电势是标量,根据可知,O点电势为零,故A正确;
B.B、D两处点电荷在O点的电场强度方向由B指向D,A1、C1两处点电荷在O点的电场强度方向由A1指向C1,且大小相等,根据矢量的合成可知O点电场强度方向平行AD向右,故B错误;
C.A、B1两点到两正电荷和两负电荷的距离相等,则A、B1两点的电势相等,故C正确;
D.做出C、D1两点的电场线如图
根据矢量的叠加可知,C、D1两点的场强不相同,故D错误;故选AC。
12.如图所示,在坐标系xOy中,弧BDC是以A点为圆心、AB为半径的一段圆弧,,,D点是圆弧跟y轴的交点。当在O点和A点分别固定电荷量为和的点电荷后,D点的电场强度恰好为零。下列说法正确的是( )
A.
B.B点与C点场强相同
C.圆弧BDC上的各点中,D点的电势最低
D.电子沿着圆弧从B点运动到C点的过程中,电势能先增大后减小
【答案】ACD
【详解】A.D点的电场强度恰好为零,有解得故A项正确;
B.根据对称性可知,B、C两点电场强度大小相等,方向不同,故B项错误;
C.对来说圆弧是一个等势面,所以各点电势高低,由决定,根据沿电场线方向电势降低,离负电荷越近,电势越低,所以D点电势最低,故C项正确;
D.电子沿着圆弧从B点运动到C点的过程中,电势先降低后升高,有所以电势能先增大后减小,故D项正确。故选ACD。
13.如图所示,两半径相等的半球球壳I和II彼此靠的很近(间距可忽略),两球壳均匀带有电荷,电荷量均为,O为球心,A为球壳外一点,。已知球壳内部电场强度处处为零,且球壳I在A点形成的电场强度为,规定距O点无限远处的电势为零,静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A.O点电势为零
B.球壳I在O点形成的电场强度水平向右
C.球壳II在A点形成的电场强度大小
D.球壳I和球壳II在A点的电势相等
【答案】BC
【详解】A.电势是标量,O点电势等于两球壳在O点形成的电势之和,不为零,故A错误;
B.球壳带正电,球壳I在O点形成的电场强度水平向右,故B正确;
C.把两球壳当成整体,在A点形成的电场强度为方向沿OA方向,两球壳在A点分别形成的电场强度方向均沿OA方向,则解得故C正确;
D.电势是标量,球壳I和球壳II电荷量相等,球壳II距离A点近,形成的电势高,故D错误。
故选BC。
14.太极图的含义丰富而复杂,它体现了中国古代哲学的智慧。如图所示,O为大圆的圆心,O1为上侧阳半圆的圆心,O2为下侧阴半圆的圆心,O、O1,O2在同一直线上,AB为大圆的直径且与O1O2连线垂直,C、D为关于О点对称的两点,在,两点分别固定电荷量大小相等的异种点电荷,整个空间只有,处点电荷产生的电场。下列说法正确的是( )
A.C、D两点电场强度相同
B.把电子由A沿直线移到B的过程中,电子的电势能先增加后减小
C.把质子由A沿直线移到B的过程中,质子所受电场力先增加后减小
D.将一电子(不计重力)从A点由静止释放,电子可以沿直线在AB间做往返运动
【答案】AC
【详解】A.在O1,O2两点分别固定电荷量大小相等的异种点电荷,设O1处为正点电荷,O2处为负点电荷,C点,D点电场强度大小相等、方向相同,故A正确;
B.AB为等量异种电荷连线的中垂线,根据等量异种电荷电势分布特点可知,中垂线为一等势线,所以把电子由A沿直线移到B的过程中,电子的电势能保持不变,故B错误;
C.根据等量异种电荷中垂线电场分布特点可知,O点为中垂线上场强最大的点,则把质子由A沿直线移到B的过程中,场强先变大后变小,质子所受电场力先增加后减小,故C正确;
D.由于等量异种电荷中垂线上的场强方向与中垂线垂直,所以将一电子(不计重力)从A点由静止释放,在A处受到的电场力与AB直线垂直,电子不可能沿直线在AB间做往返运动,故D错误。
故选AC。
15.如图所示,五角星是边长相等的共面十边形,若在e、i点固定电荷量相等的正点电荷,一带负电的试探电荷q从b点由静止释放,仅在静电力作用下运动。则( )
A.d、h两点的电场强度大小相等
B.试探电荷q从b点运动到g点过程,电势能先减少后增加
C.试探电荷q从b点运动到g点过程,加速度一直减小
D.若在b点给试探电荷q一个合适的初速度,它可以做匀速圆周运动
【答案】BD
【详解】A.e、i点固定电荷量相等的正点电荷,d、h两点位置不对称,电场强度大小不相等,A错误;
B.试探电荷q从b点运动到g点过程,电势能先减少后增加,B正确;
C.试探电荷q从b点运动到g点过程,经过i、e连线中点时加速度为零,不可能一直减小,C错误;
D.若在b点给试探电荷q一个合适的初速度,正好与所受电场力方向垂直,且电场力提供向心力,它可以做匀速圆周运动,D正确。
故选BD。
16.如图所示是带电量不同的正、负点电荷的电场线,、、是电场中的三点。是两电荷连线的中点,、在两电荷连线的垂直平分线上。一个带负电的点电荷在两点受到的电场力分别为、。无穷远处电势为零,则( )
A.
B.点电势为零
C.点电势高于点电势
D.将负点电荷从点移动到点的过程中,电势能增加
【答案】ACD
【详解】A.电场线疏密表示电场强度大小,由图,点电场强度大于点电场强度,由可得,故A正确;
B.是两电荷连线的中点,设点到两个电荷的距离为,则点的电势为故点的电势为正,故B错误;
C.通过M点的等势线经过N点左边,沿着电场线电势降低,所以点电势高于点电势,故C正确;
D.负电荷在电势高的地方电势能小,所以将负点电荷从点移动到点的过程中,电势能增加,故D正确。故选ACD。
3、 综合练(计算题)
17.如图所示,质量均为m、带同种正电荷的小球A、B用长均为L的a、b绝缘细线悬挂,两球处于静止状态,已知细线b的拉力与细线a的拉力大小相等,小球A、B的带电量也相等,重力加速度为g,静电力常量为k,不计小球大小,求:
(1)小球A的带电量;
(2)O点处的电场强度;
(3)若给小球A施加一个水平向左的拉力,同时给小球B一个水平向右的拉力,两力始终等大反向,让两力同时从0开始缓慢增大,当细线b与竖直方向的夹角为53°时,作用于小球B上的拉力多大;此过程中作用于小球B上拉力做功为多少。(已知sin53°=0.8,cos53°=0.6)
【答案】(1);(2),方向竖直向上;(3),
【详解】(1)设小球A的带电量为q,则小球B的带电量为q,对A、B整体研究,细线a的拉力对小球B研究,根据力的平衡由题意知解得
(2)根据电场的叠加可知,O点处电场强度方向竖直向上
(3)对A、B施加等大反向的水平拉力后,A、B组成的系统始终处于平衡状态,因此细线a始终处于竖直,当细线b与竖直方向的夹角为53°时,对小球B研究,根据力的平衡有解得由于小球A保持静止,小球B和A间的距离始终保持不变,电场力不做功,根据功能关系知,拉力对小球B做功
18.可视为质点的物块A、B、C放在倾角为37°、长L = 2m的固定斜面上,B、C相距1m,其位置关系如图所示。物块与斜面间的动摩擦因数均为μ = 0.5,物块A、B的质量分别为mA= 0.80kg、mB= 0.40kg,其中A不带电,B、C均带正电,且C的带电量为qC= +2.0 × 10-5C,开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用。现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A在斜面上一直做加速度大小为a = 2.5m/s2的匀加速直线运动,经过时间t0,物体A、B分离,当A运动到斜面顶端时撤去力F。已知静电力常量k = 9.0 × 109N∙m2/C2,g = 10m/s2,sin37° = 0.6。
(1)求物块B带电量qB;
(2)求时间t0;
(3)已知点电荷Q周围的电势分布可表示为,求力F对物块A做的功。
【答案】(1)+4.0 × 10-5C;(2)0.4s;(3)9.8J
【详解】(1)由题知,开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用,则以AB整体为研究对象有解得qB= +4.0 × 10-5C
(2)当A、B刚好分离时,对B有代入数据有x′ = 1.2m在A、B分离前二者一起做匀减速直线运动,则A、B一起匀加速运动了x = x′-xBC= 0.2m根据匀变速直线运动位移与时间的关系有代入数据解得t0= 0.4s
(3)根据以上分析当A、B刚好分离时,二者的共同速度为v = at0= 1m/s由于已知点电荷Q周围的电势分布可表示为,则A从A、B开始运动到二者刚好分离时,根据功能关系有联立解得WF1= 1.8J当A、B分离后有F-mAgsin37°-μmAgcos37° = mAa解得F = 10N则A、B分离后,A还要继续上滑x″ = L-x′ = 0.8m则则A、B分离后,A继续上滑过程中F做的功为WF2= Fx″ = 8J则整个过程中力F对物块A做的功WF= WF1+WF2= 9.8J。
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专题37 静电力的性质
(单选基础练+多选提升练+计算综合练)
1、 基础练(单选题)
1.如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为,一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行。小球的质量为m、电荷量为q。小球A的右侧固定放置带等量异种电荷的小球B,两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上,则( )
A.杆对小球B的作用力大小为
B.当时,细线上的拉力为0
C.当时,斜面对小球A的支持力为0
D.当时,斜面对小球A的支持力为0
2.如图所示,用绝缘细线将带负电的小球A悬挂于支架的O点处,小球A的质量为m。B为带正电的小球,固定在绝缘盘C上,B和C(包括支架)的总质量为M,整体悬挂与D点。若剪断小球A与O点间的绝缘细线,在小球A下落过程中,关于绝缘轻绳OD上拉力F的大小,分析正确的是( )(已知重力加速度为g)
A. 且逐渐变小 B.且逐渐变小
C.且大小不变 D.且逐渐变大
3.如图所示,真空中电荷量为-q()的点电荷与均匀带电薄板相距2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0,静电力常量为k,下列说法中正确的是( )
A.薄板带负电,电子在A点所具有的电势能一定为零
B.带电薄板产生的电场在图中B点的电场强度为
C.图中B点的电场强度大小为
D.图中B点的电场强度方向沿着AB连线指向A
4.如图所示,一足够大的空间内有一无限长的均匀带正电的导体棒水平放置,导体棒所在的竖直平面内放有三个质量相同、电荷量分别为q、2q、3q的微粒,通过多次摆放发现,当三个微粒均静止时,它们距导体棒的距离之比总是,不考虑微粒间的相互作用。现撤去该三个微粒,在导体棒所在的竖直平面内距导体棒1.5h、2.5h处分别放有电子A、B(不计重力),给它们各自一个速度使其以导体棒为轴做匀速圆周运动,则A、B做圆周运动的线速度之比为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,半径为的均匀带电金属球壳,所带电荷量为。在球壳上取一小面积,球壳上其余部分电荷对所带电荷的作用力为( )
A. B. C. D.
6.如图所示,曲线PMSN为椭圆,O点为椭圆中心,A、B是椭圆焦点,P、S是椭圆长轴的端点,现有两等量同种正电荷Q分别在A、B两点,已知距离电量为Q的孤立点电荷r处的电势为(无穷远电势为零),多个点电荷共同激发的电场中,电势遵循叠加原理,则( )
A.O点电场强度为零,电势也为零
B.将一电子从M点移到S点电场力做负功
C.椭圆上M、N两点电势最低
D.椭圆半短轴MO上从M点到O点电场强度的大小一定一直减小
7.如图所示,在空间直角坐标系里,在水平面内的等边三角形BCD的边长为L,B、D两点在y轴上,C点在x轴上,A点在z轴上,A点到B、D两点的距离均为L。在B、D两点固定两个等量异种点电荷,下列说法正确的是( )
A.沿z轴从O点到A点,电场强度一直增大
B.沿x轴从O点到C点,电势一直增大
C.A、C两点的电场强度相同
D.带负电的试探电荷沿AC连线从A运动到C,其电势能先增大后减小
8.如图所示,等量异种点电荷分别固定在正方体两个顶点B、H上,一个质子仅在电场力的作用下从A点运动到G点的轨迹如图中的虚线所示,下列说法正确的是( )
A.F点的电场强度大于D点的电场强度
B.F点的电势等于D点的电势
C.质子在A点的动能小于在G点的动能
D.质子在A、G两点的加速度大小相等,方向相反
2、 提升练(多选题)
9.如图所示,O、A、B为一粗糙绝缘水平面上的三点,不计空气阻力,一电荷量为的点电荷固定在O点,现有一质量为m、电荷量为的小金属块(可视为质点),从A点以速度向右运动,最后停止在B点,已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为,A、B间距离为L,静电力常量为k,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.该过程中小金属块的电势能增大
B.A、B两点间的电势差为
C.若在A处库仑力大于摩擦力,则小金属块速度最大时距O点的距离为
D.若在A处库仑力小于摩擦力,则小金属块由A向B运动过程的平均速度大于
10.如图在一半径为R的表面光滑的半球形容器的球心O点,用长为的绝缘细线悬挂一质量为、电荷量为的小球A,在容器内放置一质量为m、电荷量为的小球B,已知B与容器绝缘。两球在如图所示的位置处于平衡状态,此时细线与竖直方向的夹角。下列说法正确的是( )
A.容器对小球B的支持力等于细线对小球A的拉力
B.容器对小球B的支持力等于细线对小球A拉力的2倍
C.细线对小球A的拉力为小球A重力的
D.两小球间的库仑力为小球A重力的
11.如图所示,在立方体的顶点A1、B处分别固定有电荷量为+Q的点电荷,在顶点C1、D处分别固定有电荷量为的点电荷,O为立方体的中心,无穷远处电势为零。下列说法正确的是( )
A.O点电势为零 B.O点电场强度方向平行AD向左
C.A、B1两点的电势相等 D.C、D1两点的场强相同
12.如图所示,在坐标系xOy中,弧BDC是以A点为圆心、AB为半径的一段圆弧,,,D点是圆弧跟y轴的交点。当在O点和A点分别固定电荷量为和的点电荷后,D点的电场强度恰好为零。下列说法正确的是( )
A.
B.B点与C点场强相同
C.圆弧BDC上的各点中,D点的电势最低
D.电子沿着圆弧从B点运动到C点的过程中,电势能先增大后减小
13.如图所示,两半径相等的半球球壳I和II彼此靠的很近(间距可忽略),两球壳均匀带有电荷,电荷量均为,O为球心,A为球壳外一点,。已知球壳内部电场强度处处为零,且球壳I在A点形成的电场强度为,规定距O点无限远处的电势为零,静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A.O点电势为零
B.球壳I在O点形成的电场强度水平向右
C.球壳II在A点形成的电场强度大小
D.球壳I和球壳II在A点的电势相等
14.太极图的含义丰富而复杂,它体现了中国古代哲学的智慧。如图所示,O为大圆的圆心,O1为上侧阳半圆的圆心,O2为下侧阴半圆的圆心,O、O1,O2在同一直线上,AB为大圆的直径且与O1O2连线垂直,C、D为关于О点对称的两点,在,两点分别固定电荷量大小相等的异种点电荷,整个空间只有,处点电荷产生的电场。下列说法正确的是( )
A.C、D两点电场强度相同
B.把电子由A沿直线移到B的过程中,电子的电势能先增加后减小
C.把质子由A沿直线移到B的过程中,质子所受电场力先增加后减小
D.将一电子(不计重力)从A点由静止释放,电子可以沿直线在AB间做往返运动
15.如图所示,五角星是边长相等的共面十边形,若在e、i点固定电荷量相等的正点电荷,一带负电的试探电荷q从b点由静止释放,仅在静电力作用下运动。则( )
A.d、h两点的电场强度大小相等
B.试探电荷q从b点运动到g点过程,电势能先减少后增加
C.试探电荷q从b点运动到g点过程,加速度一直减小
D.若在b点给试探电荷q一个合适的初速度,它可以做匀速圆周运动
16.如图所示是带电量不同的正、负点电荷的电场线,、、是电场中的三点。是两电荷连线的中点,、在两电荷连线的垂直平分线上。一个带负电的点电荷在两点受到的电场力分别为、。无穷远处电势为零,则( )
A.
B.点电势为零
C.点电势高于点电势
D.将负点电荷从点移动到点的过程中,电势能增加
3、 综合练(计算题)
17.如图所示,质量均为m、带同种正电荷的小球A、B用长均为L的a、b绝缘细线悬挂,两球处于静止状态,已知细线b的拉力与细线a的拉力大小相等,小球A、B的带电量也相等,重力加速度为g,静电力常量为k,不计小球大小,求:
(1)小球A的带电量;
(2)O点处的电场强度;
(3)若给小球A施加一个水平向左的拉力,同时给小球B一个水平向右的拉力,两力始终等大反向,让两力同时从0开始缓慢增大,当细线b与竖直方向的夹角为53°时,作用于小球B上的拉力多大;此过程中作用于小球B上拉力做功为多少。(已知sin53°=0.8,cos53°=0.6)
18.可视为质点的物块A、B、C放在倾角为37°、长L = 2m的固定斜面上,B、C相距1m,其位置关系如图所示。物块与斜面间的动摩擦因数均为μ = 0.5,物块A、B的质量分别为mA= 0.80kg、mB= 0.40kg,其中A不带电,B、C均带正电,且C的带电量为qC= +2.0 × 10-5C,开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用。现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A在斜面上一直做加速度大小为a = 2.5m/s2的匀加速直线运动,经过时间t0,物体A、B分离,当A运动到斜面顶端时撤去力F。已知静电力常量k = 9.0 × 109N∙m2/C2,g = 10m/s2,sin37° = 0.6。
(1)求物块B带电量qB;
(2)求时间t0;
(3)已知点电荷Q周围的电势分布可表示为,求力F对物块A做的功。
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